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基于STC89C51单片机，CH340芯片的下载电路.pdf

发布时间：2022-05-30 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.97M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    基于基于STC89C51单片机， 单片机，CH340芯片的下载电路 芯片的下载电路 前几天看到了卓晴公众号写的三篇关于STC系列单片机的下载电路，然后结合了其他的文章，对下载电路有了更加深入的了解，在这 里我梳理一下自己的学习过程，附上完整的资料，方便日后查看，也方便有兴趣的同学交流讨论，也请大家批评指正。 分析已有的下载电路 分析已有的下载电路 文档资料 文档资料 这是开发板原理图下载电路部分的电路图，见图1-1。 图图1-1 关于看原理图，注意到电路图只有一个芯片CH340，因此先查看这个芯片的数据手册。 找到这个原理图中CH340芯片所需要用到的引脚，我用黄色标记出来。见图图1-2。 然后是CH340的功能说明，我用黄色标注了一些重点参数，见图图1-3。 我把CH340的概述截图出来，供大家了解，就不解释了。 图图1-2
    图图1-3
    最后，查找单片机手册关于下载电路的部分：STC89C51系列 在系统可编程 由于电脑只有USB口，是5V供电，单片机只有串口，需要5V供电，因此找到USB转串口这个应用电路。见图1-4. 在系统可编程(ISP)典型应用线路 典型应用线路。 图图1-4 对对CH340的分析的分析 为了能够理解图图1-1所示的电路图，先根据图图1-2看CH340引脚。 VCC引脚引脚：正电源输入端，需要外接0.1uF退耦电容，也就是图1-1中电容CC5，值为104，VCC接电脑的5V供电。
    V3引脚引脚：根据图1-2中的说明，外接0.01uF退耦电容，也就是图1-1中电容CV1，值为103，至于他左边的电容C9，应该是原理图忘记 删掉了，实物中没有找到这个电容。 XI/XO引脚引脚：晶振12M，电容的参考值在图图1-2中没有，但是参考图图1-4后，电容取22pF，和图1-1相匹配。 TXD/RXD：初看图图1-1，本来是TXD和RXD和单片机交叉相连的，怎么TXD和TXD连接起来，结果一看MCU的接线，原来在MCU部 分，网络标号已经是交叉相连了，见下图1-5。 特别注意的是，参考图1-4，CH340的TXD和RXD要加一个反向二极管和电阻。这里我引用一下其他文章里面的解释。 特别注意的是 CH340芯片的发送引脚TXD上接一个反向二极管，然后再连接到对端IC。在接收引脚上加一个限流电阻来防止对端IC对CH340倒灌 电。通过反向二极管的原理是：在CH340发送数据时，发送高电平时二极管截止，但是由于对端RXD默认上拉也是高电平不会有采样 问题，而发送低电平时二极管导通，对端RXD接收到低电平，因此可以正常通讯。并防止了CH340的TXD发送引脚将电流倒灌到对端 IC。通过限流电阻的原理是：倒灌电流导致芯片工作甚至闩锁效应，是由于引脚电流过大超过了芯片设计时容忍的上限导致芯片内部 电路出现异常。因此加一个限流电阻就可以了，其他通讯场景也可以仿照此方法进行尝试。 图图1-5 对对CH340外围电路的分析 外围电路的分析 在这里，我把CH340的DTR，RTS引脚构成的电路成为CH340外围电路。关于这部分电路的理解，需要参考STC89C51数据手册，关 于在系统可编程 在系统可编程(ISP)原理使用说明 原理使用说明，见下图图2-1。。 图图2-1
    对于冷启动冷启动这个名词，还有复位复位，需要参考STC89C51数据手册，关于复位的解释，如下图2-2。 图图2-2 结合上述两张图可以得出这样一个结论，下载程序必须要冷启动冷启动，冷启动检测是否有下载命令流的这个过程在复位操作前，因此复 位，即热启动，是无法下载程序的，必须要让单片机完全掉电再上电。 通过和学长的交流，我知道了冷启动以后是执行bootloader程序，是芯片启动文件，检测到下载流以后，会进入程序下载模式，这个 程序是在复位操作前的。 说了这么一大堆，那么这个到底和外围电路有什么关系呢？
    不妨把图图1-1中外围电路去掉，但是USB5V直接接单片机VCC，这样在下载程序过程中，对于下载电路引出的4个 脚，VCC，GND，TXD，RXD，其他引脚要先用杜邦线连接好，但VCC必须要先断开，在电脑上点击下载后，再立马插上去，这样才 能做到冷启动下载程序，不过必须要在很短时间内用杜邦线插好VCC，不然就过了程序流检测时间，无法下载。 因此，这种操作比较麻烦，由此引申出一键下载电路 路是如何实现的。 一键下载电路这个概念，CH340的外围电路就是实现一键下载 一键下载功能的。下面来具体分析这个电 一键下载电路 一键下载电路 在分析之前，需要了解CH340的DTR，RTS引脚的作用，我参考图图1-2时没有理解他写的意思，查了其他文章之后，才知道，这两个引 脚由下载软件控制。 1、初始、初始：默认均为高电平。 2、下载开始 、下载开始：RTS先变为低电平，DTR后为低电平。 3、下载结束 、下载结束：RTS先变为高电平，DTR后为高电平。 搞清楚这个以后，再看图图1-1。Q1，是表贴PNP型的BJT，PCB丝印为2TY，型号为S8550。 Q11，根据实物的PCB丝印，是丝印为A1SHB，型号为PL2301的MOS管。 基于BJT和MOS管分析，可以发现外围电路就是构成了逻辑门电路，参考数字电路第三章。这里默认POWER开关是闭合的。 1、初始、初始：RTS和DTR均为高电平，发射结电压为0，CE之间断开，MOS管G极接下拉电阻得到低电平，由于是耗尽型PMOS，G极低 电平使MOS管导通，当使得D极供给了单片机电源，同时点亮了LED指示灯，此时执行最新烧写进的程序。 2、下载开始 、下载开始：当点击软件的下载键时，RTS先变低，此时发射结正偏，BJT导通，这时G极的电平就是DTR的电平，即高电平，MOS 管截止，单片机掉电。 接着，DTR变低，BTJ截止，MOS管导通，单片机上电。就是这个下载开始的过程，实现了单片机的冷启动，整个过程只需要点一次 鼠标，不需要插杜邦线，称之为一键下载 一键下载。 3、下载结束 、下载结束：这个过程也体现了图1-1电路的巧妙之处,RTS先变高，DTR后变高，整个过程保证了单片机一直处于有电状态，如果电 路设计不当造成变化是相反的结果，单片机就会掉电出问题。 设计总结 设计总结 数据手册，严格参数和选型，手册是最重要的依据，当手册看不懂的时候 如果要换成我们自己设计下载电路，就需要紧紧结合器件的数据手册 可以查阅别人写的文章，需要多看多想。至于MOS管，BJT，二极管，电阻的选择，更需要结合他本身的参数去计算静态工作点 静态工作点，当 然也需要知道常规的经验值和型号。花了几天时间理解了这个电路，我将目前学到的很多知识融会贯通，解决了一个实际问题，还是 很兴奋的，当然关于下载电路还有很多其他需要考虑的，这里也只是浅显地谈了谈自己的认识，希望读者批评指正交流。 最后附上清华大学卓晴公众号的文章链接及其他文章： 全自动STC下载电路设计. Prolific PL2303SA 调试. STC单片机下载实验. 基于CH340G的STC单片机一键下载电路. 正点原子stm32f103mini版串口下载BOOT0引脚与与CH340G芯片引脚RTS、DTR、的关系原理. 下面是我第一次写博客，然后保留的一些新手教程，可直接忽略。 下面是我第一次写博客，然后保留的一些新手教程，可直接忽略。 撤销：Ctrl/Command + Z 重做：Ctrl/Command + Y 加粗：Ctrl/Command + B 斜体：Ctrl/Command + I 标题：Ctrl/Command + Shift + H 无序列表：Ctrl/Command + Shift + U 有序列表：Ctrl/Command + Shift + O 检查列表：Ctrl/Command + Shift + C 插入代码：Ctrl/Command + Shift + K 插入链接：Ctrl/Command + Shift + L 插入图片：Ctrl/Command + Shift + G 查找：Ctrl/Command + F 替换：Ctrl/Command + G 合理的创建标题，有助于目录的生成 合理的创建标题，有助于目录的生成 直接输入1次#，并按下space后，将生成1级标题。 输入2次#，并按下space后，将生成2级标题。 以此类推，我们支持6级标题。有助于使用TOC语法后生成一个完美的目录。 如何改变文本的样式 如何改变文本的样式 强调文本 强调文本 加粗文本 加粗文本 加粗文本 加粗文本 标记文本
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