CN103577223B - Mcu启动模式选择电路和基于该电路的mcu代码更新方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了MCU启动模式选择电路和基于该电路的MCU代码更新方法。该电路包括电源、单刀开关、上拉电阻和第一下拉电阻组成的电路，还包括电容、二极管和第二下拉电阻。第一下拉电阻的一端和单刀开关的一端相连，第一下拉电阻的另一端接地；单刀开关的另一端和上拉电阻的一端相连；上拉电阻的另一端接电源；第二下拉电阻的一端接地；第二下拉电阻的另一端与二极管的正极及MCU通用输入输出引脚相连。电容的一端接地；电容的另一端与二极管的负极、单刀开关的另一端、上拉电阻的一端及MCU启动模式选择引脚相连。该电路无需拆装机和拨动开关即能完成MCU代码更新，时间也缩短为仅是代码烧录的时间，让MCU代码更新变得简便易操作。

Description

MCU启动模式选择电路和基于该电路的MCU代码更新方法
技术领域
本发明涉及微控制单元(Micro Control Unit，MCU)启动模式领域，具体涉及MCU启动模式选择电路和基于该电路的MCU代码更新方法。
背景技术
MCU的启动模式分为正常工作模式和烧录模式，烧录模式用于MCU代码的烧录和更新。MCU启动时会侦测启动模式选择引脚的电位来决定进入哪种模式。若侦测到启动模式选择引脚是低电位，则MCU进入正常工作模式,若侦测到启动模式选择引脚是高电位，则MCU进入烧录模式。所以在MCU启动前需要给MCU启动模式选择引脚一个电位值。
现有技术中的启动模式选择电路是由一个单刀开关，一个上拉电阻和一个下拉电阻组成的电路来配置MCU启动模式选择引脚的电位值。现有的启动模式选择电路下，每次MCU更新代码时都需要关机，拆开整机然后断开开关来配置MCU启动模式选择引脚的高电位以便进入烧录模式，进行MCU代码的烧录和更新。MCU更新代码完成后，需要恢复开关为闭合状态，再组装成整机，配置MCU启动模式选择引脚的低电位以便进入正常工作模式。
这种方式有如下缺陷：第一，频繁地拆装机，容易造成MCU整机的拆装磨损；第二，需要专业的拆装技术才能完成MCU的拆装工作；第三，MCU代码更新的时间冗长，MCU的代码更新的时间不仅包含代码烧录时间，还包含拆装机花费的时间。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的MCU启动模式选择电路和基于该电路的MCU代码更新方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：根据本发明的一个方面，提供了一种微控制单元MCU启动模式选择电路，该电路包括：电源、单刀开关、上拉电阻和第一下拉电阻组成的电路；进一步，该电路还包括：电容、二极管和第二下拉电阻。
第一下拉电阻的一端和单刀开关的一端相连，第一下拉电阻的另一端接地。
单刀开关的另一端和上拉电阻的一端相连；上拉电阻的另一端接电源。
第二下拉电阻的一端接地；第二下拉电阻的另一端与二极管的正极以及MCU的通用输入输出引脚相连。
电容的一端接地，电容的另一端与二极管的负极以及单刀开关的另一端、上拉电阻的一端以及MCU的启动模式选择引脚相连。
本发明提供的这种电路中，在电源一定的情况下，上拉电阻与第一下拉电阻的参数选择满足：分压后上拉电阻和单刀开关连接处的输出电压不超过预设的低电位值。
在本发明提供的这种电路中，电容和第一下拉电阻组成延时阻容电路，电容和第一下拉电阻的参数选择满足：延时阻容电路的电位延时大于MCU侦测MCU启动模式选择引脚电位的时间。
在本发明提供的这种电路中，二极管是单向导电的，电流只能从MCU通用输入输出引脚流向MCU启动模式选择引脚。
可选地，电源为3.3伏，第二下拉电阻的阻值为10千欧。
可选地，二极管使用的是RB161M-20型号的二极管。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于上述本发明一个方面所述电路的一种MCU代码更新的方法，该方法包括：
通过MCU的通用输入输出引脚输出高电位，二极管导通，MCU的启动模式选择引脚变为高电位并在电容和第一下拉电阻组成的延时阻容电路的作用下保持一定时间。
MCU重启，侦测MCU启动模式选择引脚的电位为高电位，进入烧录模式，更新代码。
电容存储的电荷通过第一下拉电阻放电，MCU启动模式选择引脚的高电位通过第一下拉电阻和上拉电阻分压成低电位。
代码更新完成后，MCU重启，侦测MCU启动模式选择引脚的电位为低电位，进入正常工作模式。
本发明的这种MCU启动模式选择电路，在不拆装整机和拨动开关的情况下实现MCU由正常工作模式切换到烧录模式，完成MCU代码的烧录。该电路可使MCU避免拆装机造成的拆装磨损，不需要专业的拆装技术，同时缩短了MCU代码烧录的时间，让MCU代码烧录变得简便易操作。
附图说明
图1是本发明一个实施例提供的一种MCU启动模式选择电路的电路图；
图2是本发明一个实施例提供的基于图1所示电路的一种MCU代码更新方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明的核心思想是利用下拉电阻和电容组成的延时电路以及MCU的通用输入输出引脚（General Purpose Input Output，GPIO）来实现启动模式选择引脚电位的自控和保持，这样在正常工作模式下，通过MCU来控制启动模式选择引脚的电位为高电位，从而切换到烧录模式，代码更新完成后，启动模式选择引脚的高电位再通过放电、分压恢复到低电位，MCU进入正常工作模式。
图1是本发明一个实施例提供的一种MCU启动模式选择电路的电路图。本发明的这种MCU启动模式选择电路包括：电源、单刀开关、上拉电阻和第一下拉电阻组成的电路；该电路进一步包括：电容、二极管和第二下拉电阻。
第一下拉电阻的一端和单刀开关的一端相连，第一下拉电阻的另一端接地。单刀开关的另一端和上拉电阻的一端相连。上拉电阻的另一端接电源，第二下拉电阻的一端接地，第二下拉电阻的另一端与二极管的正极以及MCU的通用输入输出引脚相连。
电容的一端接地，电容的另一端与二极管的负极以及单刀开关的另一端、上拉电阻的一端以及MCU的启动模式选择引脚相连。
参见图1，本实施例的MCU启动模式选择电路包括电源、单刀开关J1、上拉电阻R1和第一下拉电阻R2组成的电路；进一步包括：电容C1、二极管D1和第二下拉电阻R3。
参见图1，第一下拉电阻R2的一端和单刀开关J1的一端相连，第一下拉电阻R2的另一端接地。
参见图1，单刀开关J1的另一端和上拉电阻R1的一端相连。上拉电阻R1的另一端接电源。
参见图1，第二下拉电阻R3的一端接地,第二下拉电阻R3的另一端与二极管D1的正极以及MCU的通用输入输出引脚（MCU_GPIO）相连。
参见图1，电容C1的一端接地，电容C1的另一端与二极管D1的负极以及单刀开关J1的另一端、上拉电阻R1的一端以及MCU的启动模式选择引脚（MCU_BOOT_MODE）相连。
在电源一定的情况下，上拉电阻R1与第一下拉电阻R2的参数选择满足：分压后上拉电阻和单刀开关J1连接处的输出电压不超过预设的低电位值。
在本发明的一个实施例中，电源为3.3伏，为了保证上拉电阻R1和单刀开关J1连接处的分压后输出的电压不超过预设的低电位值0.3伏，上拉电阻R1与第一下拉电阻R2的参数选择满足上拉电阻R1与第一下拉电阻R2阻值之比为10/1的条件。
具体地，上拉电阻R1为220千欧，第一下拉电阻R2为22千欧，这样在电源为3.3伏的情况下，通过上拉电阻R1和第一下拉电阻R2分压后输出的电压为低电位0.3伏。
当然在本发明的其他实施例中，电源可以选择其他的参数，不限于本发明一个实施例中的3.3伏，低电位的值也可以根据具体的MCU启动模式选择电路的相关参数进行预设，不限于本发明一个实施例中的0.3伏的低电位。
电容和第一下拉电阻组成延时阻容电路，电容和第一下拉电阻的参数选择满足延时阻容电路的电位延时大于MCU侦测MCU启动模式选择引脚电位的时间。
在本发明的一个实施例中，电容C1和第一下拉电阻R2组成延时阻容电路，电容C1和第一下拉电阻R2的参数选择满足:延时阻容电路的电位延时大于MCU侦测MCU启动模式选择引脚电位的时间。具体的，第一下拉电阻R2为22千欧，电容C1为47微法，预设的MCU侦测MCU_BOOT_MODE引脚电位的时间为1秒，这样根据延时时间计算公式可得延时时间大于1秒。
可以理解，在本发明的其他实施例中，MCU侦测MCU_BOOT_MODE引脚电位的时间不限于1秒，应当根据实际的电路中的相关参数进行电容取值的选择组成阻容延时电路。
在本发明的一个实施例中，二极管D1是单向导电的，电流只能从MCU_GPIO流向MCU_BOOT_MODE。
在本发明的一个实施例中，电源为3.3伏，3.3伏是高电位。第二下拉电阻R3的阻值为10千欧。
在本发明的一个实施例中，二极管D1使用的是RB161M-20型号的二极管。
该电路下MCU代码的烧录分为两种情况，首次烧录和第二次及以后代码更新。具体过程分述如下：
MCU首次烧录代码
MCU首次烧录代码是在组装之前，也就是说在主板的时候把代码烧录好，然后再组装成整机。MCU首次烧录代码时，MCU芯片里没有数据呈现空白状态，无法启用MCU启动模式选择引脚电位的自控和保持。参见图1，MCU首次烧录代码的过程为：先关机，然后断开单刀开关J1，配置启动模式选择引脚MCU_BOOT_MODE的电压为高电位，开机，电源将3.3伏的高电平通过上拉电阻R1输送到MCU_BOOT_MODE，MCU侦测到MCU_BOOT_MODE的高电位从而进入烧录模式，进行代码烧录。代码烧录完成后，关机并闭合单刀开关J1，单刀开关J1闭合后开机，通过上拉电阻R1和第一下拉电阻R2分压，将3.3伏的高电压，分压成0.3伏的低电压输出到MCU_BOOT_MODE。MCU侦测到MCU_BOOT_MODE的低电位从而进入正常工作模式。通过上述步骤完成MCU的首次代码烧录。
MCU第二次及以后更新代码
本发明提供的这种MCU启动模式选择电路主要适用于MCU第二次及以后更新代码的情况。参见图1，该电路中的电容C1用于存储通过MCU_GPIO输入的电荷。第二下拉电阻R3的作用是为MCU_GPIO提供默认电位，防止出现悬空状态。二极管D1的作用在于利用二极管的单向导电特性，使得MCU_BOOT_MODE的电荷通过第一下拉电阻R2放掉，防止MCU_BOOT_MODE的电荷回流而通过第二下拉电阻R3过快的放掉。
电容C1和第一下拉电阻R2组成延时阻容电路。为了保证MCU在重启时可以侦测到启动模式选择引脚的高电位，从而使得MCU进入烧录模式，在本发明的一个实施例中延时阻容电路的延时时间需要大于1秒。
MCU第二次及以后更新代码的过程具体为：
参见图1，MCU需要更新代码时，在正常工作模式下，MCU通过MCU_GPIO输出高电位(3.3伏)，二极管D1导通，MCU_BOOT_MODE变为高电位，由于电容C1的电荷存储功能，MCU_BOOT_MODE会保持高电位(3.3伏)一定的时间,然后MCU重启，侦测MCU_BOOT_MODE的电位为高电位进入烧录模式,进行MCU代码的更新。
参见图1，MCU进入烧录模式后，电容C1存储的电荷通过第一下拉电阻R2放电，MCU_BOOT_MODE的高电位通过第一下拉电阻R2（22千欧）和上拉电阻R1（220千欧）分压成0.3伏的低电位。
代码更新完成后，MCU重启，侦测MCU_BOOT_MODE的电位为低电位0.3伏，进入正常工作模式。
这样在不需要专业的拆装技术，不用拆装整机和拨动开关情况下完成MCU代码的烧录和更新，操作非常方便，同时，时间也缩短为仅仅是MCU代码更新的时间，让MCU代码更新变得省时省力，简便易操作。
图2是本发明一个实施例提供的基于图1所示电路的一种MCU代码更新方法的流程图。
参见图2，该方法包括步骤201：通过MCU的通用输入输出引脚输出高电位，二极管导通，MCU的启动模式选择引脚变为高电位并在电容和第一下拉电阻组成的延时阻容电路的作用下保持一定时间。。
步骤202：MCU重启，侦测MCU启动模式选择引脚的电位为高电位，进入烧录模式，更新代码。
步骤203：电容存储的电荷通过第一下拉电阻放电，MCU启动模式选择引脚的高电位通过第一下拉电阻和上拉电阻分压成低电位。
步骤204：代码更新完成后，MCU重启，侦测MCU启动模式选择引脚的电位为低电位，进入正常工作模式。
通过上述步骤，完成了MCU代码的更新，同现有的代码更新方法相比，快捷简便。
综上所述，本发明提供的这种MCU启动模式选择电路和基于该电路的MCU代码更新的方法在不拆装整机和拨动开关的情况下实现MCU由正常工作模式切换到烧录模式，完成MCU代码的烧录。该电路可使MCU避免拆装机造成的拆装磨损，不需要专业的拆装技术，同时缩短了MCU代码烧录的时间，让MCU代码烧录变得简便易操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种微控制单元MCU启动模式选择电路，该电路包括：电源、单刀开关、上拉电阻和第一下拉电阻；其特征在于，所述电路进一步包括：电容、二极管和第二下拉电阻；
所述第一下拉电阻的一端和所述单刀开关的一端相连，所述第一下拉电阻的另一端接地；
所述单刀开关的另一端和所述上拉电阻的一端相连；
所述上拉电阻的另一端接电源；
所述第二下拉电阻的一端接地；
所述第二下拉电阻的另一端与所述二极管的正极以及MCU的通用输入输出引脚相连；
所述电容的一端接地；
所述电容的另一端与所述二极管的负极以及所述单刀开关的另一端、所述上拉电阻的一端以及MCU的启动模式选择引脚相连。
2.如权利要求1所述的一种微控制单元MCU启动模式选择电路，其特征在于，在电源一定的情况下，所述上拉电阻与所述第一下拉电阻的参数选择满足：
分压后所述上拉电阻和所述单刀开关连接处的输出电压不超过预设的低电位值。
3.如权利要求1所述的一种微控制单元MCU启动模式选择电路，其特征在于，所述电容和所述第一下拉电阻组成延时阻容电路，所述电容和所述第一下拉电阻的参数选择满足：所述延时阻容电路的电位延时大于MCU侦测MCU启动模式选择引脚电位的时间。
4.如权利要求1所述的一种微控制单元MCU启动模式选择电路，其特征在于，所述二极管是单向导电的，电流只能从MCU通用输入输出引脚流向MCU启动模式选择引脚。
5.如权利要求1所述的一种微控制单元MCU启动模式选择电路，其特征在于，所述电源为3.3伏，所述第二下拉电阻的阻值为10千欧。
6.如权利要求1所述的一种微控制单元MCU启动模式选择电路，其特征在于，所述二极管使用的是RB161M-20型号的二极管。
7.基于权利要求1-6中任一项所述电路的一种微控制单元MCU代码更新的方法，其特征在于，该方法包括：
通过MCU的通用输入输出引脚输出高电位，二极管导通，MCU的启动模式选择引脚变为高电位并在电容和第一下拉电阻组成的延时阻容电路的作用下保持一定时间；
MCU重启，侦测MCU启动模式选择引脚的电位为高电位，进入烧录模式，更新代码；
电容存储的电荷通过第一下拉电阻放电，MCU启动模式选择引脚的高电位通过第一下拉电阻和上拉电阻分压成低电位；
代码更新完成后，MCU重启，侦测MCU启动模式选择引脚的电位为低电位，进入正常工作模式。
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