关于ESP8266自动下载和CH340的几件事

最近在玩ESP8266，做了些东西，比如考研倒计时器、网络闹钟、网络灯(用手机控制亮度)、气象站等等。

ESP8266本身挺简单的，倒是这个自动下载电路，我还是第一次玩，以前玩51也用过串口下载，都是自己冷启动，玩STM32用的ST-LINK，直接下载。

现在才发现其实可以设计一个自动下载电路，根据不同的MCU下载的条件不同，电路设计也有区别。

这里我就简单说一下ESP8266的自动下载电路以及CH340芯片的一个坑。

原理图如下：

使用的是CH340C，实际上其他型号也差不多，CH340C相比CH340G就是少用个晶振。

可以看到相比普通的串口，此电路中将CH340的RTS（注意不是RST）和DTS引出，通过右侧电路，构成自动下载电路。

那么ESP8266如何进入下载模式呢。很简单，两句话。

1.在复位上升沿时，如果BOOT为1，则进入运行模式，此时内部程序正常运行。

2.在复位上升沿时，如果BOOT为0，则进入运行模式，此时可通过串口下载程序。

那么要想进入下载模式，一开始我的想法是应该是RST和BOOT都为0，然后RST置为1，这样RST就有一个上升沿，且BOOT为0。这句话先放这，我们再来看。

那么现在分析一下右侧电路逻辑。

DTR = 0，RTS = 0，此时Q1截止，Q2截止，RST= 1，BOOT= 1；
DTR = 0，RTS = 1，此时Q1截止，Q2导通，RST= 1，BOOT= DTR = 0；
DTR = 1，RTS = 0，此时Q1导通，Q2截止，RST= RTS = 0，BOOT= 1；
DTR = 1，RTS = 1，此时Q1截止，Q2截止，RST= 1，BOOT= 1；

你会发现无法出现RST= 0，BOOT= 0。但是我们上面分析中需要RST= 0，BOOT= 0，好像无解啊。那么这个电路怎么实现ESP8266自动下载呢。

在官方的 SDK 中的下载脚本源码中有如下代码：

def _connect_attempt(self, mode='default_reset', esp32r0_delay=False):""" A single connection attempt, with esp32r0 workaround options """# esp32r0_delay is a workaround for bugs with the most common auto reset# circuit and Windows, if the EN pin on the dev board does not have# enough capacitance.## Newer dev boards shouldn't have this problem (higher value capacitor# on the EN pin), and ESP32 revision 1 can't use this workaround as it# relies on a silicon bug.## Details: https://github.com/espressif/esptool/issues/136last_error = None# If we're doing no_sync, we're likely communicating as a pass through# with an intermediate device to the ESP32if mode == "no_reset_no_sync":return last_error# issue reset-to-bootloader:# RTS = either CH_PD/EN or nRESET (both active low = chip in reset# DTR = GPIO0 (active low = boot to flasher)## DTR & RTS are active low signals,# ie True = pin @ 0V, False = pin @ VCC.if mode != 'no_reset':self._setDTR(False)  # IO0=HIGHself._setRTS(True)   # EN=LOW, chip in resettime.sleep(0.1)if esp32r0_delay:# Some chips are more likely to trigger the esp32r0# watchdog reset silicon bug if they're held with EN=LOW# for a longer periodtime.sleep(1.2)self._setDTR(True)   # IO0=LOWself._setRTS(False)  # EN=HIGH, chip out of resetif esp32r0_delay:# Sleep longer after reset.# This workaround only works on revision 0 ESP32 chips,# it exploits a silicon bug spurious watchdog reset.time.sleep(0.4)  # allow watchdog reset to occurtime.sleep(0.05)self._setDTR(False)  # IO0=HIGH, donefor _ in range(5):try:self.flush_input()self._port.flushOutput()self.sync()return Noneexcept FatalError as e:if esp32r0_delay:print('_', end='')else:print('.', end='')sys.stdout.flush()time.sleep(0.05)last_error = ereturn last_error

代码很明了了。也就是两个过程：

1.设置 DTR = 1，RTS = 0，此时 Q1 导通，Q2 截止，RST= RTS = 0，BOOT= 1，芯片掉电复位；

2.设置 DTR = 0，RTS = 1，此时 Q1 截止，Q2 导通，RST= 1，BOOT= 0，芯片重新上电；

当时我就懵了，因为按照代码，逻辑图如下

在RST上升沿时BOOT才刚下降，这是不是有点太冒险了、后来我想了想，考虑到RST有电容的存在，有充放电的过程，BOOT是没有电容的，所以下图才是正确的。

可以看到，在RST判定为1时，BOOT为0。此时就进入下载模式了。

OK，到这里ESP8266和ESP32的自动下载电路就分析完了，其实设计其他MCU的串口自动下载电路思路大抵相同，需要补充的是，CH340的辅助引脚是由上位机控制的，所以设计电路就需要了解上位机控制逻辑。

最后还有个CH340的坑。我在做好我的小设计后，本来以为能愉快的玩耍了，直到今天我做了个带电池的闹钟，才发现一个问题。

前几个小作品没有用到电池，闹钟用到了。没有电池的作品直接用USB供电，同时USB也是CH340串口。而带电池的闹钟，USB可以供电，也是CH340串口，同时也能使用电池供电。

区别就在于没有电池时，直接插上USB后，供电和通信同时进行，有电池时，插上USB后，只增加了通信。坑来了，后者由于有电池已经开始运行了，插上USB后，CH340会通过自动下载电路给ESP8266一个复位。

这时就很难瘦了，假如我代码都写好了，平时电池供电正常用着呢，这时我要电池充电了，于是插上USB，结果CH340直接给我复位了，虽然说复位并不会影响闹钟的时间、设置什么的（因为关键数据我保存到FLASH了），但是插上USB充电就复位也太坑了吧。

而且我的闹钟在响铃时，只要插上USB，立马复位，于是闹钟不响了。

说这么多，归根结底就是插上USB后，CH340和电脑连接正常，于是给RTS#一个低电平，通过下载电路，RST为0，于是芯片复位。

解决办法很简单（但我百度找了很长时间，终于找到问题所在），那就是。。。。。。。更新CH340驱动。。。。。。

噗，哈哈，没错，就是驱动问题，必须要2019年的驱动（截止2021/5/13，WCH官网最新的驱动是2019年的），所以这个问题属于WCH公司自己的锅。

我反复安装2014年版本（就是以前买各种板子淘宝卖家送的资料包里的）以及我在WCH官网下载的最新2019版，反复测试后，确定就是驱动问题。

为了避免其他问题，哪怕你没有我上面说的这个困扰，也把CH340驱动更新一下吧，说不定还有其他的坑。

贴一下下载地址，我知道你懒得找：http://www.wch.cn/downloads/CH341SER_ZIP.html

点进去就是最新驱动下载页面。

哦对了，实测CP210x系列没有这个问题，CP210x还是稳啊，目前我的CP210x驱动是2016年的。

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