CN212624028U - 一种基于多模式通信的单片机升级装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于多模式通信的单片机升级装置，其可提高设备的通用性，能够适配于不同的物联网产品，方便使用，同时可降低成本，其包括主控制器、显示模块、输入模块、通信模块和警示模块，主控制器包括主控制芯片U1A，通信模块包括至少四种通信模式，包括蓝牙通信、红外通信、串口通信、USB通信，蓝牙通信、红外通信、串口通信、USB通信分别包括蓝牙接口电路、红外接口电路、串口接口电路、USB接口电路，主控制器通过蓝牙接口电路、红外接口电路、串口接口电路与待升级设备连接，主控制器通过USB接口电路与上位机连接，输入模块包括若干按键，按键与蓝牙通信、红外通信、串口通信一一对应。

Description

一种基于多模式通信的单片机升级装置

技术领域

本实用新型属于单片机技术领域，尤其涉及一种基于多模式通信的单片机升级装置。

背景技术

随着物联网的发展，基于单片机的智能产品也日趋丰富。为了提高产品的竞争力，设备厂商所生产的智能设备一般都支持单片机升级功能，从而提供最新的应用程序软件。单片机升级主要基于IAP(In Application Programming)，即在应用编程实现，IAP是用户自己的程序在运行过程中对程序Flash的部分区域进行烧写，目的是为了在产品发布后可以方便地通过预留的通信口对产品中的固件程序进行更新升级。现有的单片机预留通信口可采用蓝牙、红外、UART串口通信等实现，设备厂商为了适配单片机在线升级功能，需要针对不同的通信模式设计相对应的升级设备，如果一款产品是采用蓝牙通信方式，则需要设计一款基于蓝牙的固件升级装置，如果是采用光电通信方式，则需要设计一款基于光电的固件升级装置，但是现有的单片机一般为单一通信方式，通用性较差，无法适应不同物联网产品的通信连接，当物联网产品通信方式发生变化时，则需要将通信接口连同单片机一同更换，使用极其不便，同时增加了用户投入成本。

实用新型内容

针对现有技术中存在的单片机单一通信方式，使用灵活性差，无法满足不同物联网产品通信的问题，本实用新型提供了一种基于多模式通信的单片机升级装置，其可提高设备的通用性，能够适配于不同的物联网产品，方便使用，同时可降低成本。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于多模式通信的单片机升级装置，其包括主控制器、显示模块、输入模块、通信模块和警示模块，显示模块、输入模块、通信模块和警示模块均与所述主控制器连接，所述主控制器包括主控制芯片U1A，其特征在于，所述通信模块包括至少四种通信模式，包括蓝牙通信、红外通信、串口通信、USB 通信，所述蓝牙通信、红外通信、串口通信、USB通信分别包括蓝牙接口电路、红外接口电路、串口接口电路、USB接口电路；

所述主控制器通过所述蓝牙接口电路、红外接口电路、串口接口电路与待升级设备连接，用于实现所述待升级设备的升级通信连接；

所述主控制器通过所述USB接口电路与上位机连接，用于从上位机下载相应的升级程序；

所述输入模块包括若干按键，所述按键与所述蓝牙通信、红外通信、串口通信一一对应，用于切换所述通信模式。

其进一步特征在于，

所述显示模块包括显示器，所述显示器用于显示当前通信模式、待升级单片机的固件名称、版本号、文件大小信息；

所述警示模块包括光电指示灯、蜂鸣器，所述光电指示灯、蜂鸣器用于指示所述单片机是否升级完成；

所述USB通信接口包括USB芯片J1，所述USB芯片J1的1管脚连接5V电压源，所述USB芯片J1的2、3管脚分别连接主控制芯片U1A的44、45管脚，所述USB芯片J1的5管脚接地；

所述输入模块包括3路独立按键连接电路，分别包括按键S1、按键S2、按键S3；

所述指示灯通过指示灯连接电路与所述主控制器连接；

所述蜂鸣器通过蜂鸣器连接电路与所述主控制器连接；

所述显示器通过LCD屏幕接口电路与所述主控制器连接；

其还包括固件存储器，所述固件存储器通过固件存储连接电路与所述主控制器连接；

所述蓝牙接口电路包括通信控制芯片Y2，所述红外接口电路包括红外接收管U2、红外发光二极管D2；

所述串口接口电路包括USB接口P2；

所述主控制器包括外围电路、控制芯片U1B。

所述主控制芯片U1A的型号、控制芯片U1B的型号均为STM32F401RCT6，所述存储芯片U3的型号为W25Q32，所述通信控制芯片Y2的型号为JDY-19。

采用本实用新型上述结构可以达到如下有益效果：本装置包括至少四种通信模式，包括蓝牙通信、红外通信、串口通信、USB通信，可分别用于实现所述待升级设备的升级通信连接，集成化程度高；当物联网产品不同时，可通过按键实现各通信模式之间的切换，因此通信模式切换操作简单快捷，一台装置可满足不同物联网产品通信要求，提高了产品通用性，方便了客户使用，降低了投入成本。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构框图；

图2为本实用新型主控制器的接口电路原理图；

图3为本实用新型USB接口电路的电路原理图；

图4为本实用新型指示灯连接电路的电路原理图；

图5为本实用新型蜂鸣器连接电路的电路原理图；

图6为本实用新型独立按键连接电路的电路原理图；

图7为本实用新型LCD屏幕连接电路的电路原理图；

图8为本实用新型固件存储连接电路的电路原理图；

图9为本实用新型蓝牙接口电路的电路原理图；

图10为本实用新型红外接口电路的电路原理图；

图11为本实用新型串口接口电路的电路原理图。

具体实施方式

见图1，一种基于多模式通信的单片机固件升级装置，其包括主控制器1、显示模块、输入模块、通信模块和警示模块，显示模块、输入模块、通信模块和警示模块均与主控制器连接，主控制器1包括主控制芯片U1A，本实施例中通信模块包括四种通信模式：蓝牙通信、红外通信、串口通信、USB通信，蓝牙通信、红外通信、串口通信、USB通信分别包括蓝牙接口电路2、红外接口电路3、串口接口电路4、USB接口电路5；主控制器1通过蓝牙接口电路2、红外接口电路3、串口接口电路4与待升级设备6连接，用于实现待升级设备的升级通信连接；主控制器1通过USB接口电路5与上位机7连接，用于从上位机7下载相应的升级程序(升级程序为现有技术)；输入模块包括三个独立按键9，三个独立按键与蓝牙通信2、红外通信3、串口通信4模式一一对应，用于通信模式之间的切换；

USB连接电路5的接口电路见图3，包括USB芯片J1，USB芯片J1的1管脚连接5V电压源，USB芯片J1的2、3管脚分别连接主控制芯片U1A的44、 45管脚，USB芯片J1的5管脚接地；

输入模块包括3路独立按键连接电路，按键连接电路请参见图6，分别包括按键S1、按键S2、按键S3，按键S1、按键S2、按键S3与蓝牙通信2、红外通信3、串口通信4模式一一对应，用于通信模式切换；

警示模块包括光电指示灯11、蜂鸣器12，光电指示灯11、蜂鸣器12用于指示单片机是否升级完成；指示灯11通过指示灯连接电路与主控制器连接，指示灯连接电路的电路原理图请参见图4，蜂鸣器12通过蜂鸣器连接电路与主控制器连接，蜂鸣器连接电路的接口电路原理图请参见图5，固件升级过程中，指示灯11红绿灯交替闪烁，固件升级完成后，指示灯11常亮绿色，蜂鸣器响一声，固件升级失败后，指示灯11常亮红色，蜂鸣器响三声；

显示模块包括显示器8，显示器8用于显示当前通信模式、待升级单片机的固件名称、版本号、文件大小信息，显示器8通过LCD屏幕接口电路与主控制器连接，LCD屏幕接口电路的电路原理图参见图7；

其还包括固件存储器10，固件存储器10通过固件存储连接电路与主控制器1连接，固件存储连接电路的电路原理图请参见图8；

蓝牙接口电路2包括通信控制芯片Y2，蓝牙接口电路2与主控制器1的接口电路原理图请参见图9，当通过按键切换至蓝牙通信模式时，通过蓝牙接口电路实现主控制器1与待升级设备6之间的通信；

红外接口电路3包括红外接收管U2、红外发光二极管D2，红外接口电路3 的接口电路参见图10，当通过按键切换至红外通信模式时，通过红外接口电路实现主控制器1与待升级设备6之间的通信；

串口接口电路4包括USB接口P2，具体的接口电路请参见图11，当通过按键切换至串口通信模式时，通过串口接口电路实现主控制器1与待升级设备 6之间的通信；

见图2，主控制器包括主控制芯片U1A、控制芯片U1B，主控制器接口电路原理图参考图2，主控制芯片U1A的型号、控制芯片U1B的型号均为 STM32F401RCT6，存储芯片U3的型号为W25Q32，通信控制芯片Y2的型号为 JDY-19。

其具体工作原理如下所述：通过USB接口电路5中的USB接口P2将固件升级装置和电脑相连(即将单片机固件升级装置的主控制器1通过USB接口电路5与上位机7连接)，实现上位机7与固件升级装置通信，从而获取通信模式状态，随后上位机7下发对应的通信模式配置信息，相关信息在LCD屏幕上显示。需要升级时，通过USB接口J1从上位机加载固件升级包，将升级数据下发至固件升级装置的固件存储器10中，后续升级数据直接从固件存储器10中获取，稳定便捷，升级数据为现有常用的用于单片机固件升级的数据。

单片机固件升级装置的通信模式切换：(1)待升级设备6(以下简称接收方)采用的是红外连接实现升级模式，则通过按键S1将固件升级装置(以下简称发送方)通信模式切换为红外通信模式。当上位机7下发在线升级命令后，发送方通过红外接口电路3中的红外发送管D2和红外接收管U2发送引导命令，实现单片机固态升级装置升级通信操作。

(2)当接收方采用的是串口通信模式，即采用的是串口连接电路4实现通信连接，通过按键S2将发送方通信模式切换为串口通信模式。当上位机7下发在线升级命令后，发送方通过串口接口电路4中的串口P2发送引导命令，实现单片机固态升级装置升级通信操作。

(3)接收方采用的是蓝牙通信模式，即采用的是蓝牙连接电路3实现通信连接，通过按键S3将发送方通信模式切换为串口通信模式。当上位机7下发在线升级命令后，发送方通过串口接口电路3中的通信控制芯片Y2发送引导命令，实现单片机固态升级装置升级通信操作。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于多模式通信的单片机升级装置，其包括主控制器、显示模块、输入模块、通信模块和警示模块，显示模块、输入模块、通信模块和警示模块均与所述主控制器连接，所述主控制器包括主控制芯片U1A，其特征在于，所述通信模块包括至少四种通信模式，包括蓝牙通信、红外通信、串口通信、USB通信，所述蓝牙通信、红外通信、串口通信、USB通信分别包括蓝牙接口电路、红外接口电路、串口接口电路、USB接口电路；

所述主控制器通过所述蓝牙接口电路、红外接口电路、串口接口电路与待升级设备连接，用于实现所述待升级设备的升级通信连接；

所述主控制器通过所述USB接口电路与上位机连接，用于与上位机连接；

所述输入模块包括若干按键，所述按键与所述蓝牙通信、红外通信、串口通信一一对应，用于切换所述通信模式。

2.根据权利要求1所述的一种基于多模式通信的单片机升级装置，其特征在于，所述显示模块包括显示器，所述显示器用于显示当前通信模式。

3.根据权利要求1所述的一种基于多模式通信的单片机升级装置，其特征在于，所述警示模块包括光电指示灯、蜂鸣器，所述光电指示灯、蜂鸣器用于指示所述单片机是否升级完成。

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