文章目录

1、简介
2、安装USB转串口驱动
3、硬件连接
4、开始下载
5、ISP 一键下载原理分析
- 5.1、ISP 简介
- 5.2、ISP 普通下载
- 5.3、BOOT配置
- 5.4、ISP 一键下载

1、简介

开发板自带串口下载电流，配合上位机可实现一键 ISP 下载，不需要修改开发板上的 BOOT 设置。与仿真器相比，ISP只能下载程序，不能在线调试且下载速度慢。

2、安装USB转串口驱动

STM32开发板用的 USB 转串口的驱动芯片是 CH340，要实验串口得先在电脑中安装USB转串口驱动—CH340版本。驱动可在网上搜索下载。WIN7用户请用管理员身份安装。如果不能安装成功，请先百度赵原因自行解决。

如果USB转串口驱动安装成功，USB线跟板子连接没有问题，在计算机->管理->设备管理器->端口中可识别到串口。

如果识别不了串口，请检查USB线是否完好，可换一根USB线试试。

3、硬件连接

用 USB 线连接电脑和开发板的 USB 转串口接口：USB TO UART，给开发板上电。

4、开始下载

打开 MCUISP 软件，配置如下：

①搜索串口，设置波特率微 115200（尽量不要设置的太高）

②选择要下载的 HEX 文件

③校验、编程后执行

④DTR低电平复位，RTS高电平进入bootloader

⑤开始编程。如果出现一直连接的情况，按一下开发板的复位键即可。

程序下载成功，会自动运行，如果不自动运行，手动按开发板的复位按键即可。

5、ISP 一键下载原理分析

5.1、ISP 简介

ISP（In-System Programming）在系统可编程，指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，而不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可以用 ISP 方式擦除或再编程。

ISP 的时候需要用到(bootloader)自举程序，自举程序存储在 STM32 器件的内部自举 ROM 存储器（系统存储器）中。其主要任务是通过一种可用的串行外设（ USART、 CAN、 USB、 I2C 等）将应用程序下载到内部 Flash 中。每种串行接口都定义了相应的通信协议，其中包含兼容的命令集和序列。

5.2、ISP 普通下载

现在我们针对 USART1 的ISP进行分析，通常的 ISP 的步骤如下：

1、电脑通过 USB 转串口线连接 STM32 的USART1，并打开电脑端的上位机；

2、设置跳线保持 BOOT0 为高电平，BOOT1 为低电平；

3、复位单片机使其进入 bootloader 模式，通过上位机下载程序；

4、下载完毕，设置跳线保持 BOOT0 为低电平，BOOT1 为低电平；

5、复位单片机即可启动用户代码，正常运行。

以上步骤有个不好的地方就是下载程序需要跳线及复位操作，很繁琐。通过对 ISP 的原理认识，一键 ISP 就诞生了，它需要做的事情就是用上位机去控制 BOOT0 脚和单片机的复位脚，原理图如下：

5.3、BOOT配置

在 ISP 下载电路中，我们需要配置 BOOT 引脚，有关 BOOT 引脚不同的配置会产生不同的启动方式，具体见下表。

5.4、ISP 一键下载

USB 转串口估计大家都很熟悉，一般都是用到 RXD 和 TXD 这两个口，一键 ISP 电路中我们需要用 USB 转串口的芯片的 DTR 口和 RTS 口来控制单片机的 BOOT0 和 NRST，原理如下：

通过上位机控制 U6(CH340G)的 RTS 脚为低电平，Q1 导通，BOOT0 的电平上拉为高电平。
通过上位机控制 U6(CH340G)的 DTR 脚为高电平，由于 RTS 为低电平，Q2 导通， U18 的 2 脚为低电平，U18 为一个模拟开关，使能端由 4 脚控制，默认高电平，U18 的 1 脚和 2 脚导通，所以 NRST 为低电平系统复位。
单片机进入 ISP 模式，此时可以将 DTR 脚设置为低电平，RTS 设置为高电平。Q1 和 Q2 为截至状态，BOOT0 和 NRST 还原默认电平。
上位机将程序下载到单片机，下载完毕之后，程序自动运行。
至此，很多人还会认为 U18、Q1、Q2 是多余的，用 U6 的 RTS 和 DTR 直接控制也可以。正常情况下，这样理解没有问题，但是我们忽略了一点，就是单片机上电瞬间如果 USB 转串口连接了电脑，DTR 和 RTS 的电平是变化的，如果不处理好，单片机会一直进入 ISP 模式，或者系统会复位多次，这种情况是不允许的。
于是，就有了我们全新的一键 ISP 电路。我们主要是分析上电瞬间的逻辑关系，单片机上电时我们通过示波器观察波形得知 DTR 和 RTS 的电平是变化的，但是也有一个规律就是：只要 RTS 为低电平的时候，DTR 的电平也是低，因此一般情况 Q2 不会导通，但由于这两个 IO 口的电平存在“竞争冒险”，会出现 RTS 的下降沿的时候刚好遇到 DTR 的上升沿，这个时候 Q2 导通，导致系统复位，而 BOOT0 此时有可能也为高电平，就会进入 ISP 模式。这个是不受我们控制的，我们不想系统出现这样的情况。因此加入了模拟开关来切断这种干扰。
加入模拟开关 U18，通过控制 U18 的 4 脚的开关来达到隔离干扰电平的目的。下面我们分析一下延时开关电路，上电瞬间，电容 C65 通过电阻 R18 来充电，由于电阻 100k 很大，电容的充电电流很小，等电容充电达到 U18 的 4 脚的有效电平 2V 时，大概耗时 1S，在这个 1S 时间内 U18 的模拟开关是断开的，因此 RTS 和 DTR 的干扰电平不会影响到系统复位。系统正常运行。

注意：上位机需要这样设置，RTS 低电平进入BootLoader，DTR高电平进入复位

232标准：（MCUISP软件就是按照这个标准设计的）逻辑1：-3 ~ -15V，逻辑0：+3 ~ +15V

低电平进入BootLoader，DTR高电平进入复位**

232标准：（MCUISP软件就是按照这个标准设计的）逻辑1：-3 ~ -15V，逻辑0：+3 ~ +15V
TTL标准： 逻辑1：3.3V，逻辑0：0V，输出 L：<0.8V；H：>2.4V，输入 L：<1.2V；H：>2.0V

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