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 |
0 |
0 |
下载启动模式 |
1 |
X |
FLASH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 |
DTR |
GPIO0 |
RTS |
CHIP_PU |
TXD |
RXD |
RXD |
TXD |
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:CH341SER.EXE - 南京沁恒微电子股份有限公司)
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
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