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          手把手教你純硬件STC單片機(jī)自動(dòng)下載

          作者: 時(shí)間:2017-04-28 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            摘要:單片機(jī)具有方便的串口下載程序的功能,無需購買專用的編程器;然而在反復(fù)調(diào)試程序的過程中,每次下載都需要冷啟動(dòng)就令人厭煩了,同時(shí)還縮短了開關(guān)原件的壽命;為此筆者研發(fā)了一種完全用硬件實(shí)現(xiàn)單片機(jī)自動(dòng)冷啟動(dòng)的電路,實(shí)現(xiàn)一鍵下載程序,明顯的降低了硬件成本,減小了操作難度,并且不占用單片機(jī)的串口。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201704/358584.htm

            1.基本原理

            進(jìn)行下載時(shí),需要使用官方提供的-軟件;使用國產(chǎn)的ch340g芯片作為USB轉(zhuǎn)TTL的芯片,其引腳如下圖。第13和14引腳為MODEM聯(lián)絡(luò)信號輸出引腳,受到STC-下載軟件的控制,默認(rèn)為高電平,點(diǎn)擊下載時(shí)變?yōu)槌掷m(xù)的低電平,下載完成又變回高電平。

              

           

            用MODEM聯(lián)絡(luò)信號引腳的下降沿作為觸發(fā)信號,硬件電路檢測到下降沿時(shí)給單片機(jī)斷電一段時(shí)間,然后上電,即實(shí)現(xiàn)自動(dòng)冷啟動(dòng)。

            2.具體硬件電路

            Ch340g的下載電路在此不做贅述,值得注意的是二極管D1使用肖特基二極管或者開關(guān)管1n4148,確保單片機(jī)徹底斷電。

            下面主要講解自動(dòng)冷啟動(dòng)部分,將RTS或者DTR引腳作為信號的輸入端,由于兩個(gè)引腳在下載時(shí)都會(huì)跳變?yōu)榈碗娖?,因此可以任意選擇一個(gè)引腳;使用一個(gè)10uf的鉭電容C4用于耦合輸入信號,只有電平跳變時(shí)有信號通過,后級電路主要由三個(gè)NPN三極管組成,筆者使用的是貼片的SS8050三極管,允許通過1.5A的電流,完全可以滿足單片機(jī)供電的需求;其中兩個(gè)三極管作為單穩(wěn)態(tài)振蕩電路的組件,一個(gè)三極管作為電子開關(guān),控制單片機(jī)的通斷電。

            對電路進(jìn)行分析,未點(diǎn)擊下載時(shí),RTS/DTR為高電平,無信號通過耦合電容C4,單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器處于穩(wěn)態(tài),3Q1飽和而Q2截止,單穩(wěn)態(tài)振蕩電路輸出端(R8)為高電平,Q3飽和導(dǎo)通,對單片機(jī)處于供電狀態(tài);點(diǎn)擊下載時(shí),RTS/DTR迅速跳變?yōu)榈碗娖?,電平跳變時(shí)相當(dāng)于交流電,通過耦合電容R4,輸入一個(gè)負(fù)向脈沖信號到Q1的b極,Q1截止,Q2導(dǎo)通,振蕩電路輸出低電平,Q3截止,單片機(jī)斷電,同時(shí)脈沖信號經(jīng)電容C6耦合使Q1的b極電壓下降,形成正反饋,振蕩電路處于非穩(wěn)態(tài);經(jīng)電容C6通過電阻R6放電,電路回到穩(wěn)態(tài)。

            分析知非穩(wěn)態(tài)時(shí)間即斷電時(shí)間受到R6和C6的大小影響,計(jì)算式為:

            非穩(wěn)態(tài)時(shí)間 T=0.7*R6*C6

            按照圖中參數(shù)斷電時(shí)間約為0.5秒

            下圖為ch340g下載電路圖

           

            下圖為自動(dòng)冷啟動(dòng)電路圖 

            3.優(yōu)勢與缺點(diǎn)

            目前常見的兩種自動(dòng)下載方式存在的問題:

            *1使用STC15F014W單片機(jī)檢測串口下載命令流——電路體積較大,自動(dòng)下載部分硬件成本高,約為1.3元,由于STC15單片機(jī)沒有原生串口,需要用軟件模擬串口,代碼較為復(fù)雜,對于下載波特率有限制,有一定的失敗率;

            *2使用51單片機(jī)自帶的串口檢測下載命令流——每次寫程序都要加入自動(dòng)下載檢測代碼,操作復(fù)雜,占用了單片機(jī)的串口功能,往往是復(fù)雜的程序才需要反復(fù)調(diào)試,占用了串口對于單片機(jī)的使用造成了較大的困擾;

            本設(shè)計(jì)的優(yōu)勢在于,使用純硬件電路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)冷啟動(dòng),硬件系統(tǒng)工作比軟件可靠,自動(dòng)下載部分硬件成本極低,約為0.4元(鉭電容可用普通瓷片電容代替),電路體積小,使用的三極管均為常見的SS8050三極管,材料易得,電路較為簡單,便于DIY;硬件電路響應(yīng)速度快,不用等待檢測下載命令,成功率高,可靠性高,筆者一次調(diào)試成功后下載失敗率幾乎為0;

            設(shè)計(jì)缺陷:由于下載模塊上電時(shí),計(jì)算機(jī)與ch340g聯(lián)絡(luò)通信,RTS/DTR引腳會(huì)在4秒左右的時(shí)間內(nèi)高低電平反復(fù)跳變,同樣會(huì)觸發(fā)冷啟動(dòng)電路,如果此時(shí)自動(dòng)下載電路連接了單片機(jī),會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)反復(fù)通斷電三次,影響使用體驗(yàn),筆者進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后未取得明顯效果,故在此不做處理;

            另附筆者焊接的自動(dòng)下載模塊如下圖,電路較為緊湊



          關(guān)鍵詞: STC ISP

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