技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微控制單元(Micro Control Unit，MCU)啟動(dòng)模式領(lǐng)域，具體涉及MCU啟動(dòng)模式選擇電路和基于該電路的MCU代碼更新方法。

背景技術(shù)：

MCU的啟動(dòng)模式分為正常工作模式和燒錄模式，燒錄模式用于MCU代碼的燒錄和更新。MCU啟動(dòng)時(shí)會(huì)偵測(cè)啟動(dòng)模式選擇引腳的電位來決定進(jìn)入哪種模式。若偵測(cè)到啟動(dòng)模式選擇引腳是低電位，則MCU進(jìn)入正常工作模式,若偵測(cè)到啟動(dòng)模式選擇引腳是高電位，則MCU進(jìn)入燒錄模式。所以在MCU啟動(dòng)前需要給MCU啟動(dòng)模式選擇引腳一個(gè)電位值。

現(xiàn)有技術(shù)中的啟動(dòng)模式選擇電路是由一個(gè)單刀開關(guān)，一個(gè)上拉電阻和一個(gè)下拉電阻組成的電路來配置MCU啟動(dòng)模式選擇引腳的電位值?，F(xiàn)有的啟動(dòng)模式選擇電路下，每次MCU更新代碼時(shí)都需要關(guān)機(jī)，拆開整機(jī)然后斷開開關(guān)來配置MCU啟動(dòng)模式選擇引腳的高電位以便進(jìn)入燒錄模式，進(jìn)行MCU代碼的燒錄和更新。MCU更新代碼完成后，需要恢復(fù)開關(guān)為閉合狀態(tài)，再組裝成整機(jī)，配置MCU啟動(dòng)模式選擇引腳的低電位以便進(jìn)入正常工作模式。

這種方式有如下缺陷：第一，頻繁地拆裝機(jī)，容易造成MCU整機(jī)的拆裝磨損；第二，需要專業(yè)的拆裝技術(shù)才能完成MCU的拆裝工作；第三，MCU代碼更新的時(shí)間冗長(zhǎng)，MCU的代碼更新的時(shí)間不僅包含代碼燒錄時(shí)間，還包含拆裝機(jī)花費(fèi)的時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的MCU啟動(dòng)模式選擇電路和基于該電路的MCU代碼更新方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種MCU啟動(dòng)模式選擇電路，該電路包括：電源、單刀開關(guān)、上拉電阻和第一下拉電阻組成的電路；進(jìn)一步，該電路還包括：電容、二極管和第二下拉電阻。

第一下拉電阻的一端和單刀開關(guān)的一端相連，第一下拉電阻的另一端接地。

單刀開關(guān)的另一端和上拉電阻的一端相連；上拉電阻的另一端接電源。

第二下拉電阻的一端接地；第二下拉電阻的另一端與二極管的正極以及MCU的通用輸入輸出引腳相連。

電容的一端接地，電容的另一端與二極管的負(fù)極以及單刀開關(guān)的另一端、上拉電阻的一端以及MCU的啟動(dòng)模式選擇引腳相連。

本發(fā)明提供的這種電路中，在電源一定的情況下，上拉電阻與第一下拉電阻的參數(shù)選擇滿足：分壓后上拉電阻和單刀開關(guān)連接處的輸出電壓不超過預(yù)設(shè)的低電位值。

在本發(fā)明提供的這種電路中，電容和第一下拉電阻組成延時(shí)阻容電路，電容和第一下拉電阻的參數(shù)選擇滿足：延時(shí)阻容電路的電位延時(shí)大于MCU偵測(cè)MCU啟動(dòng)模式選擇引腳電位的時(shí)間。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種基于上述本發(fā)明一個(gè)方面所述電路的一種MCU代碼更新的方法，該方法包括：

通過MCU的通用輸入輸出引腳輸出高電位，二極管導(dǎo)通，MCU的啟動(dòng)模式選擇引腳變?yōu)楦唠娢徊⒃陔娙莺偷谝幌吕娮杞M成的延時(shí)阻容電路的作用下保持一定時(shí)間。

MCU重啟，偵測(cè)MCU啟動(dòng)模式選擇引腳的電位為高電位，進(jìn)入燒錄模式，更新代碼。

電容存儲(chǔ)的電荷通過第一下拉電阻放電，MCU啟動(dòng)模式選擇引腳的高電位通過第一下拉電阻和上拉電阻分壓成低電位。

代碼更新完成后，MCU重啟，偵測(cè)MCU啟動(dòng)模式選擇引腳的電位為低電位，進(jìn)入正常工作模式。

本發(fā)明的這種MCU啟動(dòng)模式選擇電路，在不拆裝整機(jī)和撥動(dòng)開關(guān)的情況下實(shí)現(xiàn)MCU由正常工作模式切換到燒錄模式，完成MCU代碼的燒錄。該電路可使MCU避免拆裝機(jī)造成的拆裝磨損，不需要專業(yè)的拆裝技術(shù)，同時(shí)縮短了MCU代碼燒錄的時(shí)間，讓MCU代碼燒錄變得簡(jiǎn)便易操作。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種MCU啟動(dòng)模式選擇電路的電路圖；

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的基于圖1所示電路的一種MCU代碼更新方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本發(fā)明的核心思想是利用下拉電阻和電容組成的延時(shí)電路以及MCU的通用輸入輸出引腳(General Purpose Input Output，GPIO)來實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)模式選擇引腳電位的自控和保持，這樣在正常工作模式下，通過MCU來控制啟動(dòng)模式選擇引腳的電位為高電位，從而切換到燒錄模式，代碼更新完成后，啟動(dòng)模式選擇引腳的高電位再通過放電、分壓恢復(fù)到低電位，MCU進(jìn)入正常工作模式。

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種MCU啟動(dòng)模式選擇電路的電路圖。本發(fā)明的這種MCU啟動(dòng)模式選擇電路包括：電源、單刀開關(guān)、上拉電阻和第一下拉電阻；該電路進(jìn)一步包括：電容、二極管和第二下拉電阻。

第一下拉電阻的一端和單刀開關(guān)的一端相連，第一下拉電阻的另一端接地。單刀開關(guān)的另一端和上拉電阻的一端相連。上拉電阻的另一端接電源，第二下拉電阻的一端接地，第二下拉電阻的另一端與二極管的正極以及MCU的通用輸入輸出引腳相連。

電容的一端接地，電容的另一端與二極管的負(fù)極以及單刀開關(guān)的另一端、上拉電阻的一端以及MCU的啟動(dòng)模式選擇引腳相連。

參見圖1，本實(shí)施例的MCU啟動(dòng)模式選擇電路包括電源、單刀開關(guān)J1、上拉電阻R1和第一下拉電阻R2；進(jìn)一步還包括：電容C1、二極管D1和第二下拉電阻R3。

參見圖1，第一下拉電阻R2的一端和單刀開關(guān)J1的一端相連，第一下拉電阻R2的另一端接地。

參見圖1，單刀開關(guān)J1的另一端和上拉電阻R1的一端相連。上拉電阻R1的另一端接電源。

參見圖1，第二下拉電阻R3的一端接地，第二下拉電阻R3的另一端與二極管D1的正極以及MCU的通用輸入輸出引腳(MCU_GPIO)相連。

參見圖1，電容C1的一端接地，電容C1的另一端與二極管D1的負(fù)極以及單刀開關(guān)J1的另一端、上拉電阻R1的一端以及MCU的啟動(dòng)模式選擇引腳(MCU_BOOT_MODE)相連。

在電源一定的情況下，上拉電阻R1與第一下拉電阻R2的參數(shù)選擇滿足：分壓后上拉電阻R1和單刀開關(guān)J1連接處的輸出電壓不超過預(yù)設(shè)的低電位值。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電源為3.3伏，為了保證上拉電阻R1和單刀開關(guān)J1連接處的分壓后輸出的電壓不超過預(yù)設(shè)的低電位值0.3伏，上拉電阻R1與第一下拉電阻R2的參數(shù)選擇滿足上拉電阻R1與第一下拉電阻R2阻值之比為10/1的條件。

具體地，上拉電阻R1為220千歐，第一下拉電阻R2為22千歐，這樣在電源為3.3伏的情況下，通過上拉電阻R1和第一下拉電阻R2分壓后輸出的電壓為低電位0.3伏。

當(dāng)然在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，電源可以選擇其他的參數(shù)，不限于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的3.3伏，低電位的值也可以根據(jù)具體的MCU啟動(dòng)模式選擇電路的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行預(yù)設(shè)，不限于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的0.3伏的低電位。

電容和第一下拉電阻組成延時(shí)阻容電路，電容和第一下拉電阻的參數(shù)選擇滿足延時(shí)阻容電路的電位延時(shí)大于MCU偵測(cè)MCU啟動(dòng)模式選擇引腳電位的時(shí)間。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電容C1和第一下拉電阻R2組成延時(shí)阻容電路，電容C1和第一下拉電阻R2的參數(shù)選擇滿足:延時(shí)阻容電路的電位延時(shí)大于MCU偵測(cè)MCU啟動(dòng)模式選擇引腳電位的時(shí)間。具體的，第一下拉電阻R2為22千歐，電容C1為47微法，預(yù)設(shè)的MCU偵測(cè)MCU_BOOT_MODE引腳電位的時(shí)間為1秒，這樣根據(jù)延時(shí)時(shí)間計(jì)算公式可得延時(shí)時(shí)間大于1秒。

可以理解，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，MCU偵測(cè)MCU_BOOT_MODE引腳電位的時(shí)間不限于1秒，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的電路中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行電容取值選擇以組成阻容延時(shí)電路。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，二極管D1是單向?qū)щ姷?，電流只能從MCU_GPIO流向MCU_BOOT_MODE。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電源為3.3伏，3.3伏是高電位。第二下拉電阻R3的阻值為10千歐。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，二極管D1使用的是RB161M-20型號(hào)的二極管。

該電路下MCU代碼的燒錄分為兩種情況，首次燒錄和第二次及以后代碼更新。具體過程分述如下：

MCU首次燒錄代碼

MCU首次燒錄代碼是在組裝之前，也就是說在主板的時(shí)候把代碼燒錄好，然后再組裝成整機(jī)。MCU首次燒錄代碼時(shí)，MCU芯片里沒有數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)空白狀態(tài)，無法啟用MCU啟動(dòng)模式選擇引腳電位的自控和保持。參見圖1，MCU首次燒錄代碼的過程為：先關(guān)機(jī)，然后斷開單刀開關(guān)J1，配置啟動(dòng)模式選擇引腳MCU_BOOT_MODE的電壓為高電位，開機(jī)，電源將3.3伏的高電平通過上拉電阻R1輸送到MCU_BOOT_MODE，MCU偵測(cè)到MCU_BOOT_MODE的高電位從而進(jìn)入燒錄模式，進(jìn)行代碼燒錄。代碼燒錄完成后，關(guān)機(jī)并閉合單刀開關(guān)J1，單刀開關(guān)J1閉合后開機(jī)，通過上拉電阻R1和第一下拉電阻R2分壓，將3.3伏的高電壓，分壓成0.3伏的低電壓輸出到MCU_BOOT_MODE。MCU偵測(cè)到MCU_BOOT_MODE的低電位從而進(jìn)入正常工作模式。通過上述步驟完成MCU的首次代碼燒錄。

MCU第二次及以后更新代碼

本發(fā)明提供的這種MCU啟動(dòng)模式選擇電路主要適用于MCU第二次及以后更新代碼的情況。參見圖1，該電路中的電容C1用于存儲(chǔ)通過MCU_GPIO輸入的電荷。第二下拉電阻R3的作用是為MCU_GPIO提供默認(rèn)電位，防止出現(xiàn)懸空狀態(tài)。二極管D1的作用在于利用二極管的單向?qū)щ娞匦?，使得MCU_BOOT_MODE的電荷通過第一下拉電阻R2放掉，防止MCU_BOOT_MODE的電荷回流而通過第二下拉電阻R3過快的放掉。

電容C1和第一下拉電阻R2組成延時(shí)阻容電路。為了保證MCU在重啟時(shí)可以偵測(cè)到啟動(dòng)模式選擇引腳的高電位，從而使得MCU進(jìn)入燒錄模式，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中延時(shí)阻容電路的延時(shí)時(shí)間需要大于1秒。

MCU第二次及以后更新代碼的過程具體為：

參見圖1，MCU需要更新代碼時(shí)，在正常工作模式下，MCU通過MCU_GPIO輸出高電位(3.3伏)，二極管D1導(dǎo)通，MCU_BOOT_MODE變?yōu)楦唠娢?，由于電容C1的電荷存儲(chǔ)功能，MCU_BOOT_MODE會(huì)保持高電位(3.3伏)一定的時(shí)間，然后MCU重啟，偵測(cè)MCU_BOOT_MODE的電位為高電位進(jìn)入燒錄模式，進(jìn)行MCU代碼的更新。

參見圖1，MCU進(jìn)入燒錄模式后，電容C1存儲(chǔ)的電荷通過第一下拉電阻R2放電，MCU_BOOT_MODE的高電位通過第一下拉電阻R2(22千歐)和上拉電阻R1(220千歐)分壓成0.3伏的低電位。

代碼更新完成后，MCU重啟，偵測(cè)MCU_BOOT_MODE的電位為低電位0.3伏，進(jìn)入正常工作模式。

這樣在不需要專業(yè)的拆裝技術(shù)，不用拆裝整機(jī)和撥動(dòng)開關(guān)情況下完成MCU代碼的燒錄和更新，操作非常方便，同時(shí)，時(shí)間也縮短為僅僅是MCU代碼更新的時(shí)間，讓MCU代碼更新變得省時(shí)省力，簡(jiǎn)便易操作。

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的基于圖1所示電路的一種MCU代碼更新方法的流程圖。

參見圖2，該方法包括步驟201：通過MCU的通用輸入輸出引腳輸出高電位，二極管導(dǎo)通，MCU的啟動(dòng)模式選擇引腳變?yōu)楦唠娢徊⒃陔娙莺偷谝幌吕娮杞M成的延時(shí)阻容電路的作用下保持一定時(shí)間。

步驟202：MCU重啟，偵測(cè)MCU啟動(dòng)模式選擇引腳的電位為高電位，進(jìn)入燒錄模式，更新代碼。

步驟203：電容存儲(chǔ)的電荷通過第一下拉電阻放電，MCU啟動(dòng)模式選擇引腳的高電位通過第一下拉電阻和上拉電阻分壓成低電位。

步驟204：代碼更新完成后，MCU重啟，偵測(cè)MCU啟動(dòng)模式選擇引腳的電位為低電位，進(jìn)入正常工作模式。

通過上述步驟，完成了MCU代碼的更新，同現(xiàn)有的代碼更新方法相比，快捷簡(jiǎn)便。

綜上所述，本發(fā)明提供的這種MCU啟動(dòng)模式選擇電路和基于該電路的MCU代碼更新的方法在不拆裝整機(jī)和撥動(dòng)開關(guān)的情況下實(shí)現(xiàn)MCU由正常工作模式切換到燒錄模式，完成MCU代碼的燒錄。該電路可使MCU避免拆裝機(jī)造成的拆裝磨損，不需要專業(yè)的拆裝技術(shù)，同時(shí)縮短了MCU代碼燒錄的時(shí)間，讓MCU代碼燒錄變得簡(jiǎn)便易操作。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。