CN103309711A - 基于usb接口自举加载程序电路 - Google Patents

基于usb接口自举加载程序电路 Download PDF

Info

Publication number
CN103309711A
CN103309711A CN2013102410491A CN201310241049A CN103309711A CN 103309711 A CN103309711 A CN 103309711A CN 2013102410491 A CN2013102410491 A CN 2013102410491A CN 201310241049 A CN201310241049 A CN 201310241049A CN 103309711 A CN103309711 A CN 103309711A
Authority
CN
China
Prior art keywords
interface
loading procedure
program
usb interface
usb
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013102410491A
Other languages
English (en)
Inventor
苏淼
张相波
王心一
程树军
徐旭晓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin 712 Communication and Broadcasting Co Ltd
Original Assignee
Tianjin 712 Communication and Broadcasting Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin 712 Communication and Broadcasting Co Ltd filed Critical Tianjin 712 Communication and Broadcasting Co Ltd
Priority to CN2013102410491A priority Critical patent/CN103309711A/zh
Publication of CN103309711A publication Critical patent/CN103309711A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Information Transfer Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于USB接口自举加载程序电路，包括基于USB接口自举加载程序数据线和自举加载程序电路，基于USB接口自举加载程序数据线由USB接口、电源变换电路、USB转串口电路、激活开关、程序下载输出接口、供电电缆、数据线缆和激活开关组成，自举加载程序电路安装在待下载程序的产品中，包括程序下载输入接口、D触发器、串口静电防护二极管和嵌入式微控制器。其有益效果是不用拆开产品，不使用产品上的组合按键，不必使用具有RS-232串行接口的计算机即可方便的实现对嵌入式系统程序升级，可以有效防止错误的进入自举加载程序模式以及保护嵌入式微控制器端口，并且还可以作为普通数据通信电缆使用，便捷的写入序列号等配置信息。

Description

基于USB接口自举加载程序电路
技术领域
    本发明涉及一种自举加载程序电路，特别涉及一种基于USB接口自举加载程序电路。
背景技术
在工业控制领域，嵌入式系统通过选择程序自举模式对软件进行升级是非常便捷的常用手段，以往的自举加载程序模式的方式是直接设置微控制器的BOOT引脚电平或是按组合键开机进入自举加载程序模式，通过串口对闪存重新编程，但对于没有按键或者按键很少的设备，不能使用组合按键进入自举加载程序模式，使得每次程序升级都要拆开设备，直接设置印制板中微控制器的BOOT引脚，这样使得程序升级非常麻烦。假如将BOOT引脚直接引出到升级接口处，很可能造成设备错误的进入自举加载程序模式，导致设备程序的损坏。
此外，很多微控制器只支持UART串口对闪存重新编程，但IT行业高速发展的今天，大多数计算机不再配置速度较慢的RS-232串行接口，导致使用计算机对嵌入式系统升级程序成为非常麻烦的事情。
发明内容
为了克服程序升级麻烦，以及计算机没有RS-232串行接口的的问题，本发明提供了一种基于USB接口自举加载程序电路，具体技术方案是，一种基于USB接口自举加载程序电路，包括基于USB接口自举加载程序数据线和自举加载程序电路，其特征在于：所述的基于USB接口自举加载程序数据线由USB接口、电源变换电路、USB转串口电路、激活开关、程序下载输出接口、供电电缆、数据线缆和激活开关组成，其连接为USB接口的+5V输出端通过供电电缆连接电源变换电路的+5V输入端、数据端D+和D-分别通过数据线缆双向连接USB转串口电路的D+和D-输入端、GND输出端连接程序下载输出接口的GND输入端并接地， 电源变换电路的+3.3V输出端分别连接程序下载输出接口的VCC输入端、激活开关及USB转串口电路，激活开关连接程序下载输出接口的时钟输出端CLK，USB转串口电路的TXD输出端正向连接程序下载输出接口的TXD输入端、RXD输出端通过电缆反向连接程序下载输出接口的RXD输入端；所述的自举加载程序电路安装在待下载程序的产品中，包括程序下载输入接口、D触发器、串口静电防护二极管和嵌入式微控制器，其连接为程序下载输入接口的VCC端分别连接D触发器的电源输入VCC端和数据输入D端、时钟输入CLK端连接D触发器的时钟输入CLK端同时还连接一电阻后连接D触发器接地、UART串口收发端RXD和TXD端分别与待下载程序的产品中嵌入式微控制器的UART收发端TXD和RXD端相连并连线中分别各连接一个串口静电防护二极管后接地、D触发器的数据输出Q端接至产品嵌入式微控制器的BOOT输入端, 产品嵌入式微控制器的GND端与程序下载输入接口GND端相连并接地；系统连接为计算机与基于USB接口自举加载程序数据线的USB接口对接，基于USB接口自举加载程序数据线的程序下载输出接口通过电缆与待下载程序的产品中自举加载程序电路的程序下载输入接口对接。
基于USB接口自举加载程序电路通过如下步骤来实现程序的自举加载，
⑴、首先将基于USB接口自举加载程序数据线USB接口与计算机连接，所连接的计算机要提前安装驱动程序；
⑵、 计算机通过USB接口给基于USB接口自举加载程序数据线提供+5V电源，+5V电源经过电源变换电路调整成+3.3V电压提供给USB转串口电路以及程序下载接口；
⑶、USB转串口电路通电以后，计算机驱动程序对USB转串口电路进行初始化设置，使USB转串口电路可以实现USB与UART双向数据变换传输；
⑷、将基于USB接口自举加载程序数据线的程序下载输入接口与产品的程序下载输入接口连接，使得基于USB接口自举加载程序数据线上的UART串口收发数据端口与嵌入式微处理器的串口收发端相连，USB接口自举加载程序数据线上的电源给D触发器供电，并将D触发器的数据输入端置为高电平；
⑸、按动基于USB接口自举加载程序数据线激活开关1-3，程序下载输出接口的时钟线上产生一个脉冲信号，该脉冲信号经过程序下载输出接口输入到自举加载程序电路中的D触发器时钟输入端，D触发器收到时钟脉冲后将数据输入端的高电平锁存，使得数据输出端置为高电平，即嵌入式微控制器BOOT脚被置高；
⑹、给产品加电，使得嵌入式微控制器上电启动，由于此时BOOT引脚被置为高电平，因此嵌入式微控制器直接进入自举加载程序模式；
⑺、启动计算机程序写入软件，即可开始程序下载工作，程序下载完成后将基于USB接口自举加载程序数据线与产品分开，数据线可以继续为其他产品加载程序；
⑻、如果需要通过UART串口为产品写入序列号或配置信息，只需要按照上面的操作步骤所述操作，并跳过步骤e)，这样D触发器的数据输出端将保持低电平，嵌入式微控制器不会进入自举加载程序模式，这时基于USB接口自举加载程序数据线即可作为普通的数据通信电缆使用。
本发明的有益效果是不用拆开产品、不使用产品上的组合按键、不必使用具有RS-232串行接口的计算机即可方便的实现对嵌入式系统程序升级，可以有效防止错误的进入自举加载程序模式以及保护嵌入式微控制器端口，并且还可以作为普通数据通信电缆使用，便捷的写入序列号等配置信息。
附图说明
图1是本发明基于USB接口自举加载程序数据线电路图。
图2是本发明自举加载程序电路电路图。
图3是本发明系统连接图。
具体实施方案
下面结合电路图对本发明实现方案进一步说明：
如图1所示，基于USB接口自举加载程序数据线由USB接口、电源变换电路、USB转串口电路、激活开关1-3、程序下载输出接口、供电电缆1-1、 数据线缆1-2、激活开关1-3组成，其中所述USB接口采用通用的USB A型公头，方便与计算机对接，电源变换电路采用150mA集成LDO电压调整器，将+5V电压转换成+3.3V为USB转串口电路、激活开关1-3、自举加载程序电路的D触发器供电，USB转串口电路采用具有USB接口的增强型通用异步串行收发器XR21V1410实现，激活开关1-3采用轻触开关。
基于USB接口自举加载程序数据线中的USB接口+5V输出端通过供电电缆1-1连接到电源变换电路的+5V输入端，数据端D+、D-通过数据线缆1-2连接到USB转串口电路的D+、D-端，GND连接整个数据线的电源地，电源变换电路+ 3.3V输出与USB转串口电路电源相连为其供电，同时+3.3V输出与程序下载输出接口的电源端口相连，此外+ 3.3V输出端还与激活开关相连，激活开关与程序下载输出接口的时钟输出端相连， USB转串口电路的UART串口收发端与程序下载输出接口的UART串口收发端相连，程序下载输出接口的电源地与数据线电源地相连。基于USB接口自举加载程序数据线的USB接口与计算机连接后，计算机将为数据线提供+5V的电源供电，电源变换电路将+5V电压调整成+3.3V电压，经过滤波后供给USB转串口电路、激活开关1-3、程序下载输出接口，USB转串口电路通电以后，USB转串口电路在D+上施加一个1.5K的上拉电阻，这样使得计算机感知到外部有高速器件接入，计算机自动启动XR21V1410芯片驱动程序对XR21V1410芯片进行初始化设置，使USB转串口电路可以实现USB与UART双向数据变换传输。
基于USB接口自举加载程序数据线通过程序下载输出接口的VCC端口为待下载程序产品提供+3.3V电源，并且按动激活开关1-3时会在CLK端口上产生一个脉冲信号提供给产品的程序下载电路使用。
如图2所示，待下载程序的产品内部集成了自举加载程序电路，自举加载程序电路主要包括程序下载输入接口、D触发器、串口静电防护二极管2-1和嵌入式微控制器，程序下载接口选择与基于USB接口自举加载程序数据线的程序下载输出接口相对应的型号相互连接，D触发器采用TI公司的单路上升沿D类触发器SN74AUC1G80，主要作用是通过组合动作为嵌入式微控制器设置BOOT引脚状态，因为D触发器的电源是通过程序下载输入接口供给的，因此只有当待下载程序的产品关机状态下程序下载输入接口供给一个稳定的+ 3.3V电源，且随后在程序下载输入接口的CLK端上输入一个脉冲信号，此时开启产品电源，产品的嵌入式微处理器才会进入自举程序加载模式，这样的组合动作有效的避免了因静电干扰等情况使产品错误的进入自举程序加载模式并有效防止外部静电损坏嵌入式微处理器。在RXD与TXD连接线上接静电防护二极管2-1，保护嵌入式微处理器免于外部静电损坏。当基于USB接口自举加载程序数据线的程序下载输出接口与自举加载程序电路的程序下载输入接口连通后，+3.3V电源通过VCC端口供给D触发器，并将D触发器的数据输入端D设置为高电平，此时D触发器的时钟输入端CLK因接有下拉电阻，时钟保持低电平，D触发器的数据输出端Q保持低电平输出，当基于USB接口自举加载程序数据线上的激活开关1-3被按动一下后，一个脉冲信号通过程序下载输入接口的CLK端传送入D触发器的CLK端，D触发器的数据输出端Q的电平立即发生变化，保持与数据输入端D一致，因此数据输出端的电平由低变高，即嵌入式微处理器的BOOT脚获得高电平，此时如果嵌入式微处理器加电开机，嵌入式微处理器将检测到BOOT脚被拉高，自动进入自举加载程序状态等待接收来自计算机的指令。
安装了基于USB接口自举加载程序数据线驱动程序的计算机会将基于USB接口自举加载程序数据线虚拟成一个RS-232串行输入输出口使用，计算机运行下载工具软件选择合适的COM口后即可以开始程序加载工作了。
如果基于USB接口自举加载程序数据线在连接自举加载程序电路之后，没有触动激活开关1-3就直接启动嵌入式微处理器，此时基于USB接口自举加载程序数据线只能作为普通USB转串口数据线使用。
如图3所示，基于USB接口自举加载程序数据线首先与计算机连接，然后再与待下载程序的产品连接，产品中包含自举加载程序电路和嵌入式微处理器，如果作为程序下载数据线使用时，需要先按一次激活开关1-3，使产品中的自举加载程序电路的D触发器输出高电平，然后开启待下载程序的产品电源，嵌入式微处理器自动进入自举加载成模式，开始程序升级，如果作为普通数据线使用，就不要先按激活开关1-3，直接正常开启产品电源即可实现双向通信功能。
基于USB接口自举加载程序数据线电路和USB接口部分安装在一个塑料外壳中，程序下载接口通过电缆与电路部分相连，激活开关安放在塑料外壳侧面方便使用。

Claims (2)

1.一种基于USB接口自举加载程序电路，包括基于USB接口自举加载程序数据线和自举加载程序电路，其特征在于：所述的基于USB接口自举加载程序数据线由USB接口、电源变换电路、USB转串口电路、激活开关、程序下载输出接口、供电电缆（1-1）、 数据线缆（1-2）和激活开关（1-3）组成，其连接为USB接口的+5V输出端通过供电电缆（1-1）连接电源变换电路的+5V输入端、数据端D+和D-分别通过数据线缆（1-2）双向连接USB转串口电路的D+和D-输入端、GND输出端连接程序下载输出接口的GND输入端并接地， 电源变换电路的+3.3V输出端分别连接程序下载输出接口的VCC输入端、激活开关（1-3）及USB转串口电路，激活开关（1-3）连接程序下载输出接口的时钟输出端CLK，USB转串口电路的TXD输出端正向连接程序下载输出接口的TXD输入端、RXD输出端通过电缆反向连接程序下载输出接口的RXD输入端；所述的自举加载程序电路安装在待下载程序的产品中，包括程序下载输入接口、D触发器、串口静电防护二极管（2-1）和嵌入式微控制器，其连接为程序下载输入接口的VCC端分别连接D触发器的电源输入VCC端和数据输入D端、时钟输入CLK端连接D触发器的时钟输入CLK端同时还连接一电阻后连接D触发器接地、UART串口收发端RXD和TXD端分别与待下载程序的产品中嵌入式微控制器的UART收发端TXD和RXD端相连并连线中分别各连接一个串口静电防护二极管（2-1）后接地、D触发器的数据输出Q端接至产品嵌入式微控制器的BOOT输入端, 产品嵌入式微控制器的GND端与程序下载输入接口GND端相连并接地；系统连接为计算机与基于USB接口自举加载程序数据线的USB接口对接，基于USB接口自举加载程序数据线的程序下载输出接口通过电缆与待下载程序的产品中自举加载程序电路的程序下载输入接口对接。
2.如权利要求1所述的基于USB接口自举加载程序电路，其特征在于：通过如下步骤来实现程序的自举加载，
⑴、首先将基于USB接口自举加载程序数据线USB接口与计算机连接，所连接的计算机要提前安装驱动程序；
⑵、 计算机通过USB接口给基于USB接口自举加载程序数据线提供+5V电源，+5V电源经过电源变换电路调整成+3.3V电压提供给USB转串口电路以及程序下载接口；
⑶、USB转串口电路通电以后，计算机驱动程序对USB转串口电路进行初始化设置，使USB转串口电路可以实现USB与UART双向数据变换传输；
⑷、将基于USB接口自举加载程序数据线的程序下载输出接口与产品的程序下载输入接口连接，使得基于USB接口自举加载程序数据线上的UART串口收发数据端口与嵌入式微处理器的串口收发端相连，USB接口自举加载程序数据线上的电源给D触发器供电，并将D触发器的数据输入端置为高电平；
⑸、按动基于USB接口自举加载程序数据线激活开关1-3，程序下载输出接口的时钟线上产生一个脉冲信号，该脉冲信号经过程序下载输出接口输入到自举加载程序电路中的D触发器时钟输入端，D触发器收到时钟脉冲后将数据输入端的高电平锁存，使得数据输出端置为高电平，即嵌入式微控制器BOOT脚被置高；
⑹、给产品加电，使得嵌入式微控制器上电启动，由于此时BOOT引脚被置为高电平，因此嵌入式微控制器直接进入自举加载程序模式；
⑺、启动计算机程序写入软件，即可开始程序下载工作，程序下载完成后将基于USB接口自举加载程序数据线与产品分开，数据线可以继续为其他产品加载程序；
⑻、如果需要通过UART串口为产品写入序列号或配置信息，只需要按照上面的操作步骤所述操作，并跳过步骤e)，这样D触发器的数据输出端将保持低电平，嵌入式微控制器不会进入自举加载程序模式，这时基于USB接口自举加载程序数据线即可作为普通的数据通信电缆使用。
CN2013102410491A 2013-06-18 2013-06-18 基于usb接口自举加载程序电路 Pending CN103309711A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013102410491A CN103309711A (zh) 2013-06-18 2013-06-18 基于usb接口自举加载程序电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013102410491A CN103309711A (zh) 2013-06-18 2013-06-18 基于usb接口自举加载程序电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103309711A true CN103309711A (zh) 2013-09-18

Family

ID=49134971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013102410491A Pending CN103309711A (zh) 2013-06-18 2013-06-18 基于usb接口自举加载程序电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103309711A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104461626A (zh) * 2014-12-08 2015-03-25 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种通过1553b总线软件加载方法
CN105279121A (zh) * 2015-03-06 2016-01-27 威盛电子股份有限公司 Usb芯片组
CN105550005A (zh) * 2016-01-27 2016-05-04 南京异或科技有限公司 一种通过usb口进行调试升级的方法
CN106471789A (zh) * 2015-09-24 2017-03-01 广东欧珀移动通信有限公司 适配器升级的方法、装置和系统
US10061735B2 (en) 2015-03-06 2018-08-28 Via Technologies, Inc. USB chipset
CN110888829A (zh) * 2019-12-02 2020-03-17 上海移柯通信技术股份有限公司 一种通过串口对通信模组进行开机、唤醒的方法
CN111527473A (zh) * 2017-12-29 2020-08-11 裕罗有限公司 软件更新装置及利用其的软件更新方法
CN113900709A (zh) * 2021-10-29 2022-01-07 努比亚技术有限公司 一种激活微控制单元mcu下载模式的电路和方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101231594A (zh) * 2007-01-22 2008-07-30 华为技术有限公司 一种系统自举方法及装置
CN102043654A (zh) * 2010-12-31 2011-05-04 东莞电子科技大学电子信息工程研究院 一种基于TMS320VC55xx的DSP简易开发方法
US8239582B2 (en) * 2010-05-27 2012-08-07 Cilag Gmbh International Hand-held test meter with disruption avoidance circuitry
CN102739836A (zh) * 2011-04-01 2012-10-17 希姆通信息技术（上海）有限公司 Usb-uart下载适配器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101231594A (zh) * 2007-01-22 2008-07-30 华为技术有限公司 一种系统自举方法及装置
US8239582B2 (en) * 2010-05-27 2012-08-07 Cilag Gmbh International Hand-held test meter with disruption avoidance circuitry
CN102043654A (zh) * 2010-12-31 2011-05-04 东莞电子科技大学电子信息工程研究院 一种基于TMS320VC55xx的DSP简易开发方法
CN102739836A (zh) * 2011-04-01 2012-10-17 希姆通信息技术（上海）有限公司 Usb-uart下载适配器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
马金祥等: "CH341在实现AVR单片机USB口ISP功能中的应用", 《常州工学院学报》, 31 December 2011 (2011-12-31) *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104461626A (zh) * 2014-12-08 2015-03-25 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种通过1553b总线软件加载方法
CN105279121A (zh) * 2015-03-06 2016-01-27 威盛电子股份有限公司 Usb芯片组
US10061735B2 (en) 2015-03-06 2018-08-28 Via Technologies, Inc. USB chipset
CN105279121B (zh) * 2015-03-06 2018-09-21 威盛电子股份有限公司 Usb芯片组
US10606788B2 (en) 2015-03-06 2020-03-31 Via Labs, Inc. USB chipset
CN106471789A (zh) * 2015-09-24 2017-03-01 广东欧珀移动通信有限公司 适配器升级的方法、装置和系统
US10318270B2 (en) 2015-09-24 2019-06-11 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp, Ltd. Method for upgrading firmware of adapter, apparatus, and system thereof
CN105550005A (zh) * 2016-01-27 2016-05-04 南京异或科技有限公司 一种通过usb口进行调试升级的方法
CN111527473A (zh) * 2017-12-29 2020-08-11 裕罗有限公司 软件更新装置及利用其的软件更新方法
CN110888829A (zh) * 2019-12-02 2020-03-17 上海移柯通信技术股份有限公司 一种通过串口对通信模组进行开机、唤醒的方法
CN110888829B (zh) * 2019-12-02 2021-03-26 上海移柯通信技术股份有限公司 一种通过串口对通信模组进行开机、唤醒的方法
CN113900709A (zh) * 2021-10-29 2022-01-07 努比亚技术有限公司 一种激活微控制单元mcu下载模式的电路和方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103309711A (zh) 基于usb接口自举加载程序电路
CN203350863U (zh) 一种基于usb接口自举加载程序电路
CN102054370A (zh) Usb线控器及应用所述usb线控器的电子阅读设备
CN103761129B (zh) 一种在Bootloader层实现SDIO接口驱动的方法
CN100444147C (zh) 主设备及其控制方法和具有主设备的电子设备
CN104054064B (zh) 基于接口耦合的灵活的端口配置
CN102520961A (zh) 片外在线可编程的soc系统及其控制方法
CN103219042A (zh) 通过usb接口实现程序烧录的电路及存储器电路
CN201518128U (zh) 一种软件升级及调试工具
CN203950298U (zh) 一种无线编程装置
CN102567270A (zh) 一种usb转i2c适配器
CN105095000A (zh) Bios恢复电路
CN110796939A (zh) 一种统一扩展接口的编程学习开发板
CN116028391B (zh) 电子设备、外围设备及单线通信系统
US20240211329A1 (en) Method, system, and intelligent terminal for processing touch failure at power-on of touch screen
CN203552657U (zh) 一种双向通信的led显示屏模组
CN110908673A (zh) 数字电源芯片烧录方法
CN104793968A (zh) 一种汽车电控单元程序烧写器及其实现方法
CN103810120A (zh) 串口屏的兼容控制方法
CN104409090A (zh) Usb接口转换模块
CN106843569A (zh) 一种触摸控制系统及一种虚拟现实设备
CN204116869U (zh) 一种控制器程序下载电路
CN101094464A (zh) 利用手机管理u盘中文件的装置及方法
CN101893856A (zh) 继电器板及其控制方法与系统
CN202854805U (zh) 一种数据传输线

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130918