一种基于CH340G的STM32一键下载电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于CH340G的STM32系列单片机一键下载电路，涉及STM32的ISP一键下载；包括STM32单片机，ISP下载模块，DTR与RTS对单片机RESET与BOOT0的控制电路，所述控制电路，U2的DTR引脚与单片机RESET引脚直接相连，U2的RTS引脚经过电阻R3连接到Q1的栅极，Q1的漏极经过电阻R2连接到单片机的BOOT0引脚，同时栅极还经过电阻R1连接到VCC，Q1的源极接地。本实用新型专利技术可使用较少元器件实现STM32系列单片机的一键下载功能，降低BOM复杂程度，有效节省单板成本与板上空间，从而节省批量成本。从而节省批量成本。从而节省批量成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CH340G的STM32一键下载电路


[0001]本申请涉及基于CH340G的一种针对STM32系列单片机的ISP一键下载电路。

技术介绍

[0002]意法半导体公司的STM32系列单片机为可编程的微型控制芯片，程序需经过编译后下载进芯片内部FLASH，芯片根据代码指示完成相应的动作，其应用及其广泛，在各种物联网产品或自动控制的机电产品中都能看到他们的身影，目前程序下载进芯片有三种接口，分别是JTAG、SWD、ISP；其中ISP下载仅需要占用两个IO口作为数据接口，且下载程序后，可释放两个IO口由芯片使用。
[0003]STM32系列芯片在正常运行片上程序时，BOOT0脚需要在低电位，RESET脚需要在高电位，ISP下载时需要将芯片的BOOT0脚上拉至高电平，然后给芯片的RESET 脚一个低电平脉冲，相当于复位一次，PC端通过USB转TTL设备，通过芯片的UART1 通道，向芯片下载程序，下载后需要将BOOT0脚再恢复到低电平，按一次复位，程序正常运行，下载过程较为繁琐，市面上针对此问题由提出两种解决方案，在授权公告号为CN 210488536 U的技术专利中都有提到，实际体现以野火和正点原子两家的 STM32开发板上为例，分别采用两种基于ISP下载的两种一键下载电路，分别如图1，和图2图3所示，图1为正点原子采用方案，图2图3是野火采用方案。需配合ISP 下载软件中设置DTR的低电平复位，RTS高电平进BootLoader，这两种一键下载电路较为复杂，元器件较多，增加BOM成本。单板成本差异不大，但对于大批量生产时，增加的成本就不可忽略了。

技术实现思路

[0004]一种基于CH340G的STM32一键下载电路，包括STM32系列单片机与ISP一键下载模块；所述ISP下载模块与STM32系列单片机的连接方式，其特征在于：在ISP下载模块与单片机之间增加DTR与RTS对单片机的RESET与BOOT0引脚的控制电路；
[0005]优选的，所述控制电路用于控制RESET与BOOT0两个引脚的电位高低，从而满足 ISP一键下载的条件，所述DTR与RTS对单片机的RESET与BOOT0引脚的控制电路结构；
[0006]优选的，所述控制电路，U2的DTR引脚与单片机RESET引脚直接相连，U2的 RTS引脚经过电阻R3连接到Q1的栅极，Q1的漏极经过电阻R2连接到单片机的 BOOT0引脚，同时栅极还经过电阻R1连接到VCC，Q1的源极接地。
[0007]优选的，所述单片机为STM32系列单片机，实际验证芯片型号为STM32F103C8T6 单片机所述芯片U2型号为CH340G，所述Q1为N沟道MOS管或者NPN型三极管。
[0008]本技术优点：
[0009]1、相对于STM32的其他两种下载接口，本使用新型采用ISP下载，无需额外的下载调试工具，省去下载调试工具的成本，且程序下载完成后，占用的两个IO口释放出来供单片机继续使用；
[0010]2、相对于传统ISP下载，本技术实现了一键下载，无需手动切换BOOT0的跳线
帽和手动按复位开关；
[0011]3、相对于市面上现有一键下载技术，具有结构简单，元器件较少，节省成本与板上空间的特点。
附图说明
[0012]图1为正点原子采用方案的传统ISP下载电路部分；
[0013]图2为野火采用方案的USB转TTL电路；
[0014]图3为野火采用方案的ISP一键下载电路：
[0015]图4为本技术的技术方案图；
[0016]图5为使用FlyMcu下载成功界面；
[0017]图6为DTR的低电平复位，RTS高电平进BootLoader时的下载中变化波形；
[0018]图7为“DTR高电平复位，RTS高电平进BootLoader时的下载中变化波形。
具体实施方式
[0019]本技术的目的在于用较少元器件实现STM32系列单片机的ISP一键下载功能，以实现一键下载的功能，同时也能有效控制单板成本，从而节省批量成本。
[0020]本技术的技术方案：一种基于CH340G的STM32系列单片机一键下载电路，其中电路部分在传统ISP下载电路上仅需增加四个元器件即可实现，如图4所示。
[0021]电路结构：如图4所示，芯片的RESET脚接CH340G的第13号引脚，也就是DTR 脚；BOOT0经过10k欧的电阻接图中Q1的漏极，同时Q1的漏极通过10k欧电阻上拉，Q1源极接地。其中Q1为N沟道MOS管，可由NPN型三极管代替，其中R3仅起限流保护作用，经实物验证，当Q1为MOS管时可省去，不影响程序一键下载；另外，此电路需搭配ISP下载软件设置“DTR高电平复位，RTS高电平进BootLoader”，与正点原子和野火的方案有所不同，图5为使用FlyMcu下载成功界面。
[0022]实现原理：STM32的ISP下载需经过BOOT0从低电位到高电位，RESET从高电位到低电位再恢复到高电位，最终BOOT0恢复低电位的过程，且CH340的DTR、RTS引脚可由软件设置，所以可以通过设置DTR与RTS的不同状态，搭配一键下载电路以实现一键下载功能，经检测，正常状态下CH340G的DTR与RTS引脚均处于高电平位置，当设置“DTR的低电平复位，RTS高电平进BootLoader”，的时候，其下载过程中变化波形如图6所示，DTR与RTS脚均由高电位转为低电位，期间DTR中间产生一次高电位脉冲，搭配正点原子和野火的一键下载电路可实现一键下载功能，这里不做详细介绍，本使用新型设置为“DTR高电平复位，RTS高电平进BootLoader”，其下载过程中变化波形如图7所示， RTS低电位期间，DTR有两次低电位脉冲。结合本技术电路可知，由于芯片RESET 脚与CH340G的DTR脚直连，当DTR为高电位时，芯片RESET脚为高电位，处于正常运行状态，当DTR输出低电位脉冲时，芯片RESET脚被拉低，复位一次并恢复；当RTS 为低电位时，Q1的的栅极为低电位，NMOS管断开，BOOT0被R1和R2上拉至高电位，当RTS为高电位时，NMOS管源极和漏极导通，则NMOS管的漏极电位被拉低，此时， BOOT0则被R2下拉至低电位，芯片恢复正常运行模式。整个下载过程会经过，BOOT0从低电位到高电平，RESET从高电位到低电位再恢复到高电位，最终BOOT0恢复低电位的过程，符合芯片ISP下载的要求，经实际测试，该电路可顺利实现STM32系列芯片的ISP 一键下载功能。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CH340G的STM32一键下载电路，包括STM32系列单片机与ISP一键下载模块；所述ISP下载模块与STM32系列单片机的连接方式，其特征在于：在ISP下载模块与单片机之间增加DTR与RTS对单片机的RESET与BOOT0引脚的控制电路；所述控制电路用于控制RESET与BOOT0两个引脚的电位高低，从而满足ISP一键下载的条件，所述DTR与RTS对单片机的RESET与BOOT0引脚的控制电路结构；所述控制电路，U2的DTR...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓明，王昱尧，汤致和，
申请(专利权)人：玄启南京三维科技有限公司，
类型：新型
国别省市：