CN217061428U - 一种芯片烧录装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种芯片烧录装置，包括DC电源、MCU系统电路、DC‑DC转换电路、LDO电路、外置flash电路、LCD控制电路、烧录电平转换控制片选电路、烧录通信电路、烧录反馈隔离控制电路和按键控制电路；DC电源与LDO电路、DC‑DC转换电路和烧录电平转换控制片选电路连接；DC‑DC转换电路与烧录通信电路和烧录反馈隔离控制电路连接；LDO电路与外置flash电路和LCD控制电路连接；MCU系统电路与外置flash电路、LCD控制电路、烧录电平转换控制片选电路、烧录通信电路、烧录反馈隔离控制电路和按键控制电路连接。与现有技术相比，本实用新型应用范围广，效率高，节省人力，可靠性高。

Description

一种芯片烧录装置

技术领域

本实用新型涉及一种芯片加工设备，尤其是涉及一种芯片烧录装置。

背景技术

随着现代化自动化工艺的发展，汽车零部件生产逐步进入流水线生产作业方式，以节约人工成本，提高生产效率，因此在现代每一种汽车零部件在进入生产装配时，都需要使用流水线生产作业，以适应现代化的生产作业。

现有的针对车灯驱动芯片E522.48烧录装置，是使用PC进行烧录，并且只能在芯片贴片之前进行烧录，导致其应用范围狭窄，且不适用于快速的规模化量产作业。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种芯片烧录装置，应用范围广，效率高，节省人力，可靠性高。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种芯片烧录装置，包括DC电源、MCU系统电路、DC-DC转换电路、LDO电路、外置flash电路、LCD控制电路、烧录电平转换控制片选电路、烧录通信电路、烧录反馈隔离控制电路和按键控制电路；

所述的DC电源分别与LDO电路、DC-DC转换电路和烧录电平转换控制片选电路电性连接；

所述的DC-DC转换电路分别与烧录通信电路和烧录反馈隔离控制电路电性连接；

所述的LDO电路分别与外置flash电路和LCD控制电路电性连接；

所述的MCU系统电路分别与外置flash电路、LCD控制电路、烧录电平转换控制片选电路、烧录通信电路、烧录反馈隔离控制电路和按键控制电路电性连接。

进一步地，所述的烧录电平转换控制片选电路的数量为多个，所述的烧录电平转换控制片选电路的数量、烧录反馈隔离控制电路的数量和按键控制电路的数量相同。

进一步地，所述的烧录电平转换控制片选电路包括三极管Q10和MOS管Q23，所述的三极管Q10的基极与MCU系统电路连接，发射极接地，集电极与Q23的G极连接，所述的Q23的S极与DC电源连接，D极与MCU系统电路连接。

进一步地，所述的烧录反馈隔离控制电路包括三极管Q32和光耦隔离器，所述的Q32的基极与MCU系统电路连接，集电极与光耦隔离器的发射端负极连接，发射极接地，所述的光耦隔离器的发射端正极与DC-DC转换电路连接，接收端集电极与DC-DC转换电路连接，接收端发射极接VSS。

进一步地，所述的MCU系统电路包括MCU。

进一步地，所述的外置flash电路包括flash芯片，所述的flash芯片与MCU系统电路电性连接。

进一步地，所述的LCD控制电路包括LCD，所述的LCD与MCU系统电路电性连接。

进一步地，所述的烧录通信电路为IIC接口及滤波电路。

进一步地，所述的按键控制电路包括按键，所述的按键与MCU系统电路电性连接。

进一步地，所述的烧录装置还包括USB接口，所述的USB接口分别与DC-DC转换电路和MCU系统电路电性连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以如下有益效果：

(1)本实用新型DC电源在DC-DC转换电路和LDO电路的作用下实现降压，并给烧录装置各部分供电，结合LCD控制电路、按键控制电路以及外置flash电路，完成文件导入、芯片的烧录、芯片的信息读取、人机交互的操作指示及信息提示功能，烧录装置能在芯片贴片之前和贴片之后都能够进行数据烧录，应用范围广，具有与自动在线测试仪通信的功能，能够不依赖PC，直接独立使用，使用时通过按键控制电路接收触发信号后即可自动烧录，效率高，节省人力；

(2)本实用新型烧录电平转换控制片选电路的数量为多个，烧录电平转换控制片选电路的数量、烧录反馈隔离控制电路的数量和按键控制电路的数量相同，具有多条通讯通道，可通过控制不同待烧录IC的电源或IC的片选，共用通讯通道，实现多颗IC依次烧录，适用于批量操作，效率高，同时还支持多通道烧写，通过配置装载不同通道的烧录文件，可实现多通道的烧写不一样的烧录文件；

(3)本实用新型外置flash电路可存储多通道的烧录Bin文件、烧写失败记录文档、报错记录文档、待烧写IC配置文件、工作时间记录文档等重要文件和文档，有效防止突然断电而导致数据丢失，可靠性高；

(4)本实用新型烧写成功后，对应通道信号通过烧录反馈隔离控制电路反馈至在线测试仪，便于操作人员观察烧写是否成功；

(5)本实用新型可通过LCD选择烧录文件、配置待烧录的IC信息、异常报错以及显示烧录IC的状态信息；

(6)本实用新型USB接口与MCU系统电路电性连接，通过USB接口与移动PC或手机连接，更换不同功能bin烧录文件即可，可实现免拆烧录装置更换烧录文件的麻烦，操作简便；

(7)本实用新型烧录装置适用于TTL\IIC\CAN\SPI\RS232\RS485\USB\以太网\Modbus等多种接口的数据存储器的IC，可实现待烧录IC不同电压的匹配；

(8)本实用新型烧录装置可通过USB\RS485\RS232\以太网\Modbus等PC互联所有通讯方式，连接到PC端与上位机通讯，可修改烧录文件、配置待烧录的IC信息、烧录装置报错和LCD显示控制、烧录的启动控制、电压输出控制、烧录通道选择控制等功能控制；

(9)本实用新型DC-DC转换电路和LDO电路为内部提供可靠稳定高精度的电源，可靠性高。

附图说明

图1为MCU系统电路示意图；

图2为DC-DC转换电路示意图；

图3为LDO电路示意图；

图4为外置flash电路示意图；

图5为LCD控制电路示意图；

图6为烧录电平转换控制片选电路示意图；

图7为烧录通信电路示意图；

图8为烧录反馈隔离控制电路示意图；

图9为按键控制电路示意图；

图10为DC电源的电路图；

图11为本实用新型的结构框图；

图12为flash存储示意图；

图13为烧录装置的整体运行流程图；

图14为Bin文件解析自升级流程图；

图15为Cfg文件解析处理流程图；

图16为数据烧录流程图；

图17为地址读取流程图；

图18为本实用新型的结构示意图；

图中标号说明：

1.DC电源，2.MCU系统电路，3.DC-DC转换电路，4.LDO电路，5.外置flash电路，6.LCD控制电路，7.烧录电平转换控制片选电路，8.烧录通信电路，9.烧录反馈隔离控制电路，10.按键控制电路，11.USB接口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

一种芯片烧录装置，用于对车灯驱动芯片E522.48进行烧录，如图11，包括DC电源1、MCU系统电路2、DC-DC转换电路3、LDO电路4、外置flash电路5、LCD控制电路6、烧录电平转换控制片选电路7、烧录通信电路8、烧录反馈隔离控制电路9、按键控制电路10和USB接口11；

DC电源1分别与LDO电路4、DC-DC转换电路3和烧录电平转换控制片选电路7电性连接；

DC-DC转换电路3采用高精度宽电压DC-DC电路，分别与烧录通信电路8和烧录反馈隔离控制电路9电性连接；

LDO电路4分别与外置flash电路5和LCD控制电路6电性连接；

MCU系统电路2分别与外置flash电路5、LCD控制电路6、烧录电平转换控制片选电路7、烧录通信电路8、烧录反馈隔离控制电路9和按键控制电路10电性连接；

烧录电平转换控制片选电路7的数量为多个，烧录电平转换控制片选电路7的数量、烧录反馈隔离控制电路9的数量和按键控制电路10的数量相同；

USB接口11分别与DC-DC转换电路3和MCU系统电路2电性连接，通过USB接口与移动PC或手机连接，更换不同功能bin烧录文件即可，可实现免拆烧录装置更换烧录文件的麻烦。

DC电源1在DC-DC转换电路3和LDO电路4的作用下从12V降至5V以及3.3V，给烧录装置各部分供电，结合LCD控制电路6、按键控制电路10以及外置flash电路5，完成文件导入、芯片的烧录、芯片的信息读取、人机交互的操作指示及信息提示功能。

如图1，MCU系统电路2包括MCU以及MCU的复位电路、晶振电路、AVDD与VDD之间的滤波电路、VDD输入滤波电路以及BOOT选择电路，MCU为基于Cortex-M4内核的STM32F405RGT6微处理器，所有电路都围绕着MCU正常运行展开，MCU的复位电路由电阻R30、按键开关S5和电容C24组成，形成在MCU上电之后即可复位，也可以使用按键进行复位的功能；晶振电路通过两个电容进行辅助震荡，产生驱动MCU工作的时钟源；通过电容C21、电容C23、电容C25和电容C27对输入MCU的电源VDD进行滤波，使用电感L2、电感L3、电容C13和电容C14对VDD和AVDD进行滤波。

如图2，DC-DC转换电路3将外部输入的12V电压转成5V电压，电容C31和电容C4对12V电压进行滤波，通过芯片U1的开关作用，将12V电压降压为5V电压，在5V电压输出的位置使用电容C71对5V电压进行滤波控制。

LDO电路4如图3所示，5V电源通过电容C5进行滤波后，使用芯片U2将5V电压转成3.3V电压，并在3.3V输出的位置上使用电容C61进行滤波，并使用发光二极管D4这个LED对3.3V电源进行指示。

如图4，外置flash电路5包括flash芯片U3，flash芯片的型号为W25Q128，flash芯片U3的电源输入采用C26和C28进行滤波，通过电阻R8将第二引脚上拉，MCU通过控制第一引脚、第二引脚、第五引脚和第六引脚的电平，使用SPI的通信方法与flash芯片U3进行通信，从flash芯片U3中读取和写入数据。

如图5，LCD控制电路6包括LCD，LCD为TFT液晶显示器，通过TFT液晶显示器选择烧录文件选择、配置待烧录的IC信息、有文件系统异常和.cfg文件异常报错以及显示烧录IC的状态信息。

LCD控制电路6使用电容C18和电容C19对输入LCD的电源进行滤波，LCD使得烧录装置具有人机界面交互功能，MCU使用SPI的通信方式，读写LCD的寄存器，以让LCD按照要求显示相应图形和界面。

如图6，烧录电平转换控制片选电路7包括三极管Q10和MOS管Q23，三极管Q10的基极与MCU系统电路2连接，发射极接地，集电极与Q23的G极连接，Q23的S极与DC电源1连接，D极与MCU系统电路2连接，MCU通过PB4引脚控制三极管Q10的通断控制MOS管Q23的G极电压，进而控制MOS管Q23的通断，以使用MCU的3.3V电压转成12V电压，并控制烧录时烧录的片选。

如图7，烧录通信电路8为IIC接口及滤波电路，MCU与烧录的E522.48芯片使用IIC通信，图7中左边的ucSDA和ucSLC分别MCU连接，图7中右边的SDA_2和SCL_2通过接线端子与E522.48芯片连接，电阻R601和电阻R110在意外情况下起限流作用，电阻R301和电阻R91将通信电平默认拉高，电容C201对5V电源起滤波作用。

如图8，烧录反馈隔离控制电路9包括三极管Q32和光耦隔离器，Q32的基极与MCU系统电路2连接，集电极与光耦隔离器的发射端负极连接，发射极接地，光耦隔离器的发射端正极与DC-DC转换电路3连接，接收端集电极与DC-DC转换电路3连接，接收端发射极接VSS；GO_4与MCU相连并受MCU控制，用于指示烧录是否成功，烧录成功，GO_4为高电平，烧录失败GO_4为低电平，由MCU驱动三极管Q32的通断，实现对光耦隔离器的通断，让ICT4能够向外通过电平反馈烧录的成功与否。

如图9，按键控制电路10包括按键S1、按键S2和S3，S1、S2和S3分别与MCU电性连接，按键控制电路10使用R3、R4、R6将PA8、PA11、PA12拉高，C8、C15、C20作为按键消抖电容，在按键未按下时，PA8、PA11、PA12为高电平，按键按下后，PA8、PA11、PA12为低电平，MCU据此来检测按键是否被按下。

图10所示，DC电源1为DC12V电源，DC电源1采用双排开关控制电源通断。

烧录装置的整体运行流程图如图13所示，烧录装置的功能逻辑如下：

DC电源1提供DC12V的电源输入，DC12V电源给各烧录电平转换片选控制电路7供电，通过DC-DC转换电路3将DC12V转换成DC5V，将DC5V给烧录反馈隔离控制电路9和烧录通信电路8供电，并通过LDO电路4将DC5V转成DC3.3V，DC3.3V向外置flash电路5、LCD控制电路6和MCU系统电路2供电。MCU通过读取按键控制电路10的输入信号，取得用户的按键操作，并对LCD执行图形显示操作，使用外置flash电路5进行数据存储和交换操作，使用IIC接口与E522.48芯片进行数据读写，使用烧录电平转换片选控制电路7在多个E522.48芯片下选择要操作的E522.48芯片，在烧录完成后，使用烧录反馈隔离控制电路9将烧录成功与否的信息使用电平的方式向外输出。

烧录装置的软件部分：

1)对MCU内各外设进行初始化配置，配置包括按键初始化、flash芯片及相关IO口初始化、E522.48芯片通信接口及IO口初始化、文件系统初始化及文件扫描、USB驱动及IO初始化、显示器的IO口及其基本参数初始化，STemWin初始化并显示提示信息；

2)对flash芯片通过文件系统Fatfs进行挂载，挂载成功后扫描flash芯片中的bin后缀名文件，如果flash芯片存储有bin后缀名文件，则会进入程序升级状态，图14为Bin文件解析自升级流程图，对bin后缀名文件进行校验，具体方式为：在将设备软件编译环境Keil For Arm编译完成后生成的bin文件，使用上位机软件在bin文件的文件头上增加文件大小以及文件数据的CRC校验，在进行升级操作前，对bin文件头上的CRC与文件所有数据生成的CRC进行比对，完全一样，才认为校验成功，校验成功后，将bin后缀名文件的数据写入MCU内置flash中，接着进行程序跳转，让MCU的程序执行指针指向升级后的程序位置，达到升级的目的，如图12，具有APP1、APP2以及内置参数存储位置；使用bin文件即可进行升级操作，可以在远程解决现场问题或者功能升级时，给工厂技术人员发编译的bin文件，由工厂技术人员对设备进行快速升级操作，加快远程调试速度与新功能应用速度；

3)如果没有bin后缀名文件，则对cfg、hex文件进行扫描，如果没有cfg、hex文件或者文件数量不足6个，在LCD上显示相应错误提示信息，在有cfg、hex文件并且完整的情况下，对所有cfg、hex文件进行解析，拆解出里面对所有寄存器的值的信息，并将信息存放进烧录数据缓存中，Cfg文件解析处理流程如图15所示，上述cfg、hex文件的文件名中的”_1”、”_2”记录着文件所对应的烧录位置，对文件的解析过程为从cfg、hex文件中一行一行的读取数据，cfg的文件每行使用”＝”号进行分割，提取有效数据，hex文件每行使用协议hex文件解析协议，提取有效数据。将所有文件的有效数据提取出来后，将数据存储进SRAM和CCM的烧录数据缓存中，以为后来的数据比对做准备，在对文件解析时，开机后只能解析一种格式的文件，即同一次开机后只解析6个cfg格式文件或者6个hex格式的文件，优先解析cfg格式，如果没有cfg格式的文件，则解析hex文件，这样以更好的管理及应用；

4)在文件扫描过程中或者bin文件、cfg、hex文件解析时出现任何文件系统没有创建、文件不存在、文件损坏、校验错误、文件数据格式错误等错误时，都将不再继续执行程序，而是在显示器上显示错误码及可能出问题的原因，以待技术人员对故障进行排除；

5)在文件读取完成之后，STemWin根据“编程界面”控件及位置定义进行界面创建，直接进入”编程界面”，此时可以按下”确定”键返回主菜单，或者按下”编程”键进行程序烧写。在按下”确定”键时，首先在按键轮询中，被检测到”确定”键被按下，同时为了对按键消抖，在持续两次检测到按下后，才执行”确定”键按下的相应程序，在相应程序中会向当前界面发送一个”确定”键按下的消息。如果按下的是”编程”键，则在执行”编程”键的相应程序中，是向编程管理任务发送一个消息，以在编程管理任务中对E522.48芯片进行处理；

6)在编程管理任务收到向E522.48芯片进行编程的指令时，会执行cfg文件烧录进E522.48的操作，将cfg文件中数据烧录进芯片的流程图如图16所示，从芯片中读取地址的流程图如图17所示，首先会对分别在普通SRAM和CCM中存储的烧录数据缓存中的数据进行对比，以防止某些数据于RAM中存储时在工业环境操作下出现干扰造成数据突变形成不可控的参数错误，导致整条产线产品的配置错误，在对比校验完成后，会对E522.48芯片要烧录的地址进行选择，优先选择通过地址配置界面输入的地址，其次是cfg、hex文件中记录的地址，接着查看当前位置是否使能，没有使能则向屏幕输出相应信息以进行提示，在使能的情况下才继续烧录这个位置的芯片，在烧录地址有效的情况下，给相应芯片的PROG引脚供电，在给芯片供电引脚供电，此时芯片进入OTP烧录模式，并且默认地址是0x3f，通过IIC与E522.48芯片进行通信，把给它配置的地址烧录进去。之后，将去除PROG引脚和VS引脚的供电，让芯片断电。重新对芯片的PROG引脚、VS引脚陆续供电，让芯片进入OTP烧录模式，此时芯片的IIC地址已经是刚才烧录的地址了，向芯片4*64的byte的OTP区域进行编程时，先是16个字节为一块进行编程，如果在编程中出错，则改成单个字节进行编程，以达到编程速度的最大化，编程完毕后，去除PROG引脚和VS引脚的供电，这个芯片烧录完成后，会将ICT引脚置高，以通知ICT设备当前烧录完成的芯片的位置，接着下一个芯片的编程，在所有芯片烧录完成后，所有芯片位置对应的ICT引脚的高电平会继续存在100ms，ICT设备为与烧录设备配合的设备，用于对车灯芯片外其他器件进行检测，其中，PROG引脚即为硬件的烧录电平转换控制片选端口，ICT引脚为硬件的烧录反馈隔离控制端口，ICT设备全称是自动在线测试仪，VS引脚是给E522.48芯片供电的引脚；

7)在主菜单下，可以选择进入”set”界面，在”set”界面下，可以通过”上”、”下”、”确定”等按键，对相应位置芯片的地址、使能进行选择和设置，并且可以对设置进行掉电保存，以不需要每次上电之后都进行配置，在”set”界面下，还可以单独对相应芯片的地址进行烧录和对每个芯片的地址进行读取；

8)在主菜单下，可以选择执行”Get Config”，接着在按键的相应程序中，向编程管理任务发送读芯片参数的指令，在编程管理任务中收到读芯片参数的指令后，会先通过IIC向所有芯片进行地址轮询，查询到所有的地址，然后根据查询到的实际拥有的地址，在创建并打开配置存储文件后，将E522.48芯片中的配置信息进行读取后写入配置存储文件中；

9)按键扫描中会对按键按下和松开的时间进行记录，并在”上”、”下”、”编程”键同时按下高于10s时，记录进入IO口实验模式，在IO口实验模式下，将会清除当前所有的IO口输出，接着持续每隔5s更换IO口输出，将SDA、SCL、ICT的6个信号IO、PROG的6个信号IO一一发出高电平和低电平，以进行IO口功能测试。

综上，本实施例提出的烧录装置的结构示意图如图18所示。

本实施例提出了一种芯片烧录装置，能在芯片贴片之前和贴片之后都能够进行数据烧录，并且能够不依赖PC，给予触发信号后即可自动烧录，自动化程度高，实现现代化的自动化流水线生产需要，提高生产效率，降低企业成本。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种芯片烧录装置，其特征在于，包括DC电源(1)、MCU系统电路(2)、DC-DC转换电路(3)、LDO电路(4)、外置flash电路(5)、LCD控制电路(6)、烧录电平转换控制片选电路(7)、烧录通信电路(8)、烧录反馈隔离控制电路(9)和按键控制电路(10)；

所述的DC电源(1)分别与LDO电路(4)、DC-DC转换电路(3)和烧录电平转换控制片选电路(7)电性连接；

所述的DC-DC转换电路(3)分别与烧录通信电路(8)和烧录反馈隔离控制电路(9)电性连接；

所述的LDO电路(4)分别与外置flash电路(5)和LCD控制电路(6)电性连接；

所述的MCU系统电路(2)分别与外置flash电路(5)、LCD控制电路(6)、烧录电平转换控制片选电路(7)、烧录通信电路(8)、烧录反馈隔离控制电路(9)和按键控制电路(10)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种芯片烧录装置，其特征在于，所述的烧录电平转换控制片选电路(7)的数量为多个，所述的烧录电平转换控制片选电路(7)的数量、烧录反馈隔离控制电路(9)的数量和按键控制电路(10)的数量相同。

3.根据权利要求1所述的一种芯片烧录装置，其特征在于，所述的烧录电平转换控制片选电路(7)包括三极管Q10和MOS管Q23，所述的三极管Q10的基极与MCU系统电路(2)连接，发射极接地，集电极与Q23的G极连接，所述的Q23的S极与DC电源(1)连接，D极与MCU系统电路(2)连接。

4.根据权利要求1所述的一种芯片烧录装置，其特征在于，所述的烧录反馈隔离控制电路(9)包括三极管Q32和光耦隔离器，所述的Q32的基极与MCU系统电路(2)连接，集电极与光耦隔离器的发射端负极连接，发射极接地，所述的光耦隔离器的发射端正极与DC-DC转换电路(3)连接，接收端集电极与DC-DC转换电路(3)连接，接收端发射极接VSS。

5.根据权利要求1所述的一种芯片烧录装置，其特征在于，所述的MCU系统电路(2)包括MCU。

6.根据权利要求1所述的一种芯片烧录装置，其特征在于，所述的外置flash电路(5)包括flash芯片，所述的flash芯片与MCU系统电路(2)电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种芯片烧录装置，其特征在于，所述的LCD控制电路(6)包括LCD，所述的LCD与MCU系统电路(2)电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种芯片烧录装置，其特征在于，所述的烧录通信电路(8)为IIC接口及滤波电路。

9.根据权利要求1所述的一种芯片烧录装置，其特征在于，所述的按键控制电路(10)包括按键，所述的按键与MCU系统电路(2)电性连接。

10.根据权利要求1所述的一种芯片烧录装置，其特征在于，所述的烧录装置还包括USB接口(11)，所述的USB接口(11)分别与DC-DC转换电路(3)和MCU系统电路(2)电性连接。

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