为了改进 CH552/CH549 传统的 USB 下载方式,可以通过硬件改进的方式减少手动操作,提高进入 USB Bootloader 模式的可靠性。以下是几种优化方案:
1. 使用 RC 延时电路
思路:
利用 RC 电路的充放电特性,在上电或复位时自动产生符合 Bootloader 需求的按键时序,避免手动操作。
电路方案:
电阻 (R):提供限流,防止电流过大。
电容 (C):在上电瞬间提供短暂低电平信号,模拟按键按下效果。
示例电路(用于 P3.4 下载键):
P3.4 ----[10kΩ]----+---- GND
|
[1uF]
|
VCC
工作原理:
设备上电或复位时,电容初始为放电状态,P3.4 短时间内呈现低电平(模拟按键按下)。
之后电容充电,P3.4 恢复高电平(模拟按键释放)。
MCU 复位时会检测到 P3.4 低电平,从而自动进入 USB Bootloader 模式。
优点:
✅ 无需手动按键操作,自动触发进入 Bootloader。
✅ 硬件简单,成本低,仅需 1 个电阻 + 1 个电容。
缺点:
❌ RC 时间常数可能受元件参数变化影响,需要调试最佳 R 和 C 组合值。
❌ 可能在某些情况下误触发 Bootloader,影响正常运行。
使用简单逻辑门电路
思路:
使用一个与非门 (NOR) 或 与门 (AND),根据上电或复位信号自动触发 Bootloader 进入条件。
电路方案:
输入信号:复位信号(RESET)、USB 插入检测(VUSB)、手动按键(P3.4)。
逻辑控制:
当 USB 连接 + 复位时,自动进入 Bootloader。
仍然保留手动按键选项。
示例电路(使用 74HC32 OR 门):
pgsql
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RESET ---|>1|----+---- P3.4 (Bootloader 触发)
VUSB ----|>1|
工作原理:
当 USB 连接(VUSB = 1)并复位时,P3.4 自动变低,触发 Bootloader。
手动按键仍然可以单独使用,不影响自动进入方式。
优点:
✅ 结合 USB 连接状态,避免误触发 Bootloader。
✅ 仍然保留手动进入模式,兼容性更强。
✅ 逻辑稳定,时序更可控。
缺点:
❌ 需要额外的逻辑芯片(如 74HC32 或 74HC08)。
❌ 电路稍复杂,占用一定 PCB 空间。
使用 MOSFET 实现智能开关
思路:
利用 MOSFET 作为开关,通过 USB 插入信号控制 Bootloader 进入状态。
电路方案:
低功耗 MOSFET(如 2N7002)控制 P3.4 的状态。
USB 连接时,MOSFET 导通,使 P3.4 拉低,触发 Bootloader。
电路示意:
less
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VUSB ----[10kΩ]----+---- G
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[2N7002]
|
P3.4 (Bootloader 触发)
|
GND
工作原理:
USB 未连接时,MOSFET 关闭,P3.4 处于正常状态。
USB 连接后,VUSB 触发 MOSFET 导通,使 P3.4 低电平,从而进入 Bootloader。
优点:
✅ 仅在 USB 连接时进入 Bootloader,防止误触发。
✅ 不影响正常 MCU 运行,安全性高。
✅ MOSFET 体积小,适合集成。
缺点:
❌ 需要 MOSFET 选型,确保兼容低压驱动。
❌ 可能需要调整 USB 连接检测机制,以确保 Bootloader 正常进入。
4. 结合软件改进
无论哪种硬件改进方案,都可以结合软件优化,比如:
在固件中检测 USB 连接并手动进入 Bootloader(通过软件复位)。
使用 EEPROM 标志位:在应用程序中设置进入 Bootloader 的标志位,复位后自动跳转 Bootloader。
总结[td]方案 | 主要特点 | 优点 | 缺点 | RC 延时电路 | 通过电容充电特性模拟按键 | 硬件简单、成本低 | 可能误触发,时间参数需调试 | 逻辑门电路 | 结合 USB 连接状态判断 Bootloader 进入 | 逻辑稳定,避免误触发 | 需要额外芯片,占 PCB 空间 | MOSFET 控制 | 通过 USB 连接智能触发 Bootloader | 仅在 USB 连接时触发,可靠性高 | 需要合适的 MOSFET 选型 |
综合来看,RC 延时电路适用于最简单的优化,逻辑门和 MOSFET 方案则更适合高可靠性需求,具体选择取决于电路设计需求和成本考虑。
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