[发明专利]多接口仿真编程器

说明书

技术领域

本发明属于微处理器应用领域，具体涉及一种微处理器仿真、编程、脱机程序下载的仿真编程器。

背景技术

目前微处理器市场百花齐放，比如ARM、AVR、PIC、8051、MSP430等等，极大推动了电子产品智能化。然而各个微处理器生产厂家通常会制定独特的仿真、编程方法，导致每选用一种微处理器都需要购买配套的仿真器。大部分仿真器必须连接计算机使用，不便产品的批量生产。有的产品售后阶段需要现场升级软件，需要能脱机工作的便携式编程器，称为ISP(在系统编程)和IAP(在应用编程)。目前微处理器、可编程器件仿真编程设备各自为政，导致用户重复投资等情况。

JTAG口是用于微处理器仿真、编程的国际标准，被主流单片机ARM、AVR、MSP430等所支持。JTAG口与SPI口相类似，而Atmel的AVR和8051均可通过SPI口进行ISP编程。

JTAG口可以通过计算机的并口，附加简单的电平缓冲转换而成。目前主流的微处理器厂家均推出有并口型的简易JTAG仿真器。

ISP编程和IAP编程目前的主流做法是通过USART(通用同步/异步收发器)。USART与RS232接口、串口基本上是同一个概念，具有软硬件实现成本低的特点。应用历史悠久。

USB接口是目前计算机的主流外设接口，已逐步取代传统的并口和串口。

发明应用过各种微处理器，提出本发明也因在实践中，常为没有价格合理、功能满足要求的仿真、编程设备发愁。以下是几点基础的观察结论：

1、JTAG口是主流的微处理器仿真、编程接口。如附图1中，JTAG有如下几个特点：

i.可以对外供电，且有9根信号线可供使用，这为外接各种转接器提供了条件。

ii.通过适当的电平匹配电路，JTAG口可适应1.8~5.5V的目标系统电平，涵盖TTL、CMOS等电平。

iii.JTAG接口与SPI相兼容。

iv.JTAG口有20条接线，转接器插在上面有一定机械附着力。

2、市场上对应各种微处理器都有并口型的JTAG仿真编程器，作为最“经济”的开发方式，只要设备支持USB-并口转换功能，就拥有了许多配套的软件资源。比如H-JTAG、Wigger、ISP、MSP-FET430PIF等。问题是现在计算机带并口的越来越少。

3、RS232/USART串口的形式由于成本低廉，为绝大部分微处理器的ISP、IAP所支持。很多微处理器都固化了ISP程序，只要复位后满足一定条件，就会进入ISP程序运行，这时通过串口就可以把程序烧录到微处理器中。也可以通过JTAG口烧录一个BootLoader到目标微处理器FLASH中，使目标微处理器能支持ISP/IAP。

4、有的微处理器支持多种下载、仿真方式，但有的方式不是保证能用的。比如philips的LPC21xx系列arm，JTAG口有可能被用户程序禁止，此时只有通过串口ISP擦除芯片才能恢复JTAG仿真功能。而很多芯片由于串口ISP BootLoader程序是存储在FLASH中的，被意外擦除后串口ISP功能被禁止，只能通过JTAG重新写入串口ISP BootLoader程序。

综合以上几点，本发明提出的仿真编程设备集联机仿真、脱机下载于一体，集JTAG、串口接口于一体，且成本不高。

发明内容

本发明提出一种多接口、多功能、可升级、低成本的仿真编程设备。一站式满足微处理器选型、开发、生产、售后升级各个应用阶段对仿真编程工具的需求。

本发明规划的仿真编程设备结构如附图2：

本发明由控制单元101、USB接口102、显示屏103、键盘104、JTAG接口105、内部存储器106、电池107、电源电路108、串口109等几个主要部分及其间的衔接电路组成。DB9串口转接器201、SD卡适配器301、RS485接口转换器401等作为设备的扩充部分，为可选件。

控制单元101运行设备的基本管理程序和针对具体应用功能的应用软件。

USB接口102为标准的USB插座，有USB-B型和miniUSB-B型。

显示屏103、键盘104为人机接口。

JTAG接口105是本发明的基本仿真编程接口。其引脚功能除标准JTAG功能外，可复用、重定义为TTL/CMOS电平的SPI、USART等等接口。

内部存储器106是本发明的主要信息存储器。与控制单元的芯片存储器互为补充。

电池107和电源电路108提供整个设备的工作电源。