CN112051769A - 一种适用于多类单片机的程序烧写装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于多类单片机的程序烧写装置，包括电源模块、USB接口模块、串口驱动模块、通信模块、拨码开关组和程序下载接口，电源模块用于为程序烧写装置提供不同电压的电源，串口驱动模块用于建立USB接口模块与单片机之间的数据传输通道，通信模块用于将串口驱动模块与程序下载接口连接起来，电源模块内设置有按键开关BUTTON0和按键开关BUTTON1，分别用于控制STC51、ARM系列单片机程序的烧写，拨码开关组用于切换每个系列单片机的程序烧写方式。采用本发明适用于多类单片机的程序烧写装置，可通过拨码开关的不同组合控制每种模式和烧写方式的选择，适用于STC51系列和ARM系列单片机程序的烧写。

Description

一种适用于多类单片机的程序烧写装置

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及一种适用于多类单片机的程序烧写装置。

背景技术

程序烧写装置，也叫烧写器、烧录器、编程器。程序烧写装置，实际上是一个把可编程的集成电路写上数据的工具,程序烧写装置主要用于单片机(含嵌入式)/存储器(含BIOS)之类的芯片的编程(或称刷写)。

现有的单片机程序烧写器都是单独的，只能给一类型号的单片机烧写程序，而且下载方式单一，不灵活。但经常需要给多种不同种类的单片机下载程序，就需要购买多个下载器，这样不仅浪费资源而且价格昂贵，且不方便携带。需要更新产品程序和现场调试时，必须拆解产品进行内部程序更新和调试，或者外部更新程序，但需给产品单独供电，这样都给开发者造成了不便，操作麻烦。

如今产品开发更新以及单片机种类越来越多，程序烧写器作为开发的一个必备工具则欲显重要，随着市场的需求，烧写器的种类也在快速的发展，但传统烧写器由于其功能和烧写方式单一，不方便，从而使得使用效果得到限制，因此，市场上急需一种多功能程序烧写器。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于多类单片机的程序烧写装置，解决了现有程序烧写装置只能给一类型号的单片机烧写程序，功能单一的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种适用于多类单片机的程序烧写装置，包括电源模块、USB接口模块、串口驱动模块、通信模块、拨码开关组和程序下载接口，电源模块用于为程序烧写装置提供不同电压的电源，串口驱动模块用于建立USB接口模块与单片机之间的数据传输通道，通信模块用于将串口驱动模块与程序下载接口连接起来，电源模块内设置有按键开关BUTTON0和按键开关BUTTON1，分别用于控制STC51、ARM系列单片机程序的烧写，拨码开关组用于切换每个系列单片机的程序烧写方式。

本发明的技术特征还在于，

USB接口模块为5芯插座USB，5芯插座USB用于与计算机USB接口连接，5芯插座USB的第1引脚为VCCUSB，第2引脚和3引脚分别为数据负端D-和数据正端D+，第4脚悬空，第5脚接地。

电源模块由电源接口电路组成，电源接口电路包括保险丝、按键开关BUTTON0、按键开关BUTTON1、稳压芯片U1、第一电容C101、第二电解电容C201、第三电容C102和第四电解电容C202，所述稳压芯片U1的第1引脚接地，第3引脚分别和第一电容C101的一端、第二电解电容C201的一端、BUTTON0的第2引脚和第5引脚连接后接Vcc5，第2引脚和第4引脚均和第三电容C102的一端、第四电解电容C202的一端、按键开关BUTTON1的第3引脚和第4引脚连接，BUTTON1的第2引脚和第5引脚连接后接Vcc3.3，第一电容C101、第二电解电容C201、第三电容C102和第四电解电容C202的另一端接地，按键开关BUTTON0的第3引脚和第4引脚与保险丝连接后接入VccUSB。

串口驱动模块由串口驱动电路组成，串口驱动电路包括串口芯片U2，串口芯片U2的第1引脚接地后与电容C207的一端、电容C206的一端和第16引脚连接后接入VccUSB，第2引脚和第3引脚分别为串口芯片数据发送端TXD和数据接收端RXD，第5和6引脚接入数据负端D+和数据正端D-，第4引脚通过电容C205接地，第7引脚和第8引脚分别与时钟芯片Y1、电容C203和电容C204连接后接地，第9、10、11、12、13、14和15引脚均悬空。

通信模块由通信电路组成，包括通信芯片U4，通信芯片U4的第1引脚通过电容C2与第3引脚连接，第2引脚连接C3电容后接Vcc3.3，第4引脚通过电容C4与第5引脚连接，第6引脚通过电容C5接地，第7引脚、第8引脚、第9引脚和第10引脚悬空，第11引脚、第12引脚、第13引脚和第14引脚分别为通信芯片的数据传输引脚TXD0、RXD0、Rlin、Tlout，第15引脚为GND引脚，第16引脚接Vcc3.3，第15引脚通过电容C1与第16引脚连接。

还包括LED模块，LED模块包括绿色发光二极管LED1、红色发光二极管LED2和蓝色发光二极管LED3，绿色发光二极管LED1的阳极连接第一电阻R01后接Vcc5，红色发光二极管LED2的阳极连接第二电阻R02后接Vcc3.3，蓝色发光二极管LED3的阳极连接第三电阻R03后接Vcc3.3。

程序下载接口包括SWD模式调试接口、TTL模式程序烧写接口、ARM程序串口烧写接口和DB9程序烧写接口，通信模块输出端与DB9程序烧写接口输入端相连接。

SWD模式调试接口为4芯插座P3，4芯插座P3的第1引脚连接Vcc3.3，第4引脚连接GND，第2引脚和第3引脚分别为JTMS0和JTCK0；TTL模式程序烧写接口为4芯插座P2，4芯插座P2的第1引脚连接Vcc5，第4脚与GND连接，第2引脚和第3引脚分别为USART1_TX和USART1_RX；ARM程序串口烧写接口为6芯插座P1，6芯插座P1的第1引脚连接VCC，第4引脚与GND连接，第2引脚和第3引脚分别与Rlin和Tlout连接，第5引脚和第6引脚分别为BOOT1和BOOT0。

DB9程序烧写接口包括9个引脚，第1引脚和第6引脚分别与拨码开关组的JTCK和JTMS相连接，第2引脚和第3引脚分别与Rlin和Tlout连接，第4引脚与VCC之间连接有R601电阻，第5引脚接地，第7引脚悬空，第8引脚和第9引脚分别为BOOT1和BOOT0。

拨码开关组包含9个独立的拨码，分别用于RXD和RXD0，TXD和TXD0，BOOT0和Vcc3.3，BOOT1和GND，JTCK和JTCK0，JTMS和JTMS0，TXD和USART1_RX，RXD和USART1_TX，Vcc与VCC3.3的接通与关断。

本发明的有益效果是，该程序烧写装置由电脑USB通过串口线miniUSB接口提供电能，不需要外接电源；通过设置保险丝，能够防止短接、过流烧坏电路；通过LED模块中三种发光二极管来显示不同单片机以及通信芯片供电情况，由拨码开关的不同组合控制每种模式和烧写方式的选择，适用于STC51系列和ARM系列单片机程序的烧写，跟传统烧写器相比较，其可选择的模式有两种，下载速度更快，而且方便切换，体积小方便携带；对同一种单片机可供选择烧写的方式有USB转TTL，USB转RS232两种烧写方式，采用该程序烧写器，产品更新程序和现场调试时，无需单独给产品上电或者拆解产品，支持一键下载和外部调试，为开发者研究提供了便捷，为初学者提供良好的体验，其制造成本远低于两种不同单片机烧写器总成本之和，其结构设计简单，实用性超强。

附图说明

图1是本发明适用于多类单片机的程序烧写装置的结构示意图；

图2是本发明适用于多类单片机的程序烧写装置的电路原理示意图；

图3是本发明适用于多类单片机的程序烧写装置中USB接口模块的电路示意图；

图4是本发明适用于多类单片机的程序烧写装置中电源模块的电路示意图；

图5是本发明适用于多类单片机的程序烧写装置中串口驱动模块的电路原理示意图；

图6是本发明适用于多类单片机的程序烧写装置中通信模块的电路示意图；

图7是本发明适用于多类单片机的程序烧写装置中LED模块的电路示意图；

图8是本发明适用于多类单片机的程序烧写装置中SWD模式调试接口的电路示意图；

图9是本发明适用于多类单片机的程序烧写装置中TTL模式程序烧写接口的电路示意图；

图10是本发明适用于多类单片机的程序烧写装置中ARM程序串口烧写接口的电路示意图；

图11是本发明适用于多类单片机的程序烧写装置中DB9程序烧写接口的电路示意图；

图12是本发明适用于多类单片机的程序烧写装置中拨码开关组的电路示意图。

图中，1.USB接口模块，3.电源模块，4.串口驱动模块，5.通信模块，6.拨码开关组，7.SWD模式调试接口，8.TTL模式程序烧写接口，9.ARM程序串口烧写接口，10.DB9程序烧写接口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种适用于多类单片机的程序烧写装置，参照图1和图2，包括电源模块3、USB接口模块1、串口驱动模块4、LED模块、通信模块5、拨码开关组6和程序下载接口，电源模块3用于为程序烧写装置提供不同电压的电源，串口驱动模块4用于建立USB接口模块1与单片机之间的数据传输通道，通信模块5用于将串口驱动模块4与程序下载接口连接起来，电源模块3内设置有按键开关BUTTON0和按键开关BUTTON1，分别用于控制STC51、ARM系列单片机程序的烧写，拨码开关组6用于切换STC51系列和ARM系列单片机的程序烧写方式，包括TTL方式和DB9方式。

USB接口模块1为5芯插座USB，参照图3，5芯插座USB用于与计算机USB接口连接，5芯插座USB的第1引脚为VccUSB，第2引脚和3引脚分别为计算机数据负端D-和数据正端D+，第4脚悬空，第5脚接地。

电源模块3由电源接口电路组成，参见图4，电源接口电路包括保险丝、按键开关BUTTON0、按键开关BUTTON1、稳压芯片U1、第一电容C101、第二电解电容C201、第三电容C102和第四电解电容C202，稳压芯片U1的第1引脚接地，第3引脚分别和第一电容C101的一端、第二电解电容C201的一端、BUTTON0的第2引脚和第5引脚连接后接Vcc5，第2引脚和第4引脚均和第三电容C102的一端、第四电解电容C202的一端、按键开关BUTTON1的第3引脚和第4引脚连接，BUTTON1的第2引脚和第5引脚连接后接Vcc3.3，第一电容C101、第二电解电容C201、第三电容C102和第四电解电容C202的另一端接地，按键开关BUTTON0的第3引脚和第4引脚与保险丝连接后接入VccUSB。

串口驱动模块4为CH340G系列芯片，易于使用，稳定可靠，其由串口驱动电路组成，参见图5，串口驱动电路包括串口芯片U2，串口芯片U2的第1引脚接地后与电容C207的一端、电容C206的一端和第16引脚连接后接入VccUSB，第2引脚和第3引脚分别为串口芯片数据发送端TXD和数据接收端RXD，第5和6引脚接入计算机数据负端D+和数据正端D-，第4引脚通过电容C205接地，第7引脚和第8引脚分别与时钟芯片Y1、电容C203和电容C204连接后接地，第9、10、11、12、13、14和15引脚均悬空。

通信模块5为MAX3232通信芯片，高性能，低功耗，可以实现3.3V至5V的RS-232性能，其由通信电路组成，参见图6，包括通信芯片U4，通信芯片U4的第1引脚通过电容C2与第3引脚连接，第2引脚连接C3电容后接Vcc3.3，第4引脚通过电容C4与第5引脚连接，第6引脚通过电容C5接地，第7引脚、第8引脚、第9引脚和第10引脚悬空，第11引脚、第12引脚、第13引脚和第14引脚分别为通信芯片的数据传输引脚TXD0、RXD0、Rlin、Tlout，第15引脚为GND引脚，第16引脚接Vcc3.3，第15引脚通过电容C1与第16引脚连接。

LED模块，参见图7，包括绿色发光二极管LED1、红色发光二极管LED2和蓝色发光二极管LED3，绿色发光二极管LED1的阳极连接第一电阻R01后接Vcc5，红色发光二极管LED2的阳极连接第二电阻R02后接Vcc3.3，蓝色发光二极管LED3的阳极连接第三电阻R03后接Vcc3.3。

程序下载接口包括SWD模式调试接口7、TTL模式程序烧写接口8、ARM程序串口烧写接口9和DB9程序烧写接口10。

参见图8～10，SWD模式调试接口7为4芯插座P3，4芯插座P3的第1引脚连接Vcc3.3，第4引脚连接GND，第2引脚和第3引脚分别为JTMS0和JTCK0。TTL模式程序烧写接口8为4芯插座P2，4芯插座P2的第1引脚连接Vcc5，第4脚与GND连接，第2引脚和第3引脚分别为USART1_TX和USART1_RX。

ARM程序串口烧写接口9为6芯插座P1，6芯插座P1的第1引脚连接Vcc，第4引脚与GND连接，第2引脚和第3引脚分别与Rlin和Tlout连接，第5引脚为ARM程序串口烧写接口9的BOOT1，第6引脚为ARM程序串口烧写接口9的BOOT0，使用过程中，在ARM程序串口烧写接口9与单片机相连接时，ARM程序串口烧写接口9的BOOT1和BOOT0分别与单片机相的对应接口相连接。

DB9程序烧写接口10，参见图11，包括9个引脚，第1引脚和第6引脚分别与拨码开关组6的JTCK和JTMS相连接，第2引脚和第3引脚分别与通信芯片的Rlin和Tlout连接，第4引脚与Vcc之间连接有R601电阻，第5引脚接地，第7引脚悬空，第8引脚为DB9程序烧写接口的BOOT1，第9引脚为DB9程序烧写接口的BOOT0，使用过程中，在DB9程序烧写接口与单片机相连接时，DB9程序烧写接口的BOOT1和BOOT0分别与单片机相的对应接口相连接。

拨码开关组6，参见图12，包含9个独立的拨码，分别用于RXD和RXD0，TXD和TXD0，BOOT0和Vcc3.3，BOOT1和GND，JTCK和JTCK0，JTMS和JTMS0，TXD和USART1_RX，RXD和USART1_TX，Vcc和Vcc3.3的接通与关断，通过不同的拨码组合能够实现不同种类单片机不同方式的程序烧写。

使用本发明适用于多类单片机的程序烧写装置进行程序烧写时，通过miniUSB线连接计算机USB接口和USB接口模块，再根据实际需求将单片机与该程序烧写装置连接，即可进行单片机程序烧写。计算机USB接口和USB接口模块相连接，通过计算机给该程序烧写装置供电，不用外接电源。不同种类的单片机电源指示灯显示不同，通过电源指示灯来显示3.3V和5V电压模式下的芯片供电情况，由按键开关BUTTON0和BUTTON1控制每种模式的选择，适用于STC51系列，ARM系列单片机程序的烧写，串口驱动芯片通过拨码开关的拨码方式可实现每种单片机TTL方式和DB9方式程序烧写。

使用过程中，打开BUTTON0，关闭BUTTON1，接通拨码组开关中TXD和USART1_RX，RXD和USART1_TX，TTL模式程序烧写接口8与目标单片机相连接可实现STC51单片机串口方式程序烧写。

同时打开BUTTON0和BUTTON1，接通码组开关中RXD和RXD0、TXD和TXD0、Vcc和Vcc3.3，将DB9程序烧写接口10与目标单片机相连接，即实现STC51单片机DB9方式程序烧写。

同时打开BUTTON0和BUTTON1，接通RXD和RXD0、TXD和TXD0、BOOT0和Vcc3.3、BOOT1和GND、Vcc和Vcc3.3，将DB9程序烧写接口10与目标单片机相连接，实现ARM单片机DB9方式程序烧写。

同时打开BUTTON0和BUTTON1，接通RXD和RXD0、TXD和TXD0、BOOT0和Vcc3.3、BOOT1和GND、Vcc和Vcc3.3，将ARM程序串口烧写接口9与目标单片机相连接，实现ARM单片机串口方式程序烧写。

同时打开BUTTON0和BUTTON1，接通JTCK和JTCK0、JTMS和JTMS0、Vcc和Vcc3.3，将DB9程序烧写接口10分别与目标单片机以及stlink调试器的JTAG调试口相连接，stlink调试器与计算机连接，即可实现ARM单片机在线调试。

相比于传统程序烧写器的单一下载模式，本装置可供选择的模式和下载方式有两种，模式切换以及烧写方式均切换方便，具有很快的下载速度，体积小方便携带。而且支持在线调试，可以提高研发速度，并且制造成本低，结构设计简单，实用性强。

Claims (10)

1.一种适用于多类单片机的程序烧写装置，其特征在于，包括电源模块(3)、USB接口模块(1)、串口驱动模块(4)、通信模块(5)、拨码开关组(6)和程序下载接口，电源模块(3)用于为程序烧写装置提供不同电压的电源，串口驱动模块(4)用于建立USB接口模块(1)与单片机之间的数据传输通道，通信模块(5)用于将串口驱动模块(4)与程序下载接口连接起来，电源模块(3)内设置有按键开关BUTTON0和按键开关BUTTON1，分别用于控制STC51、ARM系列单片机程序的烧写，拨码开关组(6)用于切换每个系列单片机的程序烧写方式。

2.根据权利要求1所述的一种适用于多类单片机的程序烧写装置，其特征在于，所述USB接口模块(1)为5芯插座USB，用于与计算机USB接口连接，5芯插座USB的第1引脚为VccUSB，第2引脚和3引脚分别为数据负端D-和数据正端D+，第4脚悬空，第5脚接地。

3.根据权利要求2所述的一种适用于多类单片机的程序烧写装置，其特征在于，所述电源模块(3)由电源接口电路组成，电源接口电路包括保险丝、按键开关BUTTON0、按键开关BUTTON1、稳压芯片U1、第一电容C101、第二电解电容C201、第三电容C102和第四电解电容C202，所述稳压芯片U1的第1引脚接地，第3引脚分别和第一电容C101的一端、第二电解电容C201的一端、BUTTON0的第2引脚和第5引脚连接后接Vcc5，第2引脚和第4引脚均和第三电容C102的一端、第四电解电容C202的一端、按键开关BUTTON1的第3引脚和第4引脚连接，BUTTON1的第2引脚和第5引脚连接后接Vcc3.3，第一电容C101、第二电解电容C201、第三电容C102和第四电解电容C202的另一端接地，按键开关BUTTON0的第3引脚和第4引脚与保险丝连接后接入VccUSB。

4.根据权利要求3所述的一种适用于多类单片机的程序烧写装置，其特征在于，所述串口驱动模块(4)由串口驱动电路组成，串口驱动电路包括串口芯片U2，串口芯片U2的第1引脚接地后与电容C207的一端、电容C206的一端和第16引脚连接后接入VccUSB，第2引脚和第3引脚分别为串口芯片数据发送端TXD和数据接收端RXD，第5和6引脚接入数据负端D+和数据正端D-，第4引脚通过电容C205接地，第7引脚和第8引脚分别与时钟芯片Y1、电容C203和电容C204连接后接地，第9、10、11、12、13、14和15引脚均悬空。

5.根据权利要求4所述的一种适用于多类单片机的程序烧写装置，其特征在于，所述通信模块(5)由通信电路组成，包括通信芯片U4，通信芯片U4的第1引脚通过电容C2与第3引脚连接，第2引脚连接C3电容后接Vcc3.3，第4引脚通过电容C4与第5引脚连接，第6引脚通过电容C5接地，第7引脚、第8引脚、第9引脚和第10引脚悬空，第11引脚、第12引脚、第13引脚和第14引脚分别为通信芯片的数据传输引脚TXD0、RXD0、Rlin、Tlout，第15引脚为GND引脚，第16引脚接Vcc3.3，第15引脚通过电容C1与第16引脚连接。

6.根据权利要求5所述的一种适用于多类单片机的程序烧写装置，其特征在于，还包括LED模块，LED模块包括绿色发光二极管LED1、红色发光二极管LED2和蓝色发光二极管LED3，绿色发光二极管LED1的阳极连接第一电阻R01后接Vcc5，红色发光二极管LED2的阳极连接第二电阻R02后接Vcc3.3，蓝色发光二极管LED3的阳极连接第三电阻R03后接Vcc3.3。

7.根据权利要求6所述的一种适用于多类单片机的程序烧写装置，其特征在于，所述程序下载接口包括SWD模式调试接口(7)、TTL模式程序烧写接口(8)、ARM程序串口烧写接口(9)和DB9程序烧写接口(10)。

8.根据权利要求7所述的一种适用于多类单片机的程序烧写装置，其特征在于，所述SWD模式调试接口(7)为4芯插座P3，4芯插座P3的第1引脚连接Vcc3.3，第4引脚连接GND，第2引脚和第3引脚分别为JTMS0和JTCK0；TTL模式程序烧写接口(8)为4芯插座P2，4芯插座P2的第1引脚连接Vcc5，第4脚与GND连接，第2引脚和第3引脚分别为USART1_TX和USART1_RX；ARM程序串口烧写接口(9)为6芯插座P1，6芯插座P1的第1引脚连接VCC，第4引脚与GND连接，第2引脚和第3引脚分别与Rlin和Tlout连接，第5引脚和第6引脚分别为BOOT1和BOOT0。

9.根据权利要求8所述的一种适用于多类单片机的程序烧写装置，其特征在于，所述DB9程序烧写接口(10)包括9个引脚，第1引脚和第6引脚分别与拨码开关组(6)的JTCK和JTMS相连接，第2引脚和第3引脚分别与Rlin和Tlout连接，第4引脚与VCC之间连接有R601电阻，第5引脚接地，第7引脚悬空，第8引脚和第9引脚分别为BOOT1和BOOT0。

10.根据权利要求9所述的一种适用于多类单片机的程序烧写装置，其特征在于，所述拨码开关组(6)包含9个独立的拨码，分别用于RXD和RXD0，TXD和TXD0，BOOT0和Vcc3.3，BOOT1和GND，JTCK和JTCK0，JTMS和JTMS0，TXD和USART1_RX，RXD和USART1_TX，Vcc与VCC3.3的接通与关断。

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