一种USB口通信模式与烧录模式自动切换的电路的

本发明涉及程序烧录，具体为一种usb口通信模式与烧录模式自动切换的电路。背景技术：1、在电子产品的制造过程中，我们常常使用单片机或arm控制器。这些控制芯片在初始状态下并没有任何程序。为了使单片机或arm芯片按照我们设计的功能执行操作，我们需要将预先编写好的程序文件烧录到控制器芯片中，这个把程序代码固化到非易失存储器的过程称为程序烧录。2、产品无论是研发调试，还是量产出货，程序烧录都是其中的关键步骤。常见的程序烧录方式有三种：3、isp(in-system programming)：在系统编程，使用芯片内置的引导程序(bootloader)加上外围usb/uart/spi等接口进行烧录。4、icp(in-circuit programmer)：在电路编程，使用swd/jtag接口。5、iap(in-application programming)：指mcu/mpu/cpu等芯片可以在系统中获取新代码并对自己重新编程，即用程序来改变程序,也称ota。6、基于usb接口普及性、易用性，通过usb接口进行程序烧录变得越来越流行，支持usb接口烧录的芯片也越来越多。芯片出厂时，就固化了引导程序。引导程序通过判断上电时boot管脚的电平状态，执行不同的分支程序，可以从usb接口下载用户程序，也可以从emmmc、flash等非易失存储器中读取启动程序。7、当前采用usb接口进行程序烧录时：usb接口需要在正常通信通道和usb下载口之间切换；芯片的boot管脚需要在正常启动模式和usb下载模式之间切换。目前实现这两个切换主要有如下三种方法：8、跳电阻：电路设计时，连接到usb下载口和连接到通信对端器件各增加一组零电阻。通过焊接不同的电阻来实现数据通道切换。同时芯片boot脚同时设计上拉和下拉，通过焊接不同的电阻来实现正常启动模式和usb下载模式切换。9、短路跳线帽：电路设计时，连接到usb下载口和连接到通信对端器件各增加一组2位插针。通过把短路跳线帽插在不同的插针上来实现数据通道切换。同时芯片boot脚同时设计2位插针到上拉和下拉电阻，通过把短路跳线帽插在上拉或者下拉位置来配置高低电平，从而实现正常启动模式和usb下载模式切换。10、拨码开关：电路设计时，usb下载口和通信对端器件都连接到4位拨码开关。通过不同的拨码来实现数据通道切换。同时芯片boot脚连接到拨码开关的，拨码on则上拉，拨码off则下拉，不同的拨码可以实现不同的高低电平组合，从而实现正常启动模式和usb下载模式切换。11、上述三种切换方案各有优势，但存在一个共同的缺陷：模式切换时，需要人为干预，或手工焊接，或手工插拔，或手工拨码。现有实现方案存在切换效率低，易出错等固有弊病，不利于产品大规模生产、调试。12、经检索，申请号为202121995422.9的专利公开了一种量产烧录单片机的模式自动切换电路，设置有通过电平配置判断启动模式的第一启动引脚boot_mode0、第二启动引脚boot_mode1、烧录接口电源5v_usb、第一mos管q1、第二mos管q2、第三mos管q3、电连接于控制单元的工作电源vcc_in和电连接于控制单元的在工作电源vcc_in上电后间隔设定的时间自动上电的电源vcc，本实用新型实现烧录接口上电即可烧录，断开烧录接口又可以立即解除烧录模式，实现单片机的启动模式的自动切换，适合大批量生产的应用场合。13、上述方案只适合单片机的烧录、只实现boot管脚状态的自动切换、且对于控制两个boot管脚状态的切换，需要三个mos管，电路更为复杂，因此我们需要提出一种usb口通信模式与烧录模式自动切换的电路。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种usb口通信模式与烧录模式自动切换的电路，实现了usb数据通道和boot管脚高低状态自动适配，从而达到了程序烧录无需人为干预，板卡自动进入和退出烧录模式的效果；本电路引入到板卡设计中，可以节省板卡程序烧录前的准备工作时间及烧录后恢复正常状态的时间，同时避免因人为操作引起的失误、损坏、遗忘，可以大大提高烧录效率；且电路原理清晰，器件常规，成本低廉，易于实现，既实现了boot脚状态自动切换，还实现了数据通道自动切换，不占用usb接口资源，且本电路只需1个三极管和1个mos管，电路更精简，以解决上述背景技术中提出的问题。2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种usb口通信模式与烧录模式自动切换的电路，包括待烧录芯片的usb接口、晶体管电路、usb模拟开关、usb座和通信对端设备，所述晶体管电路和usb模拟开关均与usb接口连接，所述usb模拟开关的公共端连接在usb接口上，所述usb模拟开关的输出端口一与通信对端设备连接，所述usb模拟开关的输出端口二与usb座连接，所述usb座上的电源线通过电阻连接在usb模拟开关的控制端上，所述usb座的下载线连接在晶体管电路上。3、优选的，所述usb座包括接线端子usb1，所述接线端子usb1的6脚和7脚均接地，所述接线端子usb1的1脚接5v电源，且所述接线端子usb1的1脚上串接有电阻r1和电阻r2。4、优选的，所述usb模拟开关包括芯片u1，所述芯片u1的1脚连接在电阻r1和电阻r2的接线端上，所述电阻r1和电阻r2接地，所述电阻r1的阻值为1k欧姆，所述电阻r2的阻值为10k欧姆。5、优选的，所述芯片u1的3脚连接在接线端子usb1的2脚上，所述芯片u1的7脚连接在接线端子usb1的2脚上，所述芯片u1的9脚与10脚之间串接有电阻r3和电容c1，且所述芯片u1的10脚接5v工作电压。6、优选的，所述usb接口上设置有用于通过电平配置判断启动模式的启动脚boot_1和启动脚boot_0，所述晶体管电路包括pmos管q1和npn三极管q2，所述pmos管q1的源极s接3.3v电源，所述npn三极管q2的基极上连接有接5v电源的电阻r8。7、优选的，所述pmos管q1的源极s与npn三极管q2的发射极之间连接有电阻r5，所述pmos管q1的栅极g与npn三极管q2的发射极之间连接有电阻r6。8、优选的，所述pmos管q1的漏极d上连接有电阻r4，所述npn三极管q2的集电极上连接有电阻r7，所述电阻r4的一端连接在启动脚boot_1上，所述电阻r7的一端连接在启动脚boot_0上。9、优选的，所述晶体管电路还包括连接成闭合回路的电阻r9、电阻r10、电阻r11和电阻r12，所述启动脚boot_1连接在电阻r9与电阻r12的接线端上，所述启动脚boot_0连接在电阻r10与电阻r11的接线端上。10、优选的，所述电阻r9与电阻r10的接线端接地，所述电阻r11和电阻r12的接线端接3.3v电源。11、优选的，所述电阻r4和电阻r8的阻值均为1k欧姆，所述电阻r5、电阻r9和电阻r11的阻值均为10k欧姆，所述电阻r6的阻值为100k欧姆，所述电阻r10和电阻r12均为不贴片的电阻。12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：13、本发明实现了usb数据通道和boot管脚高低状态自动适配，从而达到了程序烧录无需人为干预，板卡自动进入和退出烧录模式的效果；本电路引入到板卡设计中，可以节省板卡程序烧录前的准备工作时间及烧录后恢复正常状态的时间，同时避免因人为操作引起的失误、损坏、遗忘，可以大大提高烧录效率；且电路原理清晰，器件常规，成本低廉，易于实现，既实现了boot脚状态自动切换，还实现了数据通道自动切换，不占用usb接口资源，且本电路只需1个三极管和1个mos管，电路更精简。