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「」基于STC89C51单片机，CH340芯片的下载电路( 二 )


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对CH340外围电路的分析在这里 ， 我把CH340的DTR ， RTS引脚构成的电路成为CH340外围电路 。关于这部分电路的理解 ， 需要参考STC89C51数据手册 ， 关于在系统可编程(ISP)原理使用说明 ， 见下图2-1 。
图2-1
「」基于STC89C51单片机，CH340芯片的下载电路
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对于冷启动这个名词 ， 还有复位 ， 需要参考STC89C51数据手册 ， 关于复位的解释 ， 如下图2-2 。
图2-2
「」基于STC89C51单片机，CH340芯片的下载电路
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结合上述两张图可以得出这样一个结论 ， 下载程序必须要冷启动 ， 冷启动检测是否有下载命令流的这个过程在复位操作前 ， 因此复位 ， 即热启动 ， 是无法下载程序的 ， 必须要让单片机完全掉电再上电 。
通过和学长的交流 ， 我知道了冷启动以后是执行bootloader程序 ， 是芯片启动文件 ， 检测到下载流以后 ， 会进入程序下载模式 ， 这个程序是在复位操作前的 。
说了这么一大堆 ， 那么这个到底和外围电路有什么关系呢？
不妨把图1-1中外围电路去掉 ， 但是USB5V直接接单片机VCC ， 这样在下载程序过程中 ， 对于下载电路引出的4个脚 ， VCC ， GND ， TXD ， RXD ， 其他引脚要先用杜邦线连接好 ， 但VCC必须要先断开 ， 在电脑上点击下载后 ， 再立马插上去 ， 这样才能做到冷启动下载程序 ， 不过必须要在很短时间内用杜邦线插好VCC ， 不然就过了程序流检测时间 ， 无法下载 。
因此 ， 这种操作比较麻烦 ， 由此引申出一键下载电路这个概念 ， CH340的外围电路就是实现一键下载功能的 。下面来具体分析这个电路是如何实现的 。
一键下载电路在分析之前 ， 需要了解CH340的DTR ， RTS引脚的作用 ， 我参考图1-2时没有理解他写的意思 ， 查了其他文章之后 ， 才知道 ， 这两个引脚由下载软件控制 。
1、初始：默认均为高电平 。
2、下载开始：RTS先变为低电平 ， DTR后为低电平 。
3、下载结束：RTS先变为高电平 ， DTR后为高电平 。
搞清楚这个以后 ， 再看图1-1 。Q1 ， 是表贴PNP型的BJT ， PCB丝印为2TY ， 型号为S8550 。
Q11 ， 根据实物的PCB丝印 ， 是丝印为A1SHB ， 型号为PL2301的MOS管 。
基于BJT和MOS管分析 ， 可以发现外围电路就是构成了逻辑门电路 ， 参考数字电路第三章 。这里默认POWER开关是闭合的 。
1、初始：RTS和DTR均为高电平 ， 发射结电压为0 ， CE之间断开 ， MOS管G极接下拉电阻得到低电平 ， 由于是耗尽型PMOS ， G极低电平使MOS管导通 ， 当使得D极供给了单片机电源 ， 同时点亮了LED指示灯 ， 此时执行最新烧写进的程序 。
2、下载开始：当点击软件的下载键时 ， RTS先变低 ， 此时发射结正偏 ， BJT导通 ， 这时G极的电平就是DTR的电平 ， 即高电平 ， MOS管截止 ， 单片机掉电 。
接着 ， DTR变低 ， BTJ截止 ， MOS管导通 ， 单片机上电 。就是这个下载开始的过程 ， 实现了单片机的冷启动 ， 整个过程只需要点一次鼠标 ， 不需要插杜邦线 ， 称之为一键下载 。
3、下载结束：这个过程也体现了图1-1电路的巧妙之处,RTS先变高 ， DTR后变高 ， 整个过程保证了单片机一直处于有电状态 ， 如果电路设计不当造成变化是相反的结果 ， 单片机就会掉电出问题 。
设计总结如果要换成我们自己设计下载电路 ， 就需要紧紧结合器件的数据手册 ， 严格参数和选型 ， 手册是最重要的依据 ， 当手册看不懂的时候可以查阅别人写的文章 ， 需要多看多想 。至于MOS管 ， BJT ， 二极管 ， 电阻的选择 ， 更需要结合他本身的参数去计算静态工作点 ， 当然也需要知道常规的经验值和型号 。花了几天时间理解了这个电路 ， 我将目前学到的很多知识融会贯通 ， 解决了一个实际问题 ， 还是很兴奋的 ， 当然关于下载电路还有很多其他需要考虑的 ， 这里也只是浅显地谈了谈自己的认识 ， 希望读者批评指正交流 。


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