CN103530262A

CN103530262A - Usb接口多功能下载线

Info

Publication number: CN103530262A
Application number: CN201210229811.XA
Authority: CN
Inventors: 李鹏宇; 段永颢; 程中楠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2014-01-22

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

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。