USB_CH340一键下载电路

1、CH340概述

CH340是一个USB总线的转接芯片，可实现USB转串口或者USB转打印口。

2、CH340芯片特点

• 全速USB设备接口，兼容USBV2.0。
• 仿真标准串口，用于升级原串口外围设备，或者通过USB增加额外串口。
• 计算机端Windows操作系统下的串口应用程序完全兼容，无需修改。
• 硬件全双工串口，内置收发缓冲区，支持通讯波特率50bps～2Mbps。
• 支持常用的MODEM联络信号RTS、DTR、DCD、RI、DSR、CTS。
• 通过外加电平转换器件，提供RS232、RS485、RS422等接口。
• CH340R芯片支持IrDA规范SIR红外线通讯，支持波特率2400bps到115200bps。
• 内置固件，软件兼容CH341，可以直接使用CH341的VCP驱动程序。
• 支持5V电源电压和3.3V电源电压。
• CH340C/N/K/E/X/B内置时钟，无需外部晶振，CH340B还内置EEPROM用于配置序列号等。
• 提供SOP-16、SOP-8和SSOP-20以及ESSOP-10、MSOP-10无铅封装，兼容RoHS

3、CH340系列芯片

注：

• CH340C、CH340N、CH340K、CH340E、CH340X和CH340B内置时钟，无需外部晶振。
• CH340B内置EEPROM用于配置序列号，以及部分功能可定制等。如需小体积建议用CH343P。
• CH340K内置三只二极管用于防止独立供电时MCU通过I/O引脚对CH340电流倒灌。
• CH340K的底板是0#引脚GND，是可选连接；3#引脚GND是必要连接。
• CH340X基于CH340E改进，增加了3.3V供电时的IO耐受5V特性。
• CH340X的6#引脚如果外加电阻可以将6#引脚从TNOW切换为DTR#，两种配置详见5.3节。
• CH340C如果批号4开头且末3位大于B40，则可为8#引脚加4.7KΩ下拉电阻将其改为DTR#。
• CH340R提供反极性TXD和MODEM信号，已停产。
• CH340的USB收发器按USB2.0全内置设计，UD+和UD-引脚建议不要额外串接电阻。

4、CH340引脚定义

在设计中，主要关注UD+、UD-、TXD、RXD、DTR# 、RTS#的连接。

5、CH340传统的一键下载电路

这里以CH340C为例：

5.1、Stm32串口下载

DTR#和RTS#都是输出类型，
FlyMCU(一键下载工具)，会控制CH340这两个引脚的高低电平状态，通过控制DTR#和RST#这两个引脚的高低电平状态，从而控制STM32的BOOT0 和 RESET。
用万用表测量可知，DTR#、RST#初始状态的时都是高电平，在启用下载的时候，DTR#维持高，RST#拉低，此时两个三极管Q2 和Q3 导通，那么BOOT0 为高电平，RESET为低电平复位，然后DTR#变低，Q2不导通，复位结束，此时BOOT0 为高电平。由启动模式可知，stm32的启动模式变为从系统存储器启动，启用串口下载，STM32 和 MCUISP下载软件进行通信，进行代码下载，等到代码下载结束时 RST#先变为高电平，然后DTR#在变成高电平。 如果DTR#先变成高电平，那么会在一次产生复位。

BOOT1	BOOT0	启动模式	启动地址	说明
X	0	主闪存存储器Flash	0x0800 0000	中断向量表定位于FLASH区，主闪存被选为启动区域，最常用，用户代码。同时复位后PC指针位于0x2000000处
0	1	系统存储器	0x1FFF F000	系统存储器被选为启动区域，程序功能由厂家设置。中断向量表定位于内置Bootloader区，此时可通过串口下载程序的二进制文件到flash区
1	1	内置SRAM	0x2000 0000	内置SRAM被选为启动区域，中断向量表定位于SRAM区，同时复位后PC指针位于0x2000000处

5.2、ESP32串口下载

ESP32-S3支持串口下载，由于电脑没有串口接口，所以需要一个USB转串口芯片CH340C，该芯片支持一路usb转串口ttl，带有RTS、DTR控制引脚，内部集成晶振大大简化了外部电路。

根据ESP3S3数据手册，进入串口下载模式需要在上电前拉低IO0，上面介绍了CH340C带有RTS、DTR引脚，可以在加入开关控制电路来实现自动复位和拉低IO0，UMH3N芯片内部带有两个三极管并且集成偏置电压，如电路所示利用CH340C的RTS、DTR引脚可以实现自动下载程序。

5.3、注意

供电 - 注意事项

• 使用USB的5V电源为CH340供电时：VCC接USB的5V，V3 引脚需外接 0.1uF去耦电容，以使用CH340自身的降压对芯片的工作供电。
• 使用外部 3.3V电源为CH340供电时：VCC与V3短接，一同连接到外部的3.3V电源上。
  一般情况下，电源推荐使用（1）的方式，电路简单，静态功耗小，且易于CH340的上电掉电。
  而如果对通信电平有严格的3.3V要求，则需要用第（2）种供电方式。

通信电平 - 注意事项

• 使用USB的5V电源为CH340供电时：CH340各引脚的电平为 5V。

• 使用外部 3.3V电源为CH340供电时：CH340各引脚的电平为 3.3V。

如果对通信电平有严格的3.3V要求，建议使用 【外部3.3V供电】。可见手册：

实际测量，使用USB-5V供电时，CH340各引脚的电平接近5V，直接与3.3V通信电平的器件连接时需注意电流倒灌和电平兼容。

6、免外围电路下载

链接: 免外围电路的单片机串口一键下载方案

链接: 串口一键下载方案（CH340）——免外围电路的CH32F/CH32V/STM32F系列单片机