一種基于CH340T 的STC89C52RC 編程器設(shè)計(jì)

　　編程器通過USB 接口與PC 上位機(jī)通訊，用戶只需要通過PC 上位機(jī)GUI 的簡單操作，就可以實(shí)現(xiàn)對STC 89C/S51XX/52XX 等系列單片機(jī)的擦除、編程、校驗(yàn)和加密。經(jīng)過STC89C52RC 等單片機(jī)反復(fù)測試，該編程器功能穩(wěn)定、速度快、價(jià)格低和易用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

　　1 引言

　　STC（宏晶科技）公司推出的STC 89C/S 51XX/52XX 等系列單片機(jī)，具有價(jià)格便宜、無法解密、低功耗、高速、高可靠、強(qiáng)抗靜電、強(qiáng)抗干擾等優(yōu)點(diǎn)，其指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051 單片機(jī)，片內(nèi)資源非常豐富，且均內(nèi)置可反復(fù)擦寫的Flash 存儲器，并提供了ISP（In-System Programming）編程模式。STC89C52RC 作為STC 89C/S51XX/52XX 系列單品機(jī)的一個(gè)典型代表，其特征主要有，8K 字節(jié)可編程閃爍存儲器、1000 次寫/ 擦循環(huán)壽命、10 年的數(shù)據(jù)保留時(shí)間、三級程序存儲器鎖定、512 內(nèi)部RAM、32 可編程I/O 線、兩個(gè)16 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器、5 個(gè)中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和掉電模式以及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路等。因而這款功能強(qiáng)大和超高性價(jià)比的單片機(jī)，在國內(nèi)應(yīng)用極為廣泛。

　　ISP 在線編程是一種徹底顛覆了傳統(tǒng)的編程模式的技術(shù)，它不會損壞芯片的引腳，同時(shí)下載速度很快，從而縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，降低了研發(fā)成本、加速了產(chǎn)品的上市，大大提高了工作效率。一般編程器的采用方法都是使用PL2303、CP2102、FT232 等主控芯片，但往往成本較高，而且有的芯片穩(wěn)定差，極少數(shù)芯片固件版本有Bug,鑒于此，本文提出以國產(chǎn)CH340T 芯片為主體的ISP 編程器的設(shè)計(jì)方案，經(jīng)過STC89C52RC 等芯片反復(fù)測試，功能穩(wěn)定，性能出色。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

　　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示。其中USB 供電和數(shù)據(jù)傳輸模塊主要負(fù)責(zé)為單片機(jī)和CH340T 等模塊供電，并將來自計(jì)算機(jī)的USB串行數(shù)據(jù)經(jīng)CH340T 轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)后和單片機(jī)通信，為單片機(jī)編程提供數(shù)據(jù)通道。

　　2.2 核心芯片CH340T 介紹

　　CH340T 是南京沁恒電子有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一款接口轉(zhuǎn)換及單片機(jī)外圍芯片，支持USB2.0.可以實(shí)現(xiàn)USB 轉(zhuǎn)串口、擴(kuò)展計(jì)算機(jī)異步串口和USB 轉(zhuǎn)IrDA 紅外等功能。本設(shè)計(jì)僅作USB 轉(zhuǎn)串口使用，轉(zhuǎn)換后的串口為全雙工串口，內(nèi)置收和發(fā)緩沖區(qū)，支持通訊波特率從50bps 到2Mbps,發(fā)送允許波特率誤差 0.3%,接收允許波特率誤差2%.其使用方法比較簡單，外圍元器件只需要晶體、電阻和電容即可。

　　CH340T 有20 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)引腳接口。主要有1、UD+ 和UD- 引腳，這些引腳內(nèi)置了USB 上拉電阻，可以直接接到USB 總線上。2、GND和VCC,即接地和電源引腳，支持5V 或者3.3V 電源電壓。3、數(shù)據(jù)傳輸引腳TXD 和RXD,分別為串口數(shù)據(jù)發(fā)送和接收引腳。輸入空閑時(shí)，一般RXD 是高電平，但是如果R232 引腳為高電平，且啟用輔助RS232 功能，RXD 引腳內(nèi)部會自動插入一個(gè)反相器，默認(rèn)變成低電平；輸出空閑時(shí)，一般TXD 是高電平。4、其他引腳。包括MODEM 聯(lián)絡(luò)信號引腳和輔助引腳。

　　2.3 系統(tǒng)原理圖

　　原理圖如圖2 所示。

　　圖中，USB 接口P1 除用于數(shù)據(jù)傳輸外，還經(jīng)過LM7805 穩(wěn)壓后為CH340T 芯片和單片機(jī)和其他部件供電，當(dāng)使用5V 工作電壓時(shí)，CH340 芯片的VCC 引腳輸入外部 5V 電源，并且V3 引腳應(yīng)該外接容量為4700pF 或者 0.01uF 的電源退耦電容。CH340T 轉(zhuǎn)接芯片將UD1+ 和UD1- 轉(zhuǎn)換為串口信號串口數(shù)據(jù)和單片機(jī)串口進(jìn)行通信。需要注意的是，CH340T 芯片的串行接收口CRXD 需要和單片機(jī)的P3.1（串行輸出口TXD）通過PNP 三極管Q1 接成射極發(fā)生器的形式，以到達(dá)數(shù)據(jù)的緩沖和隔離的作用。