利用usb-uart 桥接器实现单片机在线编程

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1、电子下载站www.bbww.net本站所有资料版权归原作者所有严禁用于商业用途转载请注明来源于：www.bbww.net利用USBUART桥接器实现单片机在线编程作者：西南交通大学邬芝权靳桅肖波引言：　　通用串行总线(USB)是一种支持即插即用的新型串行接口，使外设到计算机的连接更加高效便利。这种接口适合于多种设备，不仅具有快速、即插即用、支持热插拔的特点，还能同时连接多达127个设备，解决了如资源冲突、中断请求和直接数据通道等问题。因此,越来越多的开发者欲在自己的产品中使用这种标准接口。RS232是单个设备接入计算机时常采用的一种接入方式，其硬件和软件协议比

2、较简单，有很多传统设备采用了这种通信方式。将USB转UART技术应用于单片机与PC机之间的数据通信，在计算机上产生一个虚拟的COM口，用户只需按照通用串行口一样使用USB口即可。这样不仅能使单片机具备USB通信的诸多优点，简化了USB编程，同时还可以利用USB对单片机提供5V的电源(500mA以下)。笔者根据芯片CP2101的USB转UART技术特点设计了实验电路板，达到了既提供实验电路板电源，又实现计算机与实验电路板通信的目的，并结合单片机IAP技术，可完成单片机的在线编程。此主题相关图片如下：1CP2101芯片的功能及工作电路图　　芯片CP2101是一种高

3、度集成的USB转UART桥接器，它包含有USB2.0全速功能控制器、USB收发器振荡器和异步串行接口(UART)。该芯片的全部功能集成在一个5mm×5mm的MLP28封装的IC中。CP2101内置有与计算机通信的USB协议，工作时，会在计算机上产生一个虚拟COM口，用户就可以按照通用串行口的控制方式来使用这个COM口。　　CP2101内集成有多个模块，各自完成不同的功能，如图1所示。①USB功能控制器是一个符合USB2.0的全速器件，集成了收发器和片内相应的上拉电阻，USB功能控制器管理USB和UART间所有的数据传输和由USB主控制器发出的命令请求以及用于控

4、制UART功能的命令，USB接口的信号描述如表1所列。此主题相关图片如下：欢迎光临中国最大的电子工程师应用网站 网址：www.bbww.net电子下载站www.bbww.net本站所有资料版权归原作者所有严禁用于商业用途转载请注明来源于：www.bbww.net　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图1CP2101的功能框图此主题相关图片如下：　　　　　　　　　　　　　　②异步串行接口(UART)包括TX(发送)、RX(接收)、数据信号以及RTS、CTS、DSR、DTR、DCD和RI控制信号。UART支持RTS/CTS、DSR/DTR和XOn/XOff握手协议

5、，可以通过编程使UART支持各种数据格式和波特率，波特率的范围从300～921600不等。从CP2101转换出来的UART信号不是标准的RS232电平，而是TTL电平，其信号描述如表2所列。③内部EEPROM可以用于存储由设备原始制造商定义的USB供应商ID、产品ID、产品说明、电源参数器件、版本号和器件序列号等信息。④电压调节器是一个可以由USB总线驱动的器件电源，可在VDD引脚输出3.0~3.6V电压，1~100mA电流。2基于USB转UART技术的IAP编程电路设计2.1CP2101的外围接口电路　　CP2101是USB转串行口桥接器，它需要设计外接US

6、B接口电路和RS232接口电路。USB接口电路实现CP2101与计算机之间的通信；RS232接口电路实现CP2101和外设之间的通信。接口电路如图2所示。其中RS232电平转换电路可根据需要选用MAX3243或MAX232。欢迎光临中国最大的电子工程师应用网站 网址：www.bbww.net电子下载站www.bbww.net本站所有资料版权归原作者所有严禁用于商业用途转载请注明来源于：www.bbww.net此主题相关图片如下：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2CP2101的外围接口电路　　对用户来说，CP2101就是一个USB转RS232的芯片，只不

7、过RS232的输入和输出信号均为TTL电平，而不是标准的RS232电平。它的使用与普通的USB外设相同，当第一次带电插入PC机USB接口时，系统会提示安装相应的驱动程序，驱动程序可从网站www.xhl.com.cn上下载。驱动程序安装完后，系统会自动增加一个COM口，用户就可以按照传统的串行口控制方式来使用这个带有5V和3.3V供电的“COM口”。2.2根据CP2101设计IAP工作电路　　根据IAP编程的工作原理，如果单片机在2s内没有接收到任何IAP命令，在看门狗定时器的作用下将自动进入用户程序。用户还可以通过编程控制串行口上的RTS引脚产生复位信号来控制

8、单片机。也可以在复位后（2s内）直接以