基於CH340G的STC單片機一鍵下載電路

最近教學弟學妹51單片機,直接用麪包板邊搭電路邊學習,一方面熟悉電路,一方面節約成本。
但是每次下載調試程序都要重新拔插電源的杜邦線,顯得有點麻煩。

想到之前看到網上有曾有人做“一鍵下載電路”,原理是把TTL板上的Txd先通過一塊8腳的STC單片機來檢測下載流,然後控制三極管、繼電器來讓我們的單片機斷電一會重新上電,以實現冷啓動,但成本似乎較高。
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又看了他的程序,發現只能適應1200、2400、4800 這3種波特率,但是“繼電器斷開:斷開STC系統板的電源VCC,同時‘10Ω電阻’短路STC系統版(釋放殘留電荷)” 這一點設計的很好,可以借鑑一下,我之前就因爲這個經常下載程序失敗。

一天看到同學的普某科技的開發板可以自動下載,板子上用的也只是CH340芯片,並沒有其他芯片,查了原理圖發現是通過CH340的RTS腳控制三極管使單片機端斷電,然後我又查了CH340芯片發現RTS腳的功能爲:MODEM聯絡信號。
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雖然不知道具體幹嘛用的,但是一定有關係,我在RTS腳上對VCC接了個LED發現只要點擊下載或打開串口,LED燈就亮,關閉就滅,說明打開串口時會有一個持續的低電平,直到關閉串口。最後測得我的CH340G的13腳DTR和14腳RTS效果都一樣。

設計電路

網上也有用DTR/RTS腳做STM32單片機下載復位的電路,都大同小異,於是我也設計了以下電路:
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(繼電器線圈上反接二極管是爲了保護三極管)

原理

原理大致如下:
①當沒有下載是時候,RTS爲高電平,C1兩端都爲高電平,三極管基極因爲有R1,使三極管爲導通狀態,繼電器吸合(上圖爲未吸合狀態),OUT輸出電壓
②當打開串口時間或下載程序的時候,RTS爲低電平,C1左邊爲0V右邊爲5V,此時電容開始充電,三極管基極電壓爲0,三極管截止,繼電器不吸合,OUT被R2短接(用於放掉開發板上電容的電),C1充電過程需要一定的時間,一段時間後,三極管基極電壓上升到一定值,使得三極管導通且繼電器吸合。
通過①②以實現斷開VCC->等待一段時間(C1充電時間)->再接通VCC,從而實現單片機在現在時需要的冷啓動。

製作過程

1. 改造USB轉TTL板

TTL板上有GND、RXD、TXD、3.3V、VCC、5.0V共5根排針,實測VCC腳串聯了兩個二極管到USB的VCC,電壓爲3.82V,給單片機供電明顯不足,單片機用的是5.0V這個口。
用小刀把VCC給隔斷,把CH340G的RTS腳接到這根排針上。

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2. 焊好上面電路圖的電路

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3. 測試有效,效果很好

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總結

電路簡單,功能強大,用繼電器控制比三極管控制的電流更大,雖然在打開串口時也會冷啓動單片機,但問題不大。但是在下載器剛插入電腦時RTS腳電平會變化好幾次,會讓單片機系統板冷啓動好多次。

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