专利名称：松耦合型通用编程器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种松耦合型通用编程器，其特点是具有自备电源，经由RS232C串行口与主计算机通信，并可对多种可编程器件(PAL，GAL，EPROM和含EPROM的单片机)进行编程。
在数字系统设计与制作过程中，各种可编程器件的应用与日俱增，除早已广泛应用的EPROM和内含EPROM的单片机外，近年来出现的可编程门阵列(GAL和PAL)以其结构灵活，体积小，外引线少，能有效提高设备可靠性和保密性也日益显示其重要性。
现有的通用编程器结构上都采用紧耦合方式，需在计算机主板槽内插一适配卡，编程器通过此卡上的专用接口从主计算机取得电源和编程数据。这种结构的缺点是需要耗用主计算机的电源和占用主计算机插槽和I／O口地址。因此，它不适用于机箱窄小，电源冗余量小的便携机或无盘工作站，也不适用于具有不同机内总线的微机。
本实用新型的目的是提供一种自备电源，利用标准接口与与主计算机通信，无需在机内插入适配卡便可工作的通用编程器。这种以松耦合方式与计算机联接的编程器可以克服紧耦合方式引起的上述问题，具有安装转移方便，适用机型广等优点。此外在电路设计中注意从国情出发，尽量不采用特殊品种器件，降低了成本且易于维护。
下面叙述本实用新型的工作原理。
图1是本实用新型的方框图。它由以下几部分组成(1)串行通信接口；(2)处理单元，内含CPU(21)，低位地址缓存(22)，总线收发器(23)，固化的程序存贮器(24)和读写地址分配电路(25)；(3)数控编程电源；(4)编程信息缓存与驱动电路，内含(41)单编程电源高低压输出和数据输入单元电路；(42)双编程电源高低压输出和数据输入单元电路；
(43)单编程电源高低压输出单元电路；(44)单编程电源高压输出和带5V提升的数据输入单元电路；(45)单编程电源高压输出和数据输入单元电路。
(5)编程插座组，它由三个锁紧插座组成，其中40芯宽行插座(其引脚分别用M1，M2，..M40表示)用于多种单片机芯片的编程和数据读取；28芯宽行插座(其引脚分别用E1，E2，..E28表示)用于各种EPROM芯片的编程和数据读取；24芯窄行插座(其引脚分别用P1，P2，..P24表示)用于多种GAL和PAL芯片的编程和数据读取；(6)电源。
数控编程电源(3)和编程信息缓存与驱动电路(4)经由数据总线DB及地址总线AB与处理单元(2)相联。下面叙述本编程器工作过程开通电源(6)后，处理单元(2)对系统进行自检，无误后即等待主计算机经由串行通信接口(1)发来的数据与命令。主计算机内运行的联机程序根据使用者的选择可经由串行通信接口(1)向编程器发送编程命令及数据，也可通过它从编程器读取状态信息与数据。处理单元(2)在接收到主机发来的命令与数据后，将其中的命令分类处理并决定其后的数据读写地址。在编程时，处理单元(2)向数控编程电源(3)发送数据以获得所需的编程电压VA，VB，VC；再向编程信息缓存与驱动电路(4)发送一系列数据即可将所需的编程电压时序送达编程插座组(5)中的指定引脚，从而实现对插座上可编程器件的编程。如果处理单元(2)接收到的命令是要读取可编程器件内的数据，处理单元(2)将根据该器件读取时序的要求，向数控编程电源(3)发送数据以改变它的输出电压VA，VB，VC，再向编程信息缓存与驱动电路(4)发送一系列数据，从而使编程插座组(5)中指定引脚上出现所需的读取电压时序，实现对插座上可编程器件内数据的读取。读得的数据由处理单元(2)通过串行通信接口(1)发送到主计算机。
下面结合实施例详细叙述编程信息缓存与驱动电路工作原理为适应多种可编程器件的编程需要，编程信息缓存与驱动电路(4)内含5类不同的单元电路，以下分别叙述
A.单编程电源高低压输出和数据读入单元电路(41)，此电路能实现单编程电源的高压输出，TTL电平输出与数据读入。在本编程器中，此电路用以控制P20.P21诸编程插座引脚的电压，下面以编程插座引脚P20为例叙述此电路工作原理(图2)。
图2中(101)为光耦开关电路，可用3N42达林顿管光耦实施。(102)是耐高压的OC门，可用7406实施。(103)是可承受高压输入的非门，可用MC1489实施。(100)为存贮编程信息的触发器，可用74LS374芯片中一个触发器实施，该触发器的输出端Q经由限流电阻R11接到光耦开关(101)的发光二极管正极，发光二极管的负极接地。高压VA来自数控编程电源(3)，此高压加在光耦开关(101)的光敏三极管的集电极，该光敏三极管的发射极与编程插座组(5)中的引脚P20相联。为实现TTL电平输出，引脚P20还联接到OC门(102)的输出端，并通过二极管D11与电阻R12接到＋5V.TTL电平的编程信息存于触发器(104)，它由74LS374中的一个触发器实施，它的D输入端与DB总线联接，触发信号由AB12给出。为实现数据读入，引脚P20还联接非门(103)的输入端，它的输出端经过三态门(105)与DB总线联接。电路工作过程说明如下当编程插座引脚P20上准备加编程高压时，首先在AB12线上加负脉冲，令触发器(104)中存入0(低电平)，它使OC门(102)处于高阻状态，此后再陆续将编程时序数据送到DB总线，并按写入时序在AB11线上加负脉冲，使数据存入触发器(100)，若触发器(100)存数据1，触发器Q端输出高电平，电流流入光耦开关(101)中发光二极管正极，使耦合的光敏三极管导通，VA高压加在编程插座引脚P20上；若存入数据为0，触发器(100)输出低电平，光耦开关(101)中发光二极管无电流通过，光敏三极管截止。光敏三极管截止后引脚P20上电压为TTL电平，电平高低取决于触发器(104)中存数状态，如果存数为0，引脚P20上出现高电平(经由电阻R12和二极管D11取得)，存数为1时，引脚P20上出现低电平。
数据读入时，AB13加负脉冲，编程插座组(5)中引脚P20上出现的信号经由非门(103)和三态门(105)到达总线DB，读入处理单元(2)；B.双编程电源高低压输出和数据读入单元电路(42)，此电路能实现两种编程高压输出，TTL电平输出与数据读入。在本编程器中，此电路用以供给编程插座引脚P22、E26的编程电压波形，图3示出此电路原理图。
图3中(201)为光耦开关电路，可用3N42达林顿管光耦实施。(202)是耐高压的OC门，可用7406实施。(203)是可承受高压输入的非门，可用MC1489实施。(200)为存贮编程信息的触发器，可用74LS374芯片中一个触发器实施，该触发器的输出端Q经由限流电阻R21接到光耦开关(201)的发光二极管正极，发光二极管的负极接地。编程高压VA来自数控电压源(3)，此高压加在光耦开关(201)的光敏三极管的集电极，该光敏三极管的发射极与编程插座组的引脚P22、E26相联。另一路编程电压VC经由继电器(208)常开触点J引入，由于触点J的导通电阻很小，此路电源宜用于要求导通压降小，编程电流较大的场合。继电器(208)线圈一端接＋12V，另一端接OC门(206)的输出端，它的输入端接触发器(207)输出端Q。为实现TTL电平输出，编程引脚P22、E26还联接到OC门(202)的输出端，并通过二极管D21与电阻R22接到＋5V.TTL电平编程信息存入触发器(204)，它可由74LS374中的一个触发器实施，触发器(204)的D输入端与DB总线联接，触发信号由AB22加入。为实现数据读入，编程引脚P22、E26还接到非门(203)的输入端，它的输出端经由三态门(205)与DB总线联接，三态门的控制端为AB23。此电路工作过程如下当编程插座引脚P22、E26需要高压且编程电源为VA时，首先在AB22和AB24上加负脉冲，使触发器(204)和(207)中存入0(低电平)，它们分别使OC门(202)和(206)处于高阻状态，使继电器常开触点J打开。此后联机软件陆续将编程时序数据送到DB总线，并按编程时序在AB21加负脉冲使数据存入触发器(200)，若触发器(200)存数据1，它的输出端Q呈高电平，电流流入光耦开关(201)中发光二极管正极，使耦合的光敏三极管导通，VA高压加在编程插座组(5)引脚P22、E26上；若存入数据为0，触发器(200)输出低电平，光耦开关(201)中发光二极管无电流通过，光敏三极管截止。编程引脚P22、E26上电压为TTL电平。
当引脚P22、E26需要高压且编程电压为VC时，首先在AB21和AB22上加负脉冲，使触发器(200)和(204)中存入0(低电平)，前者使光耦开关(201)中光敏三极管截止，后者使OC门(202)输出呈高阻态；在AB24线上加负脉冲，使触发器(207)中存入1.OC门(206)输出低电平，继电器(208)线圈通电，使触点J闭合，VC直接加在编程引脚P22、E26。如果触发器(200)和(207)输出均为低电平，编程引脚P22、E26出现TTL电平，电平高低取决于触发器(204)中存数状态，如果存数为0，引脚P22、E26上出现高电平(经由电阻R22和二极管D21取得)，存数为1时，引脚P22、E26上出现低电平。
数据读入时，AB23加负脉冲，编程插座组(5)中引脚P22、E26上出现的信号经由非门(203)和三态门(205)到达总线DB，读入处理单元(2)；C.单编程电源高低压输出单元电路(43)，此电路能实现高压输出与TTL电平输出，它的高压来自数控电压源(3)的VA或VB。在本编程器中，此电路用以控制P1，P2，P3，P4，P5，P6，P7，P8，P9，P10，P11，P13，M31，M26，E1，E22，E23，E24，M7，M25诸编程引脚的电压波形，其中M7，M25的编程电压为VB，其余引脚的编程电压为VA。下面以编程插座引脚P1和M7为例叙述此电路工作原理(图4)。
图4中(301)、(401)为光耦开关电路，可用3N42达林顿管光耦实施。(302)、(402)是耐高压的OC门，可用7406实施。(300)、(400)为存贮编程信息的触发器，可用74LS374芯片中的触发器实施，触发器的输出端Q分别经由限流电阻R31、R41接到光耦开关(301)、(401)的发光二极管正极，发光二极管的负极接地。编程电压VA和VB来自数控编程电源(3)，VA加在光耦开关(301)中光敏三极管的集电极；VB加在(401)中光敏三极管的集电极，光敏三极管的发射极与编程插座组的引脚P1或M7相联。为实现TTL电平输出，编程引脚P1和M7分别通过二极管D31、D41与电阻R32、R42接到＋5V，并分别通过R33和R43接地。TTL电平编程信息存于触发器(303)和(403)，它们都可由74LS374中的触发器实施。它们的D输入端与DB总线联接，选址信号分别为AB32和AB42。下面分别说明电路工作过程当引脚P1用作编程高压输出端时，首先在AB32线上加负脉冲，令触发器(303)中存入0(低电平)，使OC门(302)处于高阻状态。此后再陆续将编程时序数据送到DB总线，并按写入时序在AB31线上加负脉冲，使数据存入触发器(300)，若触发器(300)内存数据1，该触发器将输出高电平，电流流入(301)中发光二极管正极，使耦合的光敏三极管导通，高压VA加在编程插座引脚P1上；若存入数据为0，触发器(300)输出低电平，光耦开关(301)中发光二极管无电流通过，光敏三极管截止。光敏三极管截止后，P1上出现TTL电平，电平高低取决于触发器(303)中存数状态，如果存数为0，引脚P1上出现高电平(经由电阻R32和二极管D31取得)，存数为1时，引脚P1上出现低电平。
当引脚M7用作编程高压输出端时，首先在AB42线上加负脉冲，令触发器(403)中存入0(低电平)，使OC门(402)处于高阻状态。此后再陆续将编程时序数据送到DB总线，并按写入时序在AB41线上加负脉冲，使数据存入触发器(400)，若触发器(400)内存数据1，该触发器将输出高电平，电流流入光耦开关(401)中发光二极管正极，使耦合的光敏三极管导通，高压VB加在编程插座引脚M7上；若存入数据为0，触发器(400)输出低电平，发光二极管无电流通过，光敏三极管截止。光敏三极管截止后M7上出现TTL电平，电平高低取决于触发器(403)中存数状态，如果存数为0，引脚M7上出现高电平(经由电阻R42和二极管D41取得)，存数为1时，引脚M7上出现低电平。
D.单编程电源高压输出和带5V提升的数据读入单元电路(44)。此电路能实现高压输出与5V提升状态下的数据读入。在本编程器中，此电路用以控制P14，P15等编程引脚的电压波形，下面以编程引脚P14为例叙述此电路工作原理(图5)。
图5中(501)为光耦开关电路，可用3N42达林顿管光耦实施。(502)是可承受高压输入的门电路，可用MC1489实施。(500)为存贮编程信息的触发器，可由74LS374芯片中一个触发器实施，该触发器的输出Q经由限流电阻R51接到光耦开关(501)的发光二极管正极，发光二极管的负极接地。高压VA来自数控电压源(3)，此高压加在光耦开关(501)的光敏三极管的集电极，该光敏三极管的发射极与编程插座组(5)的引脚P14相联。该引脚通过二极管D51与电阻R52接到＋5V，使之在读入时有一个＋5V提升电压。为实现数据读入，引脚P14还接到非门(502)的输入端，它的输出端经过三态门(503)与DB总线联接。此电路工作过程如下
当编程引脚P14用作编程高压输出端时，将编程时序数据送到DB总线，按写入时序在AB51上加负脉冲，使数据存入触发器(500)，若触发器(500)内存数据1，触发器Q端输出高电平，电流流入光耦开关(501)中发光二极管正极，使耦合的光敏三极管导通，VA高压加在编程插座P14引脚上；若存入数据为0，触发器输出低电平，光耦开关(501)中发光二极管无电流通过，光敏三极管截止。
数据读入时，按读入时序在AB52线上加负脉冲，编程插座引脚P14上出现的信号经由非门(502)，三态门(503)和总线DB读入处理单元(2)；E.单编程电源高压输出和数据读入单元电路(45)。此电路能实现高压输出与数据读入。在本编程器中，此电路用以控制P16，P17，P18，P19，P23诸编程引脚的电压波形，下面以编程引脚P16为例叙述此电路工作原理(图6)。
图6中(601)为光耦开关电路，可用3N42达林顿管光耦实施。(602)是可承受高压输入的门电路，可用MC1489实施。(600)为存贮编程信息的触发器，可由74LS374芯片中一个触发器实施，该触发器的输出端Q经由限流电阻R51接到光耦开关(601)的发光二极管正极，发光二极管的负极接地。高压VA来自数控电压源(3)，此高压加在光耦开关(601)的光敏三极管的集电极，该光敏三极管的发射极与编程插座组(5)的引脚P16相联。为实现数据读入，P16还接到非门(602)的输入端，它的输出端经过三态门(603)与DB总线联接。此电路工作过程如下当引脚P16用作编程高压输出端时，将编程时序数据送到DB总线，按写入时序在AB61上加负脉冲，使数据存入触发器(600)，若触发器(600)内存数据1，触发器Q端输出高电平，电流流入光耦开关(601)中发光二极管正极，使耦合的光敏三极管导通，VA高压加在编程插座引脚上；若存入数据为0，触发器输出低电平，光耦开关(601)中发光二极管无电流通过，光敏三极管截止。
数据读入时，按读入时序在AB62线上加负脉冲，编程插座引脚P16上出现的信号经由非门(602)，三态门(603)和总线DB读入处理单元(2)。
权利要求1.一种松耦合型通用编程器，其特点是具有自备电源，经由RS232C串行口与主计算机通信，并能对多种可编程器件(PAL，GAL，EPROM和含EPROM的单片机)进行编程；该编程器由串行通信接口，以单片机8031为CPU的处理单元，数控编程电源，编程信息缓存与驱动电路，编程插座组以及电源等组成，其特征在于编程信息缓存与驱动电路由下列单元电路组成A.单编程电源高低压输出和数据输入单元电路；B.双编程电源高低压输出和数据输入单元电路；C.单编程电源高低压输出单元电路；D.单编程电源高压输出和带5V提升的数据输入单元电路；E.单编程电源高压输出和数据输入单元电路。
2.根据权利要求1所述的松耦合型通用编程器，其特征在于所用的单编程电源高低压输出和数据输入单元电路是由光耦器件，触发器，OC门，非门，三态门等组成；光耦器件用作编程电源开关，它的光敏三极管的集电极接编程电源，发射极接编程插座引脚及OC门输出端和非门的输入端；电路中一个触发器存贮并输出信号以控制编程电源开关，OC门的控制信息贮存在另一触发器内，触发器的D输入端和三态门的输出端与数据总线DB相联，在此电路控制下，编程插座引脚上可出现编程电源电压或TTL高低电平；此外，引脚上出现的电信号也可经由非门及三态门送到数据总线上。
3.根据权利要求1所述的松耦合型通用编程器，其特征在于所用的双编程电源高低压输出和数据输入单元电路是由光耦器件，触发器，继电器，OC门，非门，三态门等组成；光耦器件和继电器触点，分别用作不同的编程电源开关，光耦器件中的光敏三极管集电极接一个编程电源，发射极接编程插座引脚及OC门输出端和非门的输入端；电路中一个触发器存贮并输出信号以控制该编程电源开关，OC门的控制信息贮存在另一触发器内，继电器线圈通电由第3个触发器控制，二极管D22用于保护OC门免被高压击穿，继电器的触点控制另一个编程电源与编程插座引脚之间的联通，上述触发器的D输入端都与数据总线DB相联；在此电路控制下，编程插座引脚上可出现2组编程电源电压或TTL高低电平；此外，被编程器件输出的电信号也可经由非门及三态门送到数据总线上。
4.根据权利要求1所述的松耦合型通用编程器，其特征在于所用的单编程电源高低压输出单元电路是由光耦器件，触发器，OC门等组成；光耦器件用作编程电源开关，它的光敏三极管的集电极接编程电源，发射极接编程插座引脚及OC门输出端；电路中一个触发器存贮并输出信号以控制编程电源开关，OC门的控制信息贮存在另一触发器内，触发器的D输入端都与数据总线DB相联，在此电路控制下，编程插座引脚上可出现编程电源电压或TTL高低电平。
5.根据权利要求1所述的松耦合型通用编程器，其特征在于所用的单编程电源高压输出和带5V提升的数据读入单元电路是由光耦器件，触发器，非门，三态门，提升电阻等组成；光耦器件用作编程电源开关，它的光敏三极管集电极接编程电源，发射极接编程插座引脚和非门的输入端，电路中触发器存贮并输出信号以控制编程电源开关，触发器的D输入端和三态门的输出端与数据总线DB相联，在此电路控制下，编程插座引脚上可出现编程电源电压；此外，编程插座引脚上的电信号也可经由非门及三态门送到数据总线上。
6.根据权利要求1所述的松耦合型通用编程器，其特征在于所用的单编程电源高压输出和数据读入单元电路是由光耦器件，触发器，非门，三态门等组成；光耦器件用作编程电源开关，它的光敏三极管集电极接编程电源，发射极接编程插座引脚和非门的输入端；电路中触发器存贮并输出信号以控制编程电源开关，触发器的D输入端和三态门的输出端与数据总线DB相联，在此电路控制下，编程插座引脚上可出现编程电源电压；此外，编程插座引脚上的电信号也可经由非门及三态门送到数据总线上。
专利摘要本实用新型涉及一种松耦合型通用编程器，其特点是具有自备电源，经由RS232C串行口与主计算机通信，并可对多种可编程器件(PAL，GAL，EPROM和含EPROM的单片机)进行编程。
本实用新型由串行通信接口(1)，以单片机8031为CPU的处理单元(2)，数控电压源(3)，编程信息缓存与驱动电路(4)，编程插座组(5)以及电源(6)等几部分组成，说明书在一般叙述了本编程器工作过程后，详细分类叙述了作为本实用新型特征的编程信息缓存与驱动电路工作原理，该信息缓存与驱动电路也适用于各种需要高低压快速切换场合。
文档编号G06F9/00GK2128752SQ9222697
公开日1993年3月24日 申请日期1992年7月11日 优先权日1992年7月11日
发明者王邦柱, 王雷 申请人:王邦柱, 王雷