进行USB信号到UART信号转换的芯片有很多种，我们选用南京沁恒公司开发的CH341T芯片，我们可以登录南京沁恒公司的网站（http://winchiphead.com），下载CH341芯片的资料。从设计PCB板的角度，我们关心的是该芯片的管脚编号、管脚的类型以及芯片的封装形式，它的引脚图如下：
图2-18 CH341芯片引脚图
如图2-18所示，CH341芯片是一个20引脚的芯片，下面我们解释一下各个引脚的功能： 引脚引脚类名称 说明 号 型 VCC 13、20 电源 5V电源引脚 GND 11、12 电源 地线 在3.3V 电源电压时连接VCC 输入外部电源，V3 6 电源 在5V 电源电压时外接容量为0.01uF 退耦电容。 XI 9 输入 晶体振荡的输入端，需要外接晶体及振荡电容 晶体振荡的反相输出端，需要外接晶体及振荡XO 10 输出 电容 UD+ 7 双向 直接连到USB 总线的D+数据线 UD- 8 双向 直接连到USB 总线的D-数据线 ACT# 1 输出 USB 设备配置完成状态输出，低电平有效 开漏输芯片功能配置输出，内置上拉电阻，可以接串SCL 16 出 行EEPROM 配置芯片的SCL引脚 开漏输芯片功能配置输入，内置上拉电阻，可以接串SDA 15 出及输行EEPROM 配置芯片的SDA引脚 入 TXD 3 输出 串行数据输出 RXD 4 输入 串行数据输入，内置上拉电阻 TEN# 19 输入 串口发送使能，低电平有效，内置上拉电阻 RDY# 17 输出 串口接收就绪，低电平有效 TNOW 18 输出 串口发送正在进行的状态指示，高电平有效 三态输ROV# 2 串口接收缓冲区溢出，低电平有效 出 INT# 5 输入 自定义中断请求，上升沿有效，内置上拉电阻 三态输SLP# 14 睡眠状态输出信号，低电平有效 出 表2-1 CH341T引脚功能 利用CH341T芯片，可以把USB信号转换成UART信号或I2C信号，CH341T 的
具体功能由复位后的SCL引脚和SDA引脚配置芯片的功能：如果SDA悬空、SCL也悬空，则完成USB 转异步串口，仿真计算机串口的功能。CH341T芯片的XI和XO应分别接晶振的两端；UD+和UD-分别接USB接口的D+和D-引脚；ACT#通常接发光管，来指示CH341T芯片已完成配置工作；TXD引脚接单片机的RXD引脚；RXD引脚接单片机的TXD引脚；TEN#接低电平。其它功能引脚一般可以悬空。其典型电路如下：
图2-19 利用CH341T芯片进行USB转UART口电路图
三． 电源电路分析
前面说过，利用USB接口可以为下载电路提供电源，不过USB接口只提供5V电源电压，可是USB单片机既有5V电源的，也有3.3V电源的。所以在我们的下载电路中，设计了一个用来降压的稳压集成块1117芯片，由它的输出产生3.3V的电源电压。提供给单片机的电源信号，或为5V或为3.3V，由一个三脚跳线进行切换。
另外，在给单片机开始下载之前，CH341T就必须供电，而此时还不能给单片机供电。这时PC机通过CH341T不断给单片机发送下载数据流，然后给单片机进行上电复位（即给单片机加电），所以我们的下载电路还需要一个按键开关，按下开关后，才能让电源信号传递给单片机。
电源电路如下图所示：
图2-20 STC单片机下载电路中的电源电路
如图2-20所示，在下载电路的电源电路中，1117芯片用于产生3.3V电源电压。通过三脚跳线选择5V或3.3V供给单片机，在我们的电路中，其实只需要一个单刀单掷的按键开关，可是常见的按键开关都是双刀双掷的，所以我们也选用双刀双掷的按键开关，只不过把不用的引脚悬空而已。另外为了保护PC机的USB接口，我们把USB接口输入的5V电源信号与下载电路上的5V电源信号通过2Ω电阻进行隔离，避免因下载电路发生短路而烧毁PC机的USB接口。
我们考虑在下载电路板上安排一个40脚的锁紧插座，用于给DIP-40封装的单片机芯片进行下载编程，于是还需使单片机工作的复位电路和晶振电路。另外
为了给其它STC系列单片机进行在线下载编程，我们还在电路板上安置一个3脚插座，引出TXD、RXD和地线，即输出CH341T产生的UART口信号。 2.4
原理图设计的基本操作
从这一节我们开始STC系列单片机下载电路板的原理图设计，在这个电路板上主要的元器件包括：STC单片机（锁紧插座）、CH341T芯片、1117芯片、按键开关、跳线装置、USB接口、UART接口以及其它辅助元器件。
在这里要对单片机进行说明：我们在制作下载电路板时，在该板上并不放置单片机，实际放置的是一个40脚锁紧插座。当我们使用该电路板给DIP-40封装形式的STC单片机进行下载编程时，就把它放入缩进插座，并与辅助电路一起构成单片机系统，从而可以进行下载。由于40脚锁紧插座的管脚与DIP-40封装形式STC单片机的管脚一一对应，而单片机的各个管脚都有对应的名称，从而便于在原理图上的连接与分辨，于是在我们的电路图中，就用单片机元件替代锁紧插座元件。
一． 元件库的加载
下面我们首先放置STC单片机芯片及其附属电路（包括晶振电路和复位电路）。
OrCAD Capture CIS软件向我们提供了许多原理图元件，所以一些常见的元件如：电阻、电容、单片机、石英晶体等，它们被放在一些元件库文件中，我们可以加载这些元件库，然后再把相应的元件放到原理图上。
第一步我们要加载单片机元件所在的元件库文件，点击“Place→Part”，这是“Place Part”窗体会显现出来，如下图所示：
图2-21 Place Part窗口
图2-21的左半部是Place Part窗口刚刚显示的状态，我们看到在“Libraries”的栏目中只有“Design Cache”一项，而这项中并没有任何元件。
因为我们是初次接触OrCAD Capture CIS软件还不很清楚各种元器件位于什么元件库中，所以就从查找元件开始。先查找单片机元件，我们知道STC单片机是51系列单片机的后代，其DIP-40封装的单片机芯片与早期的8051芯片是引脚兼容的，所以我们就应该点击“Search for Part”按键，这时Place Part窗口变成图2-21的右半部的样子。在“Search for”栏目中键入“8051”，再按下回车键，就会开始查找工作，在找到该元件所在的库文件后，选中该库文件，再点击“ADD”按键，就可以加载8051芯片所在的“MICROCONTROLLER”库文件了。
我们知道，单片机必须有时钟振荡信号才能工作，因此还单片机还必须与石英晶体、电容相连；另外单片机芯片还需要复位电路才能工作，需要电阻、电容元件，因此我们还需要把这些元件所在的库文件加载进来。这次我们不进行查找了，而直接加入库文件：点击“Libraries”栏目上的库文件浏览图标，弹出如下对话框：
图2-22 库文件加载对话框
电阻、电容、石英晶体等元器件都位于“Discrete”库文件中，点击该项，将“Discrete”元件库文件加载进来。 二． 元件的放置
下面要在原理图上放置元件，放置8051芯片、石英晶体各一个，石英晶体旁边放置两个电容（准备构成单片机的晶振电路），在图纸的另外一处放置一个电阻和电容（准备构成单片机的上电复位电路）。其中电容选择CAP UP元件、石英晶体选择CRYSTAL元件、电阻选择R2元件。
放置时，首先在“Part List”列表中选择元件，点击Place Part窗口上的图标（或键入回车键）后，在鼠标上就会沾上一个元件，我们把鼠标移到原理图中相应的位置，按下鼠标左键，就把元件放在了原理图上；如果放弃放置，按下“Esc”键即可。
在原理图中，图纸的放大、缩小可以用工具栏上对应的图标来进行，也可以用按键来进行：按下“i”键，图纸放大；按下“o”键图纸缩小。
要删除在原理图中的元件，可以首先点击该元件，选中它，然后按下“delete”键进行删除；要移动某个元件，可以用鼠标直接拖动；要去除元件的拖动状态，用鼠标在原理图的空白处，点击一下就行了；要选中多个元件，可以在按着“ctrl”键时，用鼠标点击多个元件，这样就可以选中多个元件，也可以用鼠标拖出一个矩形，则矩形体内的元件就都被选中了，在这之后，可以对选中的多个元件进行移动、复制等工作。
要旋转某个元件时，可以先选中它，然后按下“r”键，这时所选中的元件，就会逆时针旋转90°；有时还希望吧元件进行左右（或上下）镜像对调，这时可以先选择某个元件，然后用鼠标右键点击该元件，在弹出的菜单项中选择“Mirror Horizontally”（或“Mirror Vertically”）项，就可以完成元件的镜像对调。
上述元件放置好以后，我们把电容和石英晶体的标称值进行修改。原本电容、石英晶体上的标称值与其元件的名称是一致的，电容都是“CAP UP”，石英晶体是“CRYSTAL”，电阻是R2。我们把石英晶体的标称值改成石英晶体的振荡频率值（单片机电路的石英晶体频率值为11.0592MHz）；石英晶体边上的两个电容值改成“47pF”；另一个电容值改为“1uF”，电阻值改成“10k”。 另外把单片机的