单片机的单信号控制下载方法和装置与流程

本发明涉及嵌入式控制系统，尤其是涉及一种单片机的单信号控制下载方法和装置。

背景技术：

1、在以stm32为主控制器的嵌入式控制系统中，为了程序升级的方便，一般会有串口下载代码的需求，因此stm32芯片内置了bootloader模式。mcu(microcontroller unit，微控制单元)在复位瞬间，通过检测特定引脚的高低电平组合，控制mcu运行bootloader代码，进入串口下载模式。在需要运行用户程序时候，只需要通过跳线帽将所需的电平组合跳回，即可保证下次上电复位时程序的正常运行。

2、但是跳线设置和手动复位操作仍显繁琐，为了控制电路的方便，出现了isp(in-system programming，在系统可编程)一键下载电路，可以通过上位机发送两个或多个特定的控制信号，对单片机的启动配置和复位引脚进行控制，从而实现isp一键下载。

3、上述isp一键下载电路虽然简化了isp下载的操作，但是仍然存在需要多个控制信号控制，控制比较复杂，且存在信号之间的竞争冒险问题，另外，多个信号控制线的要求，限制了串口芯片的选择。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种单片机的单信号控制下载方法和装置，以省去跳线和手动按键复位，仅需一个控制信号就可以进行控制，更为便捷，简化了控制策略，提高了系统可靠性，扩宽了适用场合，不存在竞争冒险现象，可有效避免系统误动作或进入非期望的工作模式。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种单片机的单信号控制下载方法，方法包括：将单片机的串口与上位机分别硬件连接；上位机向单片机发送控制信号，单片机基于控制信号控制boot0引脚为高电平且boot1引脚为低电平；单片机基于控制信号复位并进入第一模式；单片机擦除mcu，开始下载程序；在程序下载完成后，上位机停止向单片机发送控制信号，单片机控制boot0引脚为低电平且boot1引脚为低电平，单片机复位并进入第二模式。

3、在本申请可选的实施例中，上述方法应用于单片机的单信号控制系统，单片机的单信号控制包括：usb转串口电路、isp一键下载电路和mcu接口部分电路；usb转串口电路用于连接上位机和单片机的mcu；isp一键下载电路用于使单片机基于控制信号下载程序；mcu接口部分电路用于将usb转串口电路和isp一键下载电路分别与单片机的mcu的接口连接。

4、在本申请可选的实施例中，上述上位机向单片机发送控制信号的步骤之后，方法还包括：通过usb转串口电路将控制信号由上位机的usb信号电平转换为mcu的串口电平。

5、在本申请可选的实施例中，上述isp一键下载电路包括：第一二极管、第六电阻和第五电容；单片机基于控制信号控制boot0引脚为高电平的步骤，包括：控制信号的高电平导通第一二极管，经第一二极管和第六电阻的支路为第五电容充电，以使boot0引脚为高电平。

6、在本申请可选的实施例中，上述isp一键下载电路还包括：第四电阻、第五电阻、第一三极管、第二二极管；单片机基于控制信号复位并进入第一模式的步骤，包括：控制信号的高电平经第四电阻和第五电阻的支路连接第一三极管的基极，以导通第一三极管；在第一三极管导通后，拉低第一三极管的集电极以导通第二二极管；控制信号经第二二极管传输至单片机，单片机基于控制信号复位并进入第一模式；单片机复位并进入第二模式的步骤，包括：控制信号的低电平经第四电阻和第五电阻的支路连接第一三极管的基极，以截止第一三极管；在第一三极管截止后，第一三极管的集电极恢复为高电平以截止第二二极管，确定单片机的管脚保持高电平；单片机基于管脚的高电平复位并进入第二模式。

7、在本申请可选的实施例中，上述isp一键下载电路还包括：第九电阻；单片机控制boot0引脚为低电平的步骤，包括：控制信号的低电平将第一二极管截止，第五电容经第六电阻和第九电阻的支路进行放电，以使boot0引脚为低电平。

8、在本申请可选的实施例中，上述isp一键下载电路还包括：第一按键；方法还包括：响应针对第一按键的操作，控制单片机产生高电平的控制信号。

9、在本申请可选的实施例中，上述mcu接口部分电路包括：boot1配置电路；单片机控制boot1引脚为低电平的步骤，包括：通过boot1配置电路的下拉电阻控制boot1引脚为低电平。

10、在本申请可选的实施例中，上述mcu接口部分电路还包括：硬件重启电路，硬件重启电路包括：第二按键、防抖和上拉电阻；方法还包括：响应针对第二按键的操作，控制单片机进行重启。

11、在本申请可选的实施例中，上述单片机的单信号控制还包括：串口收发指示电路；串口收发指示电路用于指示单片机的串口的数据收发情况；mcu接口部分电路还用于将串口收发指示电路与单片机的mcu的接口连接。

12、在本申请可选的实施例中，上述串口收发指示电路包括多个led灯和限流电阻，多个led灯分别用于指示单片机的串口的数据收发情况。

13、第二方面，本发明实施例还提供一种单片机的单信号控制下载装置，装置包括：硬件连接模块，用于将单片机的串口与上位机分别硬件连接；控制信号处理模块，用于上位机向单片机发送控制信号，单片机基于控制信号控制boot0引脚为高电平且boot1引脚为低电平；第一模式进入模块，用于单片机基于控制信号复位并进入第一模式；程序下载模块，用于单片机擦除mcu，开始下载程序；第二模式进入模块，用于在程序下载完成后，上位机停止向单片机发送控制信号，单片机控制boot0引脚为低电平且boot1引脚为低电平，单片机复位并进入第二模式。

14、本发明实施例带来了以下有益效果：

15、本发明实施例提供了一种单片机的单信号控制下载方法和装置，可以省去跳线和手动按键复位，仅需一个控制信号就可以进行控制，更为便捷，简化了控制策略，提高了系统可靠性，扩宽了适用场合，不存在竞争冒险现象，可有效避免系统误动作或进入非期望的工作模式。

16、本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

17、为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种单片机的单信号控制下载方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，应用于单片机的单信号控制系统，所述单片机的单信号控制包括：usb转串口电路、isp一键下载电路和mcu接口部分电路；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上位机向所述单片机发送控制信号的步骤之后，所述方法还包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述isp一键下载电路包括：第一二极管、第六电阻和第五电容；所述单片机基于所述控制信号控制boot0引脚为高电平的步骤，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述isp一键下载电路还包括：第四电阻、第五电阻、第一三极管、第二二极管；

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述isp一键下载电路还包括：第九电阻；所述单片机控制所述boot0引脚为低电平的步骤，包括：

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述isp一键下载电路还包括：第一按键；所述方法还包括：

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述mcu接口部分电路包括：boot1配置电路；所述单片机控制所述boot1引脚为低电平的步骤，包括：

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述mcu接口部分电路还包括：硬件重启电路，所述硬件重启电路包括：第二按键、防抖和上拉电阻；所述方法还包括：

10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述单片机的单信号控制还包括：串口收发指示电路；

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述串口收发指示电路包括多个led灯和限流电阻，多个所述led灯分别用于指示所述单片机的串口的数据收发情况。

12.一种单片机的单信号控制下载装置，其特征在于，所述装置包括：

技术总结本发明提供了一种单片机的单信号控制下载方法和装置。其中，该方法包括：将单片机的串口与上位机分别硬件连接；上位机向单片机发送控制信号，单片机基于控制信号控制BOOT0引脚为高电平且BOOT1引脚为低电平；单片机基于控制信号复位并进入第一模式；单片机擦除MCU，开始下载程序；在程序下载完成后，上位机停止向单片机发送控制信号，单片机控制BOOT0引脚为低电平且BOOT1引脚为低电平，单片机复位并进入第二模式。该方式中，可以省去跳线和手动按键复位，仅需一个控制信号就可以进行控制，更为便捷，简化了控制策略，提高了系统可靠性，扩宽了适用场合，不存在竞争冒险现象，可有效避免系统误动作或进入非期望的工作模式。技术研发人员：赵春朋,吴犇,付张涛,卢昊,蔡梦婷受保护的技术使用者：浙江富特科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23