MOS管实现的STC自动下载电路

来源：互联网收集：自由互联发布时间：2022-05-31

STC MCU在烧录时, 需要断电重置后才能进入烧录状态, 通常是用手按开关比较繁琐. 如果利用STC-ISP在烧录开始时会拉低RTS的特性, 可以实现烧录开始时自动断电复位. 下面的电路适用于烧录

STC MCU在烧录时, 需要断电重置后才能进入烧录状态, 通常是用手按开关比较繁琐. 如果利用STC-ISP在烧录开始时会拉低RTS的特性, 可以实现烧录开始时自动断电复位. 下面的电路适用于烧录下载STC MCU. 目录

三极管配合 PMOS 管控制电路开关

STC MCU在烧录时, 需要断电重置后才能进入烧录状态, 通常是用手按开关比较繁琐. 如果利用STC-ISP在烧录开始时会拉低RTS的特性, 可以实现烧录开始时自动断电复位.

电路仿真测试

下面的电路适用于烧录下载STC MCU. 使用LTspice模拟. V2 为方波, 电压[0, 3.3V], 宽度1.5s

以下为模拟输出, 绿色为三极管基极电压, 红色为MOS管栅极(Gate)电压, 蓝色为负载(R1)两端电压.

对电路中元件的说明:

V2: 用于模拟开关的通断, MCU的高低电平
C1: 这个电容用于短时拉低三极管基极电压, 关闭三极管. C1值取值在1uF - 4.7uF之间, 值越小输出的截止时间越短, 值越大截止时间越长
C2: 是为了压制方波上行时造成的高电平毛刺, 不能太大, 取值 0.5uF - 1uF 即可
R4: 延长C1的充放电时间, 不能太小, 太小的话方波上升沿对C1叠加的电压太高会造成输出截止, 也不能太大, 太大的话输出截止时间太短, 最后可能就完全没有截止动作, 取值在 3K - 8K 之间
R3: 为了给三极管基极提供电压使其导通
R2和R6: 用于三极管限流和分压, 如果V1和V2没有压差, R6可以不要. 但是当V2小于V1时, 需要用R6将三极管的基极电压往上抬一点, 否则V2的下降沿会产生比较高的负电压.
R1: 模拟负载

电路的工作原理:

稳定工作时, 因为C1等价于断路, 所以三极管的基极电压为正, 三极管导通, 电流在R2和R6之间产生的分压, 使得PMOS管栅极电压差不多是1/2的V1, 因为栅极(Gate)电压低于源极(Source), PMOS管导通
当V2跳变为0V(可以等价为短路, 合上开关等), 电压突变时, C1视为通路, 立刻拉低三极管基极电压, 此时三极管断开, PMOS管栅极电压拉高到VCC, 因为与源极电压相等, PMOS管关闭
C1通过R3和R4充电后, 进入新的稳态, 等价于断路, 三极管的基极电压恢复为正, 三极管重新导通, R2和R6的分压再次拉低PMOS管栅极电压, PMOS管再次导通
当V2再次跳变回3.3V, 电压突变时, C1视为通路, 正电压叠加到C1上在三极管基极产生高于V2的电压(模拟中如果R3, R4较小, 可能会高出V1, 高出V1会导致PMOS管截止, 这种情况要避免), 只要三极管基极电压不高于V1, PMOS会继续保持导通

电路中V2可以换成一个微动开关, 或者用RTS控制, 实现在通讯前拉低RTS重启MCU.

电路原型测试

使用面包板对上面的电路进行测试

测试的情况:

因为2.2uF换成了4.75uF导致反向的电动势增大, 所以在输入端高低电平为[0, 3.3V]时工作正常, 但是在[0, 5V], 从低电平跳到高电平时LED有一个明显的闪烁, 反向的毛刺太高导致了MOS管出现通断变化. 将R2减小为5K, 拉低栅极电压基准, 这样在[0, 3.3V]和[0, 5V]都工作正常了.
同样电路, 仅替换SS8050为S9013, 运行结果一样.

测试视频: https://www.bilibili.com/video/BV19Y411F7CX

最终电路和实物电路图