CN109459947A - 一种基于专用接口芯片的微控制器编程方法 - Google Patents

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翁子彬
刘明峰
丁蔚
黄坚
吴志玲
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Abstract

本发明公开了电子控制装置技术领域的一种基于专用接口芯片的微控制器编程方法，该方法包括软件部分和硬件部分；所述软件部分包括PC上位机软件和主控模块内部固件程序；所述硬件部分包括主控模块、存储模块、显示模块、接触检测模块和接口模块，本发明提出了一种使用专用接口芯片，使接口电路连接MCU编程引脚的通路能够直接产生编程控制信号，对微控制器(MCU)进行编程的方法，采用专用接口电路后，使编程硬件系统能够产生多路信号，每一通路都能产生编程所需的高压信号、常压信号，并能灵活控制输入输出方向。控制信号的数量及种类不仅支持Flash型MCU的编程，对编程控制信号数量需求较多的OTP型MCU也能完好支持。

Description

一种基于专用接口芯片的微控制器编程方法
技术领域
本发明公开了一种基于专用接口芯片的微控制器编程方法，具体为电子控制装置技术领域。
背景技术
单片机(MCU)与人们的生活已经结为一体。从数字闹钟、电动牙刷到智能玩具；从停车传感器、行车电脑，到交通信号灯控制、雷达测速以及交通流量监视器；以及手机、火灾控制系统、烟雾报警器等应用，都有单片机在其中发挥着重要作用。然而单片机在实现这些繁复的功能之前都需要进行最为重要的一步——编程，因此编程方法就显得尤为重要。
目前的微控制器编程系统主要分为两种：一种是用于快闪存储器(Flash)型MCU的编程系统，对应的编程控制信号只有电源、地、数据、时钟4个编程控制信号；第二种是用于一次性可编程(OTP)型MCU的编程系统，除了电源、地、数据、时钟4个编程控制信号外，还有高压控制信号等其他控制信号。
现有的单片机编程系统中，缺点主要有两个：一是支持MCU种类少，一般Flash型MCU编程系统由于没有高压控制信号所以不支持OTP型MCU，而且可产生的编程控制信号数量少，不支持一些需要较多编程控制信号的MCU；二是需要额外的转接板，一般编程系统的接口芯片输出的编程控制信号和其引脚是固定的，而MCU编程引脚的数量及脚位多种多样，所以需要使用转接板将接口芯片的编程控制信号连接至MCU的编程引脚才能进行编程，导致不同款的芯片甚至同一款不同脚位封装的芯片都需要配备专用的转接板，增加使用复杂度，提高用户学习成本及物料成本。三是不支持检测被编程MCU引脚的接触特性，导致OTP型MCU编程可靠性降低。为此，我们提出了一种基于专用接口芯片的微控制器编程方法投入使用，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于专用接口芯片的微控制器编程方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于专用接口芯片的微控制器编程方法，该方法包括软件部分和硬件部分；
所述软件部分包括PC上位机软件和主控模块内部固件程序；所述PC上位机软件包括上位机软件界面及源程序、上位机运行状态下所调用的动态链接库；所述上位机软件界面使用户根据自己的需求实现型号选择、操作编程文件及与操作编程硬件系统相关的操作；所述操作编程文件包括对编程文件的打开、保存、设置选项配置、滚动码及切换芯片型号；所述操作编程硬件系统包括下载、上传编程档案，编程、读取芯片，升级编程硬件系统固件；所述动态链接库实现上位机与主控芯片之间的通信，其内部包含二者的通信协议；
所述硬件部分包括主控模块、存储模块、显示模块、接触检测模块和接口模块；所述主控模块通过SPI接口将需要编程的文件存储至所述存储模块，并根据当前编程文件信息控制输送显示模块显示相应的芯片型号、编程文件校验码编程信息；所述主控模块控制所述接口模块产生接触检测信号作用于MCU的编程引脚，所述接触检测模块监测这些信号并反馈给所述主控模块，判断被编程MCU的引脚接触特性。
优选的，所述主控模块为内嵌USB2.0模块的ARM单片机，所述PC上位机软件通过USB2.0协议与所述主控模块进行通信。
优选的，所述接口模块是由可配置多路输出信号的专用接口芯片组成，该芯片由所述主控模块配置其每一路的输出信号。
优选的，所述主控模块根据编程文件信息，配置所述接口模块中专用接口芯片每一路的输出信号，使接口芯片输出的编程控制信号能和被编程MCU的编程引脚相对应。
优选的，所述接触检测模块通过专用接口芯片产生的信号来检测被编程MCU引脚的接触特性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提出了一种使用专用接口芯片，使接口电路连接MCU编程引脚的通路能够直接产生编程控制信号，对微控制器(MCU)进行编程的方法，采用专用接口电路后，使编程硬件系统能够产生多路信号，每一通路都能产生编程所需的高压信号、常压信号，并能灵活控制输入输出方向。控制信号的数量及种类不仅支持Flash型MCU的编程，对编程控制信号数量需求较多的OTP型MCU也能完好支持；
2、本发明的编程系统主控模块能配置专用接口电路，使接口电路每一通路都能根据实际需求输出编程控制信号，不受MCU的编程脚位影响，从而改变了以往用转接板连接接口电路输出信号至MCU编程脚位的方式。
3、本编程系统包含接触检测模块，在编程前对MCU编程引脚进行接触检测，接触良好才能进行编程，提高了OTP型MCU编程的可靠性。
附图说明
图1为本发明原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于专用接口芯片的微控制器编程方法，该方法包括软件部分和硬件部分；
所述软件部分包括PC上位机软件和主控模块内部固件程序；所述PC上位机软件包括上位机软件界面及源程序、上位机运行状态下所调用的动态链接库；所述上位机软件界面使用户根据自己的需求实现型号选择、操作编程文件及与操作编程硬件系统相关的操作；所述操作编程文件包括对编程文件的打开、保存、设置选项配置、滚动码及切换芯片型号；所述操作编程硬件系统包括下载、上传编程档案，编程、读取芯片，升级编程硬件系统固件；所述动态链接库实现上位机与主控芯片之间的通信，其内部包含二者的通信协议；
所述硬件部分包括主控模块、存储模块、显示模块、接触检测模块和接口模块；所述主控模块通过SPI接口将需要编程的文件存储至所述存储模块，并根据当前编程文件信息控制输送显示模块显示相应的芯片型号、编程文件校验码编程信息；所述主控模块控制所述接口模块产生接触检测信号作用于MCU的编程引脚，所述接触检测模块监测这些信号并反馈给所述主控模块，判断被编程MCU的引脚接触特性。
其中，所述主控模块为内嵌USB2.0模块的ARM单片机，所述PC上位机软件通过USB2.0协议与所述主控模块进行通信，所述接口模块是由可配置多路输出信号的专用接口芯片组成，该芯片由所述主控模块配置其每一路的输出信号，所述主控模块根据编程文件信息，配置所述接口模块中专用接口芯片每一路的输出信号，使接口芯片输出的编程控制信号能和被编程MCU的编程引脚相对应，所述接触检测模块通过专用接口芯片产生的信号来检测被编程MCU引脚的接触特性。
工作原理：本方法中选用一款内嵌USB2.0模块的ARM单片机作为编程主控芯片，PC上位机软件通过USB2.0协议与主控模块进行通信，主控模块通过SPI接口将需要编程的文件存储至存储模块，主控模块根据当前编程文件信息控制显示模块显示相应的编程信息如芯片型号、编程文件校验码等，主控模块根据编程文件信息，配置接口模块中专用接口芯片每一路的输出信号，从而使接口芯片输出的编程控制信号能和被编程MCU的编程引脚相对应，主控模块能够控制接口芯片产生接触检测信号作用于MCU的编程引脚，接触检测模块能监测这些信号并反馈给主控模块，从而判断被编程MCU的引脚接触特性。
进行编程之前，先用USB连接线连接编程硬件系统至PC端，启动PC上位机软件后，软件会检测到已连接的编程硬件系统，然后用户打开需要编程的文件档案，下载至编程硬件系统，此时PC上位机软件通过预先设置的传输协议将编程文件档案传输至硬件系统主控模块，主控模块将编程档案存储至存储单元以便后续编程，随后主控模块根据编程档案中的信息配置显示模块显示相应信息，并配置接口模块中专用接口芯片每一路的输出信号；编程操作开始时，主控模块会先配置接口芯片输出接触检测信号，接触检测模块监测到信号并反馈给主控模块，主控根据反馈的信号判断被编程MCU的引脚接触特性，若引脚接触不良，则停止后续编程操作，并在显示模块上显示错误信息；本发明中产生编程控制信号的是一种专用接口芯片，这种芯片的每一通路都可配置输出编程所需的高压信号、常压信号，并能控制输入输出方向，区别于普通接口缓冲芯片输出通路少，输出电压固定，输入输出控制不灵活的特点。因此，本编程方法适应芯片种类多、无需额外转接板、使用简单、成本低。此外，编程硬件系统中包含接触检测模块，在对目标MCU编程之前会先检测引脚接触特性，接触特性正常才会进行编程，有效提高了OTP型MCU编程的可靠性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于专用接口芯片的微控制器编程方法，其特征在于：该方法包括软件部分和硬件部分；
所述软件部分包括PC上位机软件和主控模块内部固件程序；所述PC上位机软件包括上位机软件界面及源程序、上位机运行状态下所调用的动态链接库；所述上位机软件界面使用户根据自己的需求实现型号选择、操作编程文件及与操作编程硬件系统相关的操作；所述操作编程文件包括对编程文件的打开、保存、设置选项配置、滚动码及切换芯片型号；所述操作编程硬件系统包括下载、上传编程档案，编程、读取芯片，升级编程硬件系统固件；所述动态链接库实现上位机与主控芯片之间的通信，其内部包含二者的通信协议；
所述硬件部分包括主控模块、存储模块、显示模块、接触检测模块和接口模块；所述主控模块通过SPI接口将需要编程的文件存储至所述存储模块，并根据当前编程文件信息控制输送显示模块显示相应的芯片型号、编程文件校验码编程信息；所述主控模块控制所述接口模块产生接触检测信号作用于MCU的编程引脚，所述接触检测模块监测这些信号并反馈给所述主控模块，判断被编程MCU的引脚接触特性。
2.根据权利要求1所述的一种基于专用接口芯片的微控制器编程方法，其特征在于：所述主控模块为内嵌USB2.0模块的ARM单片机，所述PC上位机软件通过USB2.0协议与所述主控模块进行通信。
3.根据权利要求1所述的一种基于专用接口芯片的微控制器编程方法，其特征在于：所述接口模块是由可配置多路输出信号的专用接口芯片组成，该芯片由所述主控模块配置其每一路的输出信号。
4.根据权利要求1所述的一种基于专用接口芯片的微控制器编程方法，其特征在于：所述主控模块根据编程文件信息，配置所述接口模块中专用接口芯片每一路的输出信号，使接口芯片输出的编程控制信号能和被编程MCU的编程引脚相对应。
5.根据权利要求1所述的一种基于专用接口芯片的微控制器编程方法，其特征在于：所述接触检测模块通过专用接口芯片产生的信号来检测被编程MCU引脚的接触特性。
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