一种USB烧录电路的制作方法

一种usb烧录电路
技术领域
1.本实用新型属于仪器设备技术领域，具体涉及一种usb烧录电路。


背景技术：

2.目前，市面上大部分仪器仪表都使用的是arm架构的mpu处理器，常用的这类处理器有一组通用串行总线(usb)，这是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。仪器仪表正常使用时，即不需要升级程序时，mpu的usb接口是用做usb主机(host模式)，此时可以外接usb外设，如u盘或者usb摄像头。在需要进行程序下载时，需要将mcu的boot脚拉低，使mpu的usb接口切换为usb从设备，此时可以进行固件升级，程序升级完成后再将mpu的boot脚恢复默认状态，即取消一直处于低电平状态。
3.常用的做法是用短路帽做跳线或者用一个单刀双掷的拔动开关来控制mpu脚的boot的高低电平，再用一个双刀双掷的拔动开关来把mpu的usb接口转接到外面，以便usb接口与pc电脑连接，升级完成后再把usb接口切回去。但这种做法对于整机来说不方便，外围接口偏多，且占用较大尺寸，对于整机来说不美观也不方便。如果不将上述切换开关摆放在设备的面板上，使其外露出来，那就需要拆开设备的外壳来进行固件升级，这样也不方便。
4.因此，亟需开发一种新的usb烧录电路，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种usb烧录电路。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种usb烧录电路，其包括：处理单元、与所述处理单元电性相连的差分数据单元、数据模式控制单元、第一usb接口和第二usb接口；其中所述处理单元适于通过差分数据单元连接仪器设备；当仪器设备上电时，所述处理单元适于通过数据模式控制单元进入usb主机模式，以使所述差分数据单元与第一usb接口连通，所述第一usb接口适于接入外接usb设备，以向仪器设备传输数据；以及当仪器设备断电时，所述第二usb接口适于接入移动终端，所述处理单元适于通过数据模式控制单元进入从模式，且所述差分数据单元与第二usb接口连通，移动终端适于通过所述第二usb接口、差分数据单元对仪器设备烧录数据。
7.进一步，所述处理单元包括：mpu芯片；所述mpu芯片适于进入usb主机模式或从模式。
8.进一步，所述差分数据单元包括：差分数据线；所述mpu芯片适于通过差分数据线连接仪器设备。
9.进一步，所述数据模式控制单元包括：第一三极管和数据模式控制线；所述第一三极管的集电极适于通过数据模式控制线连接mpu芯片，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极通过第二电容接地，所述第一三极管的基极通过第三电阻连接第二usb接口的供电端；所述mpu芯片的10脚通过第二电阻接地，所述mpu芯片的10脚通过第一电阻连接第二usb接口的供电端。
10.进一步，所述第一usb接口的d+端与mpu芯片的1脚相连，所述第一usb接口的d-端与mpu芯片的7脚相连。
11.进一步，所述第二usb接口的d+端与mpu芯片的2脚相连，所述第二usb接口的d-端与mpu芯片的6脚相连。
12.进一步，所述第一三极管的集电极通过数据模式控制线向mpu芯片输出高电平时，所述mpu芯片进入usb主机模式，或所述第一三极管的集电极通过数据模式控制线向mpu芯片输出低电平时，所述mpu芯片进入从模式。
13.进一步，当仪器设备断电时且所述第二usb接口接入移动终端时，仪器设备通过所述第二usb接口的供电端对第二usb接口、mpu芯片的10脚及第一三极管的基极供电，以使所述第一三极管导通，所述第一三极管的集电极通过数据模式控制线向mpu芯片输出低电平，以使所述mpu芯片进入从模式；所述第一电阻向mpu芯片的10脚提供高电平，以使所述差分数据线接通mpu芯片的2脚及6脚，即所述差分数据线与第二usb接口连通。
14.进一步，当仪器设备上电时，所述第一三极管的集电极通过数据模式控制线向mpu芯片输出高电平，以使所述mpu芯片进入usb主机模式；所述第二电阻向mpu芯片的10脚提供低电平，以使所述差分数据线接通mpu芯片的3脚及7脚，即所述差分数据线与第一usb接口连通。
15.进一步，所述mpu芯片的vcc脚通过第一电容接地。
16.本实用新型的有益效果是，本实用新型只需要预留一个usb接口，不需要切换开关，升级程序时接上usb数据线，使其与移动终端相连接，程序升级完成后拔掉usb数据线即可。
17.本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
18.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本实用新型的usb烧录电路的电路图；
21.图2是本实用新型的数据模式控制单元的电路图。
22.图中：
23.u1、mpu芯片；q1、第一三极管；c1、第一电容；c2、第二电容；r1、第一电阻；r2、第二电阻；r3、第三电阻；j1、第一usb接口；j2、第二usb接口。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实
施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.实施例1
26.在本实施例中，如图1至图2所示，本实施例提供了一种usb烧录电路，其包括：处理单元、与所述处理单元电性相连的差分数据单元、数据模式控制单元、第一usb接口j1和第二usb接口j2；其中所述处理单元适于通过差分数据单元连接仪器设备；当仪器设备上电时，所述处理单元适于通过数据模式控制单元进入usb主机模式，以使所述差分数据单元与第一usb接口j1连通，所述第一usb接口j1适于接入外接usb设备，以向仪器设备传输数据；以及当仪器设备断电时，所述第二usb接口j2适于接入移动终端，所述处理单元适于通过数据模式控制单元进入从模式，且所述差分数据单元与第二usb接口j2连通，移动终端适于通过所述第二usb接口j2、差分数据单元对仪器设备烧录数据。
27.在本实施例中，移动终端可以为pc电脑。
28.在本实施例中，本实施例只需要预留一个usb接口，不需要切换开关，升级程序时接上usb数据线，使其与移动终端相连接，程序升级完成后拔掉usb数据线即可。
29.在本实施例中，所述处理单元包括：mpu芯片u1；所述mpu芯片u1适于进入usb主机模式或从模式。
30.在本实施例中，mpu芯片u1为usb差分数据线切换芯片。
31.在本实施例中，所述差分数据单元包括：差分数据线；所述mpu芯片u1适于通过差分数据线连接仪器设备。
32.在本实施例中，差分数据线为mpu_usb_d_n、mpu_usb_d_p网络。
33.在本实施例中，所述数据模式控制单元包括：第一三极管q1和数据模式控制线；所述第一三极管q1的集电极适于通过数据模式控制线连接mpu芯片u1，所述第一三极管q1的发射极接地，所述第一三极管q1的基极通过第二电容c2接地，所述第一三极管q1的基极通过第三电阻r3连接第二usb接口j2的供电端；所述mpu芯片u1的10脚通过第二电阻r2接地，所述mpu芯片u1的10脚通过第一电阻r1连接第二usb接口j2的供电端。
34.在本实施例中，数据模式控制线为mcu_boot网络，mcu_boot为低电平时，mpu芯片u1为从模式(device)；mcu_boot为高电平时，mpu芯片u1进入usb主机模式(host)。
35.在本实施例中，所述第一usb接口j1的d+端与mpu芯片u1的1脚相连，所述第一usb接口j1的d-端与mpu芯片u1的7脚相连。
36.在本实施例中，所述第二usb接口j2的d+端与mpu芯片u1的2脚相连，所述第二usb接口j2的d-端与mpu芯片u1的6脚相连。
37.在本实施例中，所述第一三极管q1的集电极通过数据模式控制线向mpu芯片u1输出高电平时，所述mpu芯片u1进入usb主机模式，或所述第一三极管q1的集电极通过数据模式控制线向mpu芯片u1输出低电平时，所述mpu芯片u1进入从模式。
38.在本实施例中，当仪器设备断电时且所述第二usb接口j2接入移动终端时，仪器设备通过所述第二usb接口j2的供电端对第二usb接口j2、mpu芯片u1的10脚及第一三极管q1的基极供电，以使所述第一三极管q1导通，所述第一三极管q1的集电极通过数据模式控制线向mpu芯片u1输出低电平，以使所述mpu芯片u1进入从模式；所述第一电阻r1向mpu芯片u1的10脚提供高电平，以使所述差分数据线接通mpu芯片u1的2脚及6脚，即所述差分数据线与
第二usb接口j2连通。
39.在本实施例中，当需要进行程序升级时，仪器设备无需开机，将第二usb接口j2与移动终端相连接，此时因+5v_otg是移动终端提供的电源，第三电阻r3为第一三极管q1提供基极电流，第二电容c2提供一个延时功能，上电瞬间第二电容c2处于充电阶段，第一三极管q1的1脚b极处于低电平，当第二电容c2充电完成后第一三极管q1的b极为高电平5v,此时第一三极管q1的be极电压大于0.7v，第一三极管q1导通，第一三极管q1的c极为低电平，即mpu_boot网络为低电平，mpu芯片u1进入从模式，mpu芯片u1的10脚因经第一电阻r1提供的高电平，mpu_usb_d_n、mpu_usb_d_p网络连接到mpu芯片u1的2脚、6脚，即第二usb接口j2的d+端、d-端与mpu_usb_d_n、mpu_usb_d_p网络相连接，此时可以进行程序升级模式。
40.在本实施例中，当仪器设备上电时，所述第一三极管q1的集电极通过数据模式控制线向mpu芯片u1输出高电平，以使所述mpu芯片u1进入usb主机模式；所述第二电阻r2向mpu芯片u1的10脚提供低电平，以使所述差分数据线接通mpu芯片u1的3脚及7脚，即所述差分数据线与第一usb接口j1连通。
41.在本实施例中，当程序升级完成后，拔掉第二usb接口j2处的数据线，
42.+5v_otg无电源，故第一三极管q1不会导通，第一三极管q1的c极(mpu_boot)不为低电平，设备正常使用时，在设备开机后，mpu_boot内部上拉为高电平，mpu芯片u1进入usb主机模式，mpu芯片u1的10脚因经第二电阻r2下拉到地为低电平，mpu_usb_d_n、mpu_usb_d_p网络连接到mup芯片的3脚、7脚，即第一usb接口j1的d+端、d-端与mpu_usb_d_n、mpu_usb_d_p网络相连接，此时第一usb接口j1作为设备的usb外设接口，可以外接usb设备，如u盘、usb摄像头、usb鼠标等。
43.在本实施例中，所述mpu芯片u1的vcc脚通过第一电容c1接地。
44.在本实施例中，第一电容c1为电源滤波电容，起到滤波的作用，并且mpu芯片u1的8脚为默认拉低芯片使能开始工作。
45.综上所述，本实用新型只需要预留一个usb接口，不需要切换开关，升级程序时接上usb数据线，使其与移动终端相连接，程序升级完成后拔掉usb数据线即可。
46.本技术中选用的各个器件(未说明具体结构的部件)均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。并且，本技术所涉及的软件程序均为现有技术，本技术不涉及对软件程序作出任何改进。
47.在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
48.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
49.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
50.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
51.另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
52.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。