CN103530262A - Usb接口多功能下载线 - Google Patents

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CN103530262A
CN103530262A CN201210229811.XA CN201210229811A CN103530262A CN 103530262 A CN103530262 A CN 103530262A CN 201210229811 A CN201210229811 A CN 201210229811A CN 103530262 A CN103530262 A CN 103530262A
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usb interface
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李鹏宇
段永颢
程中楠
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Abstract

USB接口多功能下载线,包括单片机系统1、单片机系统2、按键接口电路、指示灯接口电路、LCD显示接口电路、USB接口、多功能下载线接口。本发明设计USB接口多功能下载线优势在于下载速度快,USB接口支持热插拔、即插即用。通过按键的防抖动检测和程序算法实现自主切换单片机程序下载、可编程逻辑器件程序下载等多种功能,即每按键一次切换一种功能。不同功能下指示灯颜色不同、下载程序的过程中指示灯进行呼吸闪烁。不同功能下LCD显示不同功能方式的提示。具有方式记忆功能,重新上电后可恢复到断电前的功能方式运行。

Description

USB接口多功能下载线
技术领域
本发明涉及微控制器、外围设备接口方面领域,尤其是属于在系统可编程的USB接口多功能下载线。
背景技术
USB(Universal Serial BUS)通用串行总线:是一个外部总线标准,用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。从1994年11月11日发表了USB V0.7版本以后,USB版本经历了多年的发展,到现在已经发展为3.0版本,成为目前电脑中的标准扩展接口。目前主板中主要是采用USB1.1和USB2.0,各USB版本间能很好的兼容。USB1.1的最高传输速率为12Mbps,USB2.0最高传输速率是480Mbps。
ISP(In-System Programming)在系统可编程:指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码,而不需要从电路板上取下器件,已经编程的器件也可以用ISP方式擦除或再编程。ISP技术是未来发展方向。
JTAG是一种国际标准测试协议(IEEE 1149.1兼容),主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议,如单片机、DSP、FPGA器件等。标准的JTAG接口是4线:TMS、TCK、TDI、TDO,分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。相关JTAG引脚的定义为:TCK为测试时钟输入;TDI为测试数据输入,数据通过TDI引脚输入JTAG接口;TDO为测试数据输出,数据通过TDO引脚从JTAG接口输出;TMS为测试模式选择,TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式;TRST为测试复位,输入引脚,低电平有效。
下载线的功能主要是通过JTAG协议实现可编程芯片的在系统编程。可编程芯片包括:微处理器(MPU)、微控制器(MCU)、CPLD、FPGA、DSP、ASIC或其它符合IEEE1149.1规范的芯片。现有的厂商提供的下载线存在如下缺点:
1、不同的厂商提供的下载线结构各不相同,JTAG接口定义位置也各不相同,针对上述不同的可编程芯片使用不同的USB接口下载线,开发工程师使用不同的器件需要购买多种USB接口下载线,价格昂贵。
2、国内的多功能下载线专利局限于使用并口实现,不支持热插拔、速度慢,不能适应高速下载的需求;缺少人性化的指示灯、LCD显示;不支持方式记忆功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于USB接口的多功能下载线,它结构简单,价格低廉、设计合理、体积小、携带方便,通过图1发明结构原理框图可以实现多种下载线的功能,以适应不同厂商MPU、MCU、CPLD、FPGA、DSP、ASIC等芯片的在系统可编程。
本发明的有益之处在于:
1、通过1个按键的防抖动检测和程序算法实现自主切换功能,因此结构简单,操作方便,价格低廉。
2、人性化设计。不同功能下指示灯颜色不同、下载程序的过程中指示灯进行呼吸闪烁;不同功能下LCD显示不同功能的提示;具有方式记忆功能,重新上电后可恢复到断电前的功能方式运行。
3、USB接口实现下载速度快,USB总线供电、支持热插拔、即插即用。
4、本发明设备轻便,不需要单独的电源供电,携带方便,既适合实验室使用,也适用于出差或野外使用。
附图说明
图1本发明结构原理框图
图2本发明单片机系统1程序流程框图
图3本发明单片机系统2程序流程框图
具体实施方式
如图1所示为本发明结构原理框图,包括单片机系统1、单片机系统2、按键接口电路、指示灯接口电路、LCD显示接口电路、USB接口、多功能下载线接口。
其中单片机系统1包含USB接口模块、多功能通用I/O模块、复位单片机模块、I2C主端引导模块、RAM程序执行模块。单片机系统2包含多功能匹配I/O模块、控制复位模块、I2C从端程序模块、EEPROM程序模块、LCD显示模块、指示灯模块、按键检测模块。
以下结合附图具体描述其工作方案:
首先连接USB接口,单片机系统1和单片机系统2上电开始工作,单片机系统2控制模块向单片机系统1复位单片机模块发送低电平信号,控制单片机系统1处于复位状态。从EEPROM模块获取“工作方式标识”,根据“工作方式标识”切换多功能匹配I/O模块、切换单I2C从端程序模块对应的程序功能。向指示灯模块输出匹配的电平信号、LCD模块输出匹配的下载线功能提示。单片机系统2控制模块向单片机系统1复位单片机模块发送高电平信号,控制单片机系统1处于工作状态。
单片机系统2处于循环查询按键是否被按下的状态,若检测到按键被按下,则进行防抖动处理,即10ms后再进行检测按键是否被按下。若按键被按下且防抖动检测通过,则单片机系统2控制模块向单片机系统1复位单片机模块发送低电平信号,控制单片机系统1处于复位状态。“工作方式标识”累加1,存储“工作方式标识”到EEPROM程序模块数据空间。根据“工作方式标识”切换多功能匹配I/O模块、切换单I2C从端程序模块对应的程序功能。向指示灯模块输出匹配的电平信号、LCD模块输出匹配的下载线功能提示。单片机系统2控制模块向单片机系统1复位单片机模块发送高电平信号,控制单片机系统1处于工作状态。释放按键,重新检测按键是否被按下。
单片机系统2程序流程框图详见图2。
单片机系统1上电或复位启动引导,单片机系统1 I2C主端模块读取单片机系统2 I2C从端程序模块首字节数据是否为“设备端标识”,若是“设备端标识”,则从单片机系统2 I2C从端程序模块读取对应的下载线程序加载到单片机系统1RAM程序模块执行。否则从USB接口通过驱动程序下载配置程序到单片机系统1 RAM程序模块执行。
单片机系统1程序流程框图详见图3。

Claims (6)

1.USB接口多功能下载线,其特征是:
包括单片机系统1、单片机系统2、按键接口电路、指示灯接口电路、LCD显示接口电路、USB接口、多功能下载线接口。
其中单片机系统1包含USB接口模块、多功能通用I/O模块、复位单片机模块、I2C主端引导模块、RAM程序执行模块。
单片机系统2包含多功能匹配I/O模块、控制复位模块、I2C从端程序模块、EEPROM程序模块、LCD显示模块、指示灯模块、按键检测模块。
2.如权利要求1所述的USB接口多功能下载线,其特征在于:通过USB接口和USB接口模块,实现下载速度快,USB接口支持热插拔、即插即用。
3.如权利要求1所述的USB接口多功能下载线,其特征在于:通过按键接口电路和按键检测模块、I2C主端引导模块和I2C从端程序模块、复位单片机模块和控制复位模块、多功能通用I/O模块和多功能匹配I/O模块,实现按键防抖动检测、实现自主切换单片机程序下载、可编程逻辑器件程序下载等多种功能,即每按键一次切换一种功能。
4.如权利要求3所述的USB接口多功能下载线,其特征在于:通过指示灯接口电路和指示灯模块,实现不同功能下指示灯颜色不同、下载程序的过程中指示灯进行呼吸闪烁。
5.如权利要求3所述的USB接口多功能下载线,其特征在于:通过LCD显示接口电路和LCD显示模块,实现不同功能下LCD显示不同功能的提示。
6.如权利要求3所述的USB接口多功能下载线,其特征在于:通过I2C从端程序模块和EEPROM程序模块,实现具有方式记忆功能,重新上电后可恢复到断电前的功能方式运行。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106647519A (zh) * 2016-12-30 2017-05-10 中国科学技术大学 基于单片机的多功能usb‑jtag接口fpga下载线
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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