一種基于CH340T 的STC89C52RC 編程器設(shè)計

　　編程器通過USB 接口與PC 上位機(jī)通訊，用戶只需要通過PC 上位機(jī)GUI 的簡單操作，就可以實現(xiàn)對STC 89C/S51XX/52XX 等系列單片機(jī)的擦除、編程、校驗和加密。經(jīng)過STC89C52RC 等單片機(jī)反復(fù)測試，該編程器功能穩(wěn)定、速度快、價格低和易用性強(qiáng)等優(yōu)點。

　　1 引言

　　STC（宏晶科技）公司推出的STC 89C/S 51XX/52XX 等系列單片機(jī)，具有價格便宜、無法解密、低功耗、高速、高可靠、強(qiáng)抗靜電、強(qiáng)抗干擾等優(yōu)點，其指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051 單片機(jī)，片內(nèi)資源非常豐富，且均內(nèi)置可反復(fù)擦寫的Flash 存儲器，并提供了ISP（In-System Programming）編程模式。STC89C52RC 作為STC 89C/S51XX/52XX 系列單品機(jī)的一個典型代表，其特征主要有，8K 字節(jié)可編程閃爍存儲器、1000 次寫/ 擦循環(huán)壽命、10 年的數(shù)據(jù)保留時間、三級程序存儲器鎖定、512 內(nèi)部RAM、32 可編程I/O 線、兩個16 位定時器/ 計數(shù)器、5 個中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和掉電模式以及片內(nèi)振蕩器和時鐘電路等。因而這款功能強(qiáng)大和超高性價比的單片機(jī)，在國內(nèi)應(yīng)用極為廣泛。

　　ISP 在線編程是一種徹底顛覆了傳統(tǒng)的編程模式的技術(shù)，它不會損壞芯片的引腳，同時下載速度很快，從而縮短了設(shè)計時間，降低了研發(fā)成本、加速了產(chǎn)品的上市，大大提高了工作效率。一般編程器的采用方法都是使用PL2303、CP2102、FT232 等主控芯片，但往往成本較高，而且有的芯片穩(wěn)定差，極少數(shù)芯片固件版本有Bug,鑒于此，本文提出以國產(chǎn)CH340T 芯片為主體的ISP 編程器的設(shè)計方案，經(jīng)過STC89C52RC 等芯片反復(fù)測試，功能穩(wěn)定，性能出色。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

　　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示。其中USB 供電和數(shù)據(jù)傳輸模塊主要負(fù)責(zé)為單片機(jī)和CH340T 等模塊供電，并將來自計算機(jī)的USB串行數(shù)據(jù)經(jīng)CH340T 轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)后和單片機(jī)通信，為單片機(jī)編程提供數(shù)據(jù)通道。

　　2.2 核心芯片CH340T 介紹

　　CH340T 是南京沁恒電子有限公司設(shè)計生產(chǎn)的一款接口轉(zhuǎn)換及單片機(jī)外圍芯片，支持USB2.0.可以實現(xiàn)USB 轉(zhuǎn)串口、擴(kuò)展計算機(jī)異步串口和USB 轉(zhuǎn)IrDA 紅外等功能。本設(shè)計僅作USB 轉(zhuǎn)串口使用，轉(zhuǎn)換后的串口為全雙工串口，內(nèi)置收和發(fā)緩沖區(qū)，支持通訊波特率從50bps 到2Mbps,發(fā)送允許波特率誤差 0.3%,接收允許波特率誤差2%.其使用方法比較簡單，外圍元器件只需要晶體、電阻和電容即可。

　　CH340T 有20 個標(biāo)準(zhǔn)引腳接口。主要有1、UD+ 和UD- 引腳，這些引腳內(nèi)置了USB 上拉電阻，可以直接接到USB 總線上。2、GND和VCC,即接地和電源引腳，支持5V 或者3.3V 電源電壓。3、數(shù)據(jù)傳輸引腳TXD 和RXD,分別為串口數(shù)據(jù)發(fā)送和接收引腳。輸入空閑時，一般RXD 是高電平，但是如果R232 引腳為高電平，且啟用輔助RS232 功能，RXD 引腳內(nèi)部會自動插入一個反相器，默認(rèn)變成低電平；輸出空閑時，一般TXD 是高電平。4、其他引腳。包括MODEM 聯(lián)絡(luò)信號引腳和輔助引腳。

　　2.3 系統(tǒng)原理圖

　　原理圖如圖2 所示。

　　圖中，USB 接口P1 除用于數(shù)據(jù)傳輸外，還經(jīng)過LM7805 穩(wěn)壓后為CH340T 芯片和單片機(jī)和其他部件供電，當(dāng)使用5V 工作電壓時，CH340 芯片的VCC 引腳輸入外部 5V 電源，并且V3 引腳應(yīng)該外接容量為4700pF 或者 0.01uF 的電源退耦電容。CH340T 轉(zhuǎn)接芯片將UD1+ 和UD1- 轉(zhuǎn)換為串口信號串口數(shù)據(jù)和單片機(jī)串口進(jìn)行通信。需要注意的是，CH340T 芯片的串行接收口CRXD 需要和單片機(jī)的P3.1（串行輸出口TXD）通過PNP 三極管Q1 接成射極發(fā)生器的形式，以到達(dá)數(shù)據(jù)的緩沖和隔離的作用。