WCH@TECH39 发表于 2022-4-21 13:51

免外围电路ESP32/ESP8266系列单片机串口一键下载方案

本帖最后由 WCH@TECH39 于 2022-4-21 13:54 编辑

免外围电路ESP32/ESP8266系列单片机串口一键下载方案一、概述CH340X、CH343、CH342等USB转串口芯片支持免外围电路ESP32/ESP8266等单片机串口一键下载功能，对此类支持多模式启动的单片机，无需外围三极管等逻辑控制电路，将芯片提供的输出信号脚直连MCU的BOOT控制引脚（GPIO0）与CHIP_PU芯片使能引脚（EN）即可实现MCU BOOT和APP模式的控制切换和固件下载。
二、方案特点
[*]电路精简可靠，串口上电、掉电、打开、关闭等操作均不影响MCU运行模式。传统一键下载电路需要2个三极管配合使用以保持BOOT常态低电平以及防止串口软件开关时MCU误复位或误进BOOT下载模式。
[*]ESP系列单片机原有下载软件可直接使用，无需更改。
[*]支持自动下载。利用USB的热插拔特性和CH343PT库，可在软件端实现USB设备插入后自动下载。
[*]提供QFN16、ESSOP10、SOP16等封装，还可定制封装。
[*]CH340X支持5V耐压和防向内电流倒灌。
[*]CH343支持串口IO独立供电，可支持5V/3.3V/2.5V/1.8V等串口通讯，支持防向内电流倒灌。待机模式下最低功耗仅2uA。


三、下载原理及电路说明ESP系列MCU启动模式：
GPIO0（默认上拉）GPIO2（默认下拉）说明
00下载启动模式
1XFLASH启动模式

MCU为低电平复位，硬件上需要满足MCU复位后自动进入“串口下载”模式。下载时序示意图：
CH340X/CH343P和MCU串口连接参照：
CH340X/CH343P引脚ESP32/8266系列MCU引脚
DTRGPIO0
RTSCHIP_PU
TXDRXD
RXDTXD


基于CH340X实现的ESP32/8266系列MCU一键下载电路
基于CH343P实现的ESP32/8266系列MCU一键下载电路   

进行一键下载时，计算机端下载软件打开串口，先设置DTR#（IO0）为低电平、设置RTS#（EN）为低电平、再高电平，MCU自动复位进入BOOT下载程序。下载完成后，需恢复DTR为高电平、设置RTS#（RESET）为低电平、再高电平，MCU自动复位后正常运行应用程序。注：
[*]CH340X芯片，5#脚和6#脚之间串接3～5.6KΩ电阻时#6脚会自动切换为推挽输出的DTR#功能，引脚默认为强高电平，由应用程序设置DTR引脚输出高低电平。
[*]CH340X的串口电压由芯片VCC供电电压决定，CH343的串口电压由芯片VIO供电电压决定，使用时需注意电压匹配。
[*]需配合CH341SER V3.7及以上版本驱动使用。（下载链接：http://www.wch.cn/downloads/CH341SER_EXE.html)

四、下载软件及演示效果ESP32系列单片机配合flash_download_tool软件下载演示

wangshujun 发表于 2022-4-22 12:17

这个usb不上电时两个控制脚什么特性？不连接usb上电时什么特性，这些对于下载电路还是影响很大的

WCH@TECH39 发表于 2022-4-23 22:37

您好，如上方案所用USB转串口芯片CH340和CH343在芯片上电时，USB连接或未连接情况下均保持高电平，也即ESP32的EN和GPIO0保持高。不会影响MCU的默认运行状态。

乐鑫芯片模组 发表于 2022-4-23 23:37

ESP32-S3芯片模组是双核的，接口丰富

coderdd 发表于 2022-4-27 18:47

CH340E支持吗

WCH@TECH39 发表于 2022-4-28 11:25

您好，该复用功能仅CH340X支持。若有样品需求，可联系我司商务同事申请。

tail066 发表于 2022-5-7 17:00

8266怎么用的？能否详细讲解下

wangshujun 发表于 2022-5-9 09:36

乐鑫的那两个三极管，主要是解决当usb芯片失电后，避免内部的寄生二极管拉低目标芯片
其实就是一个真开漏需求，不知道是不是完全对等

WCH@TECH39 发表于 2022-5-9 10:15

ESP32的2个三极管，主要为了解决应用软件兼容性问题。可以在其官网网站查看相关说明。若采用直连电路，大部分应用软件打开串口会设置DTR和RTS有效，这样会导致单片机误进Boot或误复位。如上新方案是芯片配合串口驱动，提供专用模式，可以实现直连模式下下载调试。

zhousun 发表于 2022-5-14 09:43

EN和io如何和官方软件匹配？没有看到对RTS等引脚设置

lidi911 发表于 2022-5-14 19:08

沁恒的片子设计上很简单

wangshujun 发表于 2022-5-14 21:59

WCH@TECH39 发表于 2022-5-9 10:15
ESP32的2个三极管，主要为了解决应用软件兼容性问题。可以在其官网网站查看相关说明。若采用直连电路，大部 ...

你说的是其中一个模式,在电池应用的时候,不给usb芯片供电,这时usb内置的钳位特性会导致无法运行
软件设置是一个工况状态,掉电也是一个,必须要做处理
如果按照你现在的描述,你们这个芯片解决了一部分问题,直接usb供电工况是安全的

WCH@TECH39 发表于 2022-5-15 21:24

您指的是USB转串口芯片的电源不接入时是否会影响单片机的默认上电后工作模式吧？ESP系列单片机执行用户区代码默认IO0和EN都是高电平，如上方案即使USB转串口芯片不上电，仅连接串口和相关IO时也不影响单片机的各种启动模式的。目前基于该方案客户的应用已经很普遍了，您如果有此需要可申请样片测试下，有好的建议也欢迎随时与我们交流。

kmzuaz 发表于 2022-5-16 10:22

这个一键下载效果怎么样

typeof 发表于 2022-5-16 10:45

图一的方案用的最多了。

wangshujun 发表于 2022-5-16 11:02

WCH@TECH39 发表于 2022-5-15 21:24
您指的是USB转串口芯片的电源不接入时是否会影响单片机的默认上电后工作模式吧？ESP系列单片机执行用户区代 ...

不太理解，这个芯片的io内部没有到vcc的寄生二极管吗？

jtracy3 发表于 2022-5-16 11:11

这个看着不错，学习一下。

adolphcocker 发表于 2022-5-16 11:33

CH340X是必备的。   

xiaoyaozt 发表于 2022-5-16 12:04

CH340灌电流怎么解决呢

WCH@TECH39 发表于 2022-5-16 14:24

xiaoyaozt 发表于 2022-5-16 12:04
CH340灌电流怎么解决呢

关于灌电流的说明和解决方案可以参考下CH340的最新技术手册，在第7章节应用中有较完整的说明。对于单向倒灌和双向倒灌均有详细说明。链接：http://www.wch.cn/downloads/CH340DS1_PDF.html
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