单片机系统设计下载电路

前几天讲解了单片机系统正常工作所需要的基本配置，也就是最小系统。单片机的最小系统包括：复位电路、晶振电路、电源电路、下载电路。讲解每个电路，并结合实际设计，展示实际电路。今天讲解下载电路。

单片机是一种可编程芯片，在程序中可以实现对单片机IO口、片上资源的充分利用，正是因为可编程单片机才具有了强大的灵活性。那程序如何烧写到单片机中呢？每种单片机都有各自烧录方法，今天主要介绍三种：

ISP方式；

SWD方式；

JTAG方式；

2 烧写程序所用的工具

每种不同的烧写方法使用不同的工具：

ISP方式： 这种方式是通过单片机的UART口实现的，STC51单片机、STM32单片机、LPC单片机都可以用这种方式下载，所用的工具为USB/TTL；

SWD方式： 这种方式其实只有两根线，SWDIO和SWCLK，所用的工具为J-LINK；

JTAG方式： 这种方式所使用的工具也为J-LINK。

3 接口电路

ISP接口电路：

SWD接口电路：

JTAG接口电路：

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简要总结一下单片机下载程序电路

目前为止，接触单片机已有一些，从选择元器件、原理图、PCB、电路硬件调试、软件开发也算小有心得。

单片机软件开发里面第一步当属下载程序了，如果这一步都有问题，那么后面的一切便无从谈起，记得当初刚接触单片机时，对于下载电路方法及原理也是一头雾水。好在随着经验的积累以及自己的努力探求，现在对此问题算是有了点点自己的经验理解。故今天在此针对常用51单片机下载程序问题做下详解，以求新手们少走弯路。

原理：单片机的TXD、RXD是TTL电平，所以你得万变不离其宗的将其它信号转成TTL电平，只有这样给单片机下载程序才有可能成功!其中CH340、PL2303等芯片是直接将USB信号转换为TTL电平，而MAX232等芯片是将TTL转换为RS232信号或者将RS232信号转换为TTL.下面请看利用这种原理的两种常用方法：

方法一：

请看图一，这是我们最常见的单片机下载电路了，其中从②到⑥属于大家常用的USB转串口线，用这种方案的好处是，如果自己的PC带有串口(可能很老的机器没有USB接口)，那么就可以直接给单片机开发板下载程序，因为采用这种方法的开发板必定带有串口接口嘛。当然，如果PC仅有USB接口而不带串口，那么只能找根USB转串口线了(其电路原理就是图中②到⑥)，这里我推荐大家使用采用CH340芯片的USB转串口线，而不要采用PL2303的USB转串口线，因为PL2303价钱便宜所以山寨的水货较多，这会导致下载电路不稳定，甚至无法正常下载。同时此方案的坏处是电路板上必定要做一个9针串口接口(太巨大了)，这必将增加了电路PCB的面积，当然也就增加了成本啦!(顺便发表下个人见解：那个9针接口实在太丑，又大又重，无形中便降低了自己的设计档次，哈哈。所以不推荐这种方法!)

方法二：

请看图二，这是我经常采用的单片机下载电路。实践证明效果非常好，几乎没出过任何问题!它的好处是只需要找根普通的USB2.0线(如图二中②)就可以下载了，比找根USB转串口线要轻松的多，同时由于将串口9针接口换成了USB接口，所以电路板的体积、重量也减少了不少，也显得更美观时尚，呵呵。在此强调一点：推荐使用CH340芯片(可以用CH340G，它引脚间距大很容易焊接)而不是PL2303，上文已说PL2303水货多，况且PL2303的外围电路比较复杂，这也给硬件电路的调试增加了难度。当然如果项目对成本特敏感，那么采用价钱相对较低的PL2303也无可厚非。大家看到没，图二的电路结构比图一要简化很多，那么是不是可以说明图二的性能比图一要更好呢?应该是吧!简单的结构出问题的概率当然更小了!

值得一提的是在使用CH340时，有些问题得注意下，因为很多同学反映用CH340下程序失败，但其实一般都很容易解决的。经本人总结常见原因有三：

1、某些CH340的引脚给单片机供了电导致单片机断电不彻底(下载程序要断电重启)，从而导致程序没法下载。解决方案：在CH340的TXD引脚反向串联一个二极管(推荐肖特基二极管)、在CH340的RXD引脚串联一个约300欧姆的电阻。如此单片机可以彻底断电，问题解决!!(特别注意：此种情况不适用于STM32等芯片)

2、有些同学在给单片机供电时，为了防反接保护电路，在电源处串联了个二极管，由于二极管的正向压降导致单片机供电不足，从而导致程序无法下载。解决方案：将二极管用0欧电阻代替或者采用正向压降很小的二极管，以确保单片机的正常供电。

3、有些同学由于粗心将CH340的TXD引脚连接了单片机的TXD引脚，RXD引脚连接了单片机的RXD引脚，这自然不能下载程序了，一收一发不用多说吧，呵呵。解决方案：将CH340的TXD引脚连接单片机的RXD引脚，RXD引脚连接单片机的TXD引脚。

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