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：

1. 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。
2. 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。
3. 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