CN103699511B - 一种给多个mcu串行写程序的接口装置 - Google Patents

一种给多个mcu串行写程序的接口装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出的一种给多个MCU串行写程序的接口装置，通过一个对外接口给多个MCU写程序，提高了工作效率，节约了硬件成本。本发明的接口装置包括多路开关选择电路、隔离电路和接口转换电路，多路开关选择电路的输入端连接多个MCU的写程序数据线，输出端依次连接隔离电路和接口转换电路；多路开关选择电路包括多个多路开关以及控制多路开关选通其中一个MCU的拨码开关；通过拨码开关控制连接数据引导线的多路开关选通某个要写程序的MCU，并控制连接数据接收线和数据发送线的多路开关连通所选通的MCU的数据接收线和数据发送线，将数据接收信号和数据发送信号输送至隔离电路，再通过接口转换电路连接电脑的通讯接口。

Description

一种给多个MCU串行写程序的接口装置
技术领域
本发明涉及芯片程序烧写技术领域，特别涉及一种给多个MCU串行写程序的接口装置。
背景技术
随着科学技术不断发展，MCU的烧写技术由掩膜到写片器，再到在线FLASH烧写，以及最新ISP(in system programming)或者IAP(in applicatin programming)。在产品开发和小批量生产阶段，程序可能会经常更新或者根据用户要求增加功能，而现有的产品只是把主要的MCU的写程序接口引出，这样如果要给装置内没有引出写程序接口的MCU写程序，只能把装置拆开。目前，有的厂商是把所有的MCU写程序接口都引出，比如一共5个MCU，那么就分别引出5个接口，分别给5个MCU写程序。这样做有两个缺点，首先大大的增加的硬件成本，因为写程序接口都需要跟外部隔离，5个接口电路就需要5个隔离电路，5个接口转换电路(MCU出来的都是TTL电平，如果跟电脑接口需要转换为RS232或者USB)。其次，装置的端子资源都是有限的，过多的维护端口会减少装置对位端子资源。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提出一种给多个MCU串行写程序的接口装置，通过一个对外接口给多个MCU写程序，提高工作效率，节约硬件成本，适合在线写程序的场合。
本发明技术方案：
一种给多个MCU串行写程序的接口装置，其特征在于，包括多路开关选择电路、隔离电路和接口转换电路，所述多路开关选择电路的输入端连接多个MCU的写程序数据线，输出端依次连接隔离电路和接口转换电路；所述多路开关选择电路包括多个多路开关以及控制多路开关选通其中一个MCU的拨码开关；每个多路开关包括m个输入通道，分别连接m个MCU的写程序数据线，m个MCU的m条数据接收线连接第i个多路开关的m个输入通道，m个MCU的m条数据发送线连接第j个多路开关的m个输入通道，m个MCU的m条数据引导线连接第n个多路开关的m个输入通道；通过拨码开关控制连接数据引导线的第n个多路开关选通某个要写程序的MCU，并控制连接数据接收线和数据发送线的第i个多路开关和第j个多路开关连通所选通的MCU的数据接收线和数据发送线，将数据接收信号和数据发送信号输送至隔离电路，再通过接口转换电路连接电脑的通讯接口。
所述多路开关选择电路包括三个8通道多路开关芯片以及一个四位拨码开关，每个MCU的写程序数据线包括一条数据接收线、一条数据发送线和一条数据引导线，第一多路开关芯片的8个输入通道连接8个MCU的数据接收线，第二多路开关芯片的8个输入通道连接8个MCU的数据发送线，第三多路开关芯片的8个输入通道连接8个MCU的数据引导线；三个多路开关芯片的第一地址选择端A均连接四位拨码开关的最高位低电平输入端，第二地址选择端B均连接四位拨码开关的第二位低电平输入端，第三地址选择端C均连接四位拨码开关的第三位低电平输入端，四位拨码开关的第四位低电平输入端接地；所述第一多路开关芯片和第二多路开关芯片的公共输出端与隔离电路连接，第一多路开关芯片和第二多路开关芯片的禁止输入端INH接地；所述第三多路开关芯片的公共输出端接3.3V供电电源，禁止输入端INH连接四位拨码开关的第四位高电平输入端，第四位高电平输入端还通过上拉电阻连接3.3V供电电源，四位拨码开关的最高位低电平输入端、第二位低电平输入端和第三位低电平输入端还通过下拉电阻接地。
所述多路开关型号是CD4051，所述拨码开关型号为SWDIP-4。
所述隔离电路是磁电隔离电路或光隔离电路。
所述接口转换电路是将TTL电平信号转换为RS232接口信号或者USB接口信号的接口转换电路。
所述三个8通道多路开关芯片的输入通道连接2～8个写程序的MCU，所述MCU为同类型号的MCU或者其写程序的协议是相同的。
本发明技术效果：
本发明提供的一种给多个MCU串行写程序的接口装置，通过一个对外接口给多个MCU写程序，提高了工作效率，节约了硬件成本。本发明具有以下优点：一是改变了传统的有几个MCU就分别引出几个接口、需要几个隔离电路和接口转换电路的做法，因此大大降低了硬件成本；二是本发明提供的给多个MCU串行写程序的接口装置只需要一个对外维护接口，节约了对外装置的端子资源，适合在线写程序的场合。
附图说明
图1是本发明一种给多个MCU串行写程序的接口装置结构示意图。
图2是本发明接口装置的多路开关与拨码开关的连接示意图。
图3是本发明接口装置的多路开关与拨码开关连接的实施例电路图。
具体实施方式
本发明提出一种给多个MCU串行写程序的接口装置，给多个MCU串行写程序的方法只需要一个对外维护接口，适合在线写程序的场合。以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明一种给多个MCU串行写程序的接口装置结构示意图。如图1所示，本发明涉及给多个MCU写程序，(MCU，Micro Control Unit)，中文名称为微控制单元，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机。一种给多个MCU串行写程序的接口装置，包括多路开关选择电路、隔离电路和接口转换电路，多路开关选择电路的输入端连接多个MCU的写程序数据线，输出端依次连接隔离电路和接口转换电路；多路开关选择电路包括多个多路开关以及控制多路开关选通其中一个写程序的MCU的拨码开关，将选通的MCU的数据接收信号和数据发送信号输送至隔离电路，再通过接口转换电路连接电脑的通讯接口。隔离电路可采用磁电隔离电路或光隔离电路。接口转换电路是将TTL电平信号转换为RS232接口信号或者USB接口信号的接口转换电路。
如图2所示，是本发明接口装置的多路开关与拨码开关的连接示意图。以m个MCU为例，分别为MCU1，MCU2…MCUm，m是不小于2的自然数。有n个多路开关，每个多路开关包括m个输入通道，分别连接m个MCU的写程序数据线，m个MCU的m条数据接收线RX连接第i个多路开关的m个输入通道，m个MCU的m条数据发送线TX连接第j个多路开关的m个输入通道，m个MCU的m条数据引导线BOOT连接第n个多路开关的m个输入通道；通过拨码开关控制连接数据引导线的第n个多路开关选通某个要写程序的MCU，并控制连接数据接收线和数据发送线的第i个多路开关和第j个多路开关连通所选通的MCU的数据接收线和数据发送线线，输出数据接收信号和数据发送信号。
由于每个MCU写程序至少需要有3根线数据线，分别为BOOT，TX和RX。其中boot为引导管脚，当boot为低电平时候(不同MCU会不同，有的MCU为高电平)，TX和RX为通讯线。因此本发明至少包含三个多路开关。将1到N的MCU的三根数据线作为输入端连接到三个多路开关上，通过拨码开关控制选通的目标MCU通道。唯一的MCU将被选通。
图3是本发明接口装置的多路开关与拨码开关连接的实施例电路图。多路开关选择电路包括三个8通道多路开关芯片以及一个四位拨码开关，每个MCU的写程序数据线包括一条数据接收线、一条数据发送线和一条数据引导线，第一多路开关芯片的8个输入通道连接8个MCU的数据接收线，第二多路开关芯片的8个输入通道连接8个MCU的数据发送线，第三多路开关芯片的8个输入通道连接8个MCU的数据引导线；三个多路开关芯片的第一地址选择端A均连接四位拨码开关的最高位低电平输入端，第二地址选择端B均连接四位拨码开关的第二位低电平输入端，第三地址选择端C均连接四位拨码开关的第三位低电平输入端，四位拨码开关的第四位低电平输入端接地；所述第一多路开关芯片和第二多路开关芯片的公共输出端与隔离电路连接，第一多路开关芯片和第二多路开关芯片的禁止输入端INH接地；所述第三多路开关芯片的公共输出端接3.3V供电电源，禁止输入端INH连接四位拨码开关的第四位高电平输入端，第四位高电平输入端还通过上拉电阻连接3.3V供电电源，四位拨码开关的最高位低电平输入端、第二位低电平输入端和第三位低电平输入端还通过下拉电阻接地。其中，多路开关型号是CD4051，拨码开关型号为SWDIP-4。
MCU1的RX线连接多路开关Uu4的引脚12，MCU1的TX线连接多路开关Uu5的引脚12，MCU1的BOOT线为引导管脚，连接多路开关Uu6的引脚12；MCU2的RX线连接多路开关Uu4的引脚15，MCU2的TX线连接多路开关Uu5的引脚15，MCU2的BOOT线为引导管脚，连接多路开关Uu6的引脚15；MCU3的RX线连接多路开关Uu4的引脚14，MCU3的TX线连接多路开关Uu4的引脚14，MCU3的BOOT线为引导管脚，连接多路开关Uu6的引脚14；MCU4的RX线连接多路开关Uu4的引脚13，MCU4的TX线连接多路开关Uu5的引脚13，MCU4的BOOT线为引导管脚，连接多路开关Uu6的引脚13。
多路开关Uu4的引脚9，10，11与多路开关Uu5、多路开关Uu6的引脚9，10，11分别互相连接。多路开关Uu4的引脚3做为RX信号输出端子，将RX信号传输至隔离器，多路开关Uu5的引脚3做为TX信号输出端子，将TX信号输送至隔离器。多路开关Uu4的引脚9，10，11与多路开关Uu5、多路开关Uu6的引脚9，10，11分别互相连接，在其三个公共交结点分别引出三根连线，引脚9的公共交结点连接拨码开关(即图3中S1)引脚6，引脚10的公共交结点连接拨码开关引脚7，引脚11的公共交结点连接拨码开关引脚8。图3中与拨码开关引脚6,7,8连接的电阻R3，R4，R5是下拉电阻。多路开关Uu6的引脚6连接拨码开关引脚4和上拉电阻R6。
CD4051相当于一个单刀八掷开关，由输入的3位地址码ABC来决定。拨码开关的每个按键可以表达两个状态，分别是0和1。多路模拟开关(如下图)：多路模拟开关的主要用途是把多个模拟量分时地接通送入A/D转换器，即完成多到一的转换，或者把计算机处理的数据经D/A转换的模拟信号按一定的顺序输出到不同的控制回路，即完成一到多的转换。
CD4051就是一种单端8通道多路开关，它带有三个地址端A,B,C，和一个禁止输入端INH。从A,B,C输入的信号来选择8个通道中的一个。
INH＝1时，通道断开，禁止模拟量输入。当INH＝0时，通道接通，允许模拟量输入。
CD4051芯片允许双向使用，即可用于多到1的切换，也可用于1到多的切换。
CD4051引脚功能说明
例如，当拨码开关SWDIP-4的与多路开关的三个地址端A,B,C相连的低电平输入端的状态为1，1，0时，此时A为高电平，B高电平,C为低电平，即1，1，0。此时多路开关Uu4、Uu5和Uu6的引脚12导通，即MCU1的RX线，MCU1的TX线和MCU1的BOOT线导通，因此MCU1导通。同理，拨码开关也可控制MCU2…MCUm中的任一个导通，m是不小于2的自然数。例如，如果给MCU4写程序，那么将拨码开关低电平输入端的状态拨为0，0，0，并且高电平输入端拨到1(跟MCU的boot状态相关，比如ST的芯片都是boot为高有效，NXP的芯片boot为低有效)。同理，给MCU3写程序，那么拨码开关低电平输入端的状态拨到100的位置，以此类推。本发明实施例选用的三个多路开关CD4051为8通道多路开关芯片，三个8通道多路开关芯片的输入通道连接2～8个写程序的MCU，通过一个接口即可依次为2～8个MCU写程序，MCU为同类型号的MCU或者其写程序的协议是相同的，比如ST的M3系列MCU和M4系列的MCU。
以上结合具体实施例对本发明所进行的详细介绍。需要表明，实施例的说明目的在于便于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制，一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明专利的保护范围当中。

Claims (6)

1.一种给多个MCU串行写程序的接口装置，其特征在于，包括多路开关选择电路、隔离电路和接口转换电路，所述多路开关选择电路的输入端连接多个MCU的写程序数据线，输出端依次连接隔离电路和接口转换电路；所述多路开关选择电路包括多个多路开关以及控制多路开关选通其中一个MCU的拨码开关；每个多路开关包括m个输入通道，分别连接m个MCU的写程序数据线，m个MCU的m条数据接收线连接第i个多路开关的m个输入通道，m个MCU的m条数据发送线连接第j个多路开关的m个输入通道，m个MCU的m条数据引导线连接第n个多路开关的m个输入通道；通过拨码开关控制连接数据引导线的第n个多路开关选通某个要写程序的MCU，并控制连接数据接收线和数据发送线的第i个多路开关和第j个多路开关连通所选通的MCU的数据接收线和数据发送线，将数据接收信号和数据发送信号输送至隔离电路，再通过接口转换电路连接电脑的通讯接口；m,n,i,j为自然数，其中m是不小于2的自然数。
2.根据权利要求1所述的给多个MCU串行写程序的接口装置，其特征在于，所述多路开关选择电路包括三个8通道多路开关芯片以及一个四位拨码开关，每个MCU的写程序数据线包括一条数据接收线、一条数据发送线和一条数据引导线，第一多路开关芯片的8个输入通道连接8个MCU的数据接收线，第二多路开关芯片的8个输入通道连接8个MCU的数据发送线，第三多路开关芯片的8个输入通道连接8个MCU的数据引导线；三个多路开关芯片的第一地址选择端A均连接四位拨码开关的最高位低电平输入端，第二地址选择端B均连接四位拨码开关的第二位低电平输入端，第三地址选择端C均连接四位拨码开关的第三位低电平输入端，四位拨码开关的第四位低电平输入端接地；所述第一多路开关芯片和第二多路开关芯片的公共输出端与隔离电路连接，第一多路开关芯片和第二多路开关芯片的禁止输入端INH接地；所述第三多路开关芯片的公共输出端接3.3V供电电源，禁止输入端INH连接四位拨码开关的第四位高电平输入端，第四位高电平输入端还通过上拉电阻连接3.3V供电电源，四位拨码开关的最高位低电平输入端、第二位低电平输入端和第三位低电平输入端还通过下拉电阻接地。
3.根据权利要求2所述的给多个MCU串行写程序的接口装置，其特征在于，所述多路开关型号是CD4051，所述拨码开关型号为SWDIP-4。
4.根据权利要求1或2所述的给多个MCU串行写程序的接口装置，其特征在于，所述隔离电路是磁电隔离电路或光隔离电路。
5.根据权利要求1或2所述的给多个MCU串行写程序的接口装置，其特征在于，所述接口转换电路是将TTL电平信号转换为RS232接口信号或者USB接口信号的接口转换电路。
6.根据权利要求2所述的给多个MCU串行写程序的接口装置，其特征在于，所述三个8通道多路开关芯片的输入通道连接2～8个写程序的MCU，所述MCU为同类型号的MCU或者其写程序的协议是相同的。
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