编程器是微型计算机开发与应用中不可缺少的工具。随着市场的不断发展,越来越多的电子技术类公司致力于产品设计方案的研发,而将批量生产环节交由拥有大型设备和生产线的生产商,以此实现资源的优化分配。这种情况下,在MCU编程过程中必然会涉及到数据安全问题。为了满足瑞萨M16C64A系列MCU应用中的生产要求,本文针对产品生产过程中MCU编程的安全问题,设计并实现了-款基于M16C64A的离线加密编程器。通过M16C64A标准串行输入／输出模式完成脱离PC机对目标MCU的快速编程,结合密钥相加法和改进的DES加密算法实现程序的加密存储,并且利用限制编程次数的方法完善安全机制。本文首先在明确编程器功能需求的基础上,详细分析了M16C64A编程原理、串口通信技术、12C接口技术以及DES加密算法。其次根据系统功能要求,提出了系统总体设计方案。系统硬件部分采用M16C64A系列MCU的R5F364AEDFA作为中心处理器,主要部分包括MCU模块、电源模块、PC通信模块、编程接口模块、存储模块、按键模块和显示模块。系统软件部分包括PC与编程器通信协议的设计、MCU控制程序和上位机程序。为保证数据通信双方的有效通信,PC与编程器之间的通信协议对数据格式、传输方式、校验方式以及控制字符定义等做出了统一规定。主控MCU程序主要实现编程器与PC通信,数据加密存储,编程次数控制以及解密数据编程目标MCU等功能,其中数据加密采用数值相加的方法,对于相加关键字采用改进的DES加密实现双重加密,保证了存储器中数据的安全。上位机程序主要完成解析HEX文件以及与编程器通信的工作,设计完成了上位机主要界面及其功能模块,实现了人机交互。最后,对编程器进行了实际功能测试,包括系统功能测试和系统性能测试,测试结果均达到预期要求。通过对比编程文件加密前后的数据,验证了编程器加密存储功能的成功实现,并且通过比较不同编程方法对同一文件编程的时间,验证了双重加密方法有效、平衡了数据加密与编程速度之间的矛盾。经测试表明本文设计实现的编程器可以满足M16C64A系列MCU产品生产过程中的编程要求,并且可限制离线编程的次数以及加密下载自PC机的程序文件,提高了数据的安全性。