一种基于STM32的ISP下载电路的制作方法

本实用新型涉及软件部署技术领域，特别涉及一种基于stm32的isp下载电路。

背景技术：

众所周知，stm32单片机在其内部有一个自举程序，该自举程序为芯片出厂设置，用户无法更改,且该自举程序默认连接在外设usart1上。所以在有些情况下(比如没有外部下载器接口)用户可以通过改变stm32的启动区域(通过boot引脚的配置，stm32的启动区域不一样)使单片机从内部自举程序启动并结合usart1给设备烧写程序。该方法统称为“isp下载”。

现有的下载方案有两种，一种是手动下载，另一种则是isp一键下载；

此处主要讨论isp一键下载，它需要做的事情就是用上位机去控制boot0脚和单片机的复位脚，通过上位机实现isp一键下载；一键isp电路中我们需要用usb转串口的芯片的dtr口和rts口来控制单片机的boot0和reset。下载电路如说明书附图的图3以及图4所示；其主要实现的原理在于：1、通过上位机控制u17(ch340g)的rts脚为低电平，q4导通，boot0的电平上拉为高电平；2、通过上位机控制u17(ch340g)的dtr脚为高电平，由于rts为低电平，q3导通，reset引脚拉低，芯片复位进入自举模式；3、单片机进入isp模式，此时可以将dtr脚设置为低电平，rts设置为高电平。q3和q4为截至状态，boot0和reset还原默认电平；4、上位机将程序下载到单片机，下载完毕之后，程序自动运行。

以上传统的方案会产生一个问题：单片机上电瞬间如果usb转串口连接了电脑，dtr和rts的电平是变化的，如果不处理好，单片机会一直进入isp模式，或者系统会复位多次，这种情况是不允许的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种基于stm32的isp下载电路，来解决背景技术中提及到的问题。

本实用新型的技术方案：一种基于stm32的isp下载电路，包括单片机以及isp一键下载模块；所述isp一键下载模块与单片机连接，还包括上电延迟模块，所述上电延迟模块连接在单片机的reset引脚与isp一键下载模块之间，所述上电延迟模块用于隔离单片机上电时产生的干扰电平。

上述的一种基于stm32的isp下载电路中，所述上电延迟模块包括模拟开关u1。

前述的一种基于stm32的isp下载电路中，所述模拟开关u1的vcc引脚与en引脚之间连接有二极管d1，所述二极管d1上并联有电阻r2，所述模拟开关u1的en引脚、二极管d1的正极以及电阻r2的第一端均连接至电容c1的第一端，所述电容c1的第二端接地，所述模拟开关u1的vcc引脚、二极管d1的负极以及电阻r2的第二端均连接至电压+3.3v，所述模拟开关的y引脚连接至电阻r1的第一端，所述电阻r1的第二端连接至单片机的nrst引脚，所述模拟开关的z引脚连接至电阻r3的第一端以及三级管q1的集电极，所述电阻r3的第二端连接至电压+3.3v，所述三级管q1的基极连接至电阻r4的第一端，所述电阻r4的第二端连接至芯片u17的dir引脚，所述三级管q1的发射极连接至电阻r5的第一端以及芯片u17的ris引脚，所述电阻r5的第二端连接至三极管q2的基极,所述三极管q2的发射极接至电压+3.3v，所述三极管q2的集电极连接至电阻r6的第一端，所述电阻r6的第二端连接至单片机的booto引脚。

前述的一种基于stm32的isp下载电路中，所述单片机的型号为stm32，所述芯片u17的型号为：ch340g，所述模拟开关的型号为：74hc1g66gw。

本实用新型的优点在于：1、相对于手动isp下载，本发明为一键下载，简单方便，下载过程中不需要拨动任何拨码开关或者跳线帽，只需要接上usb连接线即可；

2、接口简单，复用单片机usart1，需要下载时该接口可以下载，不需要下载时该接口也可以作为日志输出接口使用，硬件实现简单方便；

3、无需下载器和仿真器，一根usb连接线即可解决下载问题；

4、相比较传统的一键下载方式，避免了设备上电瞬间的反复重启和进入其他模式的风险，下载稳定。

附图说明

图1是本实用新型上电延迟模块的电路原理图；

图2是本实用新型usb转ttl的电路原理图；

图3是背景技术中提及的传统isp一键下载模块的电路原理图；

图4是背景技术中提及的下载电路与pc机以及单片机之间的连接关系；

图5是本实用新型与pc机以及单片机之间的连接关系。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例：参照1-3；

根据在背景技术中提及到的问题，进行如下分析：由于问题出现在上电启动的瞬间，因此主要是分析上电瞬间的逻辑关系。单片机上电时我们通过示波器观察波形得知dtr和rts的电平是变化的。

上述变化中有一个规律就是：只要rts为低电平的时候，dtr的电平也是低，因此一般情况q2不会导通，但由于这两个io口的电平存在“竞争冒险”，会出现rts的下降沿的时候刚好遇到dtr的上升沿，这个时候q2导通，导致系统复位，而boot0此时有可能也为高电平，就会进入isp模式。这个是不受我们控制的。

综合以上分析，本实施例的技术方案是加入了模拟开关u1来切断这种干扰。

具体的：一种基于stm32的isp下载电路，包括单片机(即stm32)、isp一键下载模块(该模块的电路原理图参照图3所示，为传统的一键下载电路)；所述isp一键下载模块与单片机连接，

在此基础上添加了上电延迟模块，所述上电延迟模块连接在单片机的reset引脚与isp一键下载模块之间，所述上电延迟模块用于隔离单片机上电时产生的干扰电平；

上电延迟模块的电路原理图参照图1所示：主要包括模拟开关u1(型号为：74hc1g66gw)，所述模拟开关u1的vcc引脚与en引脚之间连接有二极管d1，所述二极管d1上并联有电阻r2，所述模拟开关u1的en引脚、二极管d1的正极以及电阻r2的第一端均连接至电容c1的第一端，所述电容c1的第二端接地，所述模拟开关u1的vcc引脚、二极管d1的负极以及电阻r2的第二端均连接至电压+3.3v，所述模拟开关的y引脚连接至电阻r1的第一端，所述电阻r1的第二端连接至单片机的nrst引脚，所述模拟开关的z引脚连接至电阻r3的第一端以及三级管q1的集电极，所述电阻r3的第二端连接至电压+3.3v，所述三级管q1的基极连接至电阻r4的第一端，所述电阻r4的第二端连接至芯片u17(型号为：ch340g)的dir引脚，所述三级管q1的发射极连接至电阻r5的第一端以及芯片u17的ris引脚，所述电阻r5的第二端连接至三极管q2的基极,所述三极管q2的发射极接至电压+3.3v，所述三极管q2的集电极连接至电阻r6的第一端，所述电阻r6的第二端连接至单片机的booto引脚；

工作原理为：通过模拟开关u1的使能脚(4脚en)来控制输入(2脚z)输出(1脚y)的通断，如果使能脚为高电平(高于2v)，则输入输出连接，如果使能脚为低电平(小于2v)，则输入输出断开。

上电瞬间，电容c1通过电阻r2来充电，由于电阻r2的阻值100k很大，电容的充电电流很小，等电容充电达到u1的4脚的有效电平2v时，大概耗时1s，在这个1s时间内u1的模拟开关是断开的，因此芯片u17的引脚rts和dtr的干扰电平不会影响到系统复位，系统正常运行。系统断电时，电容c1通过二极管d1来放电，达到快速放电的目的，在系统再次上电时能保持充电，继续提高延时的功能，达到隔离干扰的目的。

最后，在使用过程中需要连接外部usb转ttl接口，参照图5所示以及图2所示，u17的txd和rxd分别接单片机的usart1的rxd和txd引脚，以此来完成数据的传输。