Esp32串口自动下载电路，嵌入式开胃菜，你学废了么

芯片程序下载的特定状态

芯片上电都是直接执行用户程序的。要想进行程序更新，就必须进入特定的串口下载状态。 Esp32 就是要求goio0拉低，然后启动。这样就进入了下载状态。

串口更新程序，是最通用的方式。但是启用这个模式大概率都需要在复位前，配置某一个或者某几个引脚。然后复位或者要求重新上电。这样就进入了下载状态。

串口自动下载电路

嵌入式工程师都会复用现有的资源去实现新的功能。这个串口自动下载电路，就是这样的一个例子。cp210x是有扩展的gpio口的。但是用起来就比较特例。当然，如果通用串口的一些引脚能够复用，那应该是更好的事情。但是，因为功能已经被定义了。所以，需要一些辅助电路进行兼容。防止引入新的问题。 esp32串口自动下载电路

这个图来自我买的esp32-s3的小板， chip_pu 是reset， gpio0是boot。他pdf上的真值表是错的。我就不贴出来了。两个三极管都是npn，只是为了好画图镜像了一下。可没有锁存器那么复杂。

boot reset

这里把两个引脚的其他电路也贴出来。因为如果仅仅是简单逻辑，可能就不会迷糊了那么多人。因为三极管电路是一个数字电路。这个纯数字电路实现不了复位下载要求的时序。

真值表分析：

DTR	CTS	chip_pu	gpio0	原因
1	1	x	x	be之间没有电压差，没有电流。三极管关掉。不影响当前状态
0	0	x	x	be之间没有电压差，没有电流。三极管关掉。不影响当前状态
1	0	0	x	chip_pu被拉低. gpio0 三极管关断
0	1	x	0	chip_pu三极管关断. gpio0 三极管打开，拉低

因为引脚上都有默认上拉电阻。所以x一般被认为1. 除非开关按下，强制为0

class ClassicReset(ResetStrategy):
    """
    Classic reset sequence, sets DTR and RTS lines sequentially.
    """

    def reset(self):
        self._setDTR(False)  # IO0=HIGH
        self._setRTS(True)  # EN=LOW, chip in reset
        time.sleep(0.1)
        self._setDTR(True)  # IO0=LOW
        self._setRTS(False)  # EN=HIGH, chip out of reset
        time.sleep(self.reset_delay)
        self._setDTR(False)  # IO0=HIGH, done

    
  

我们要把软件代码和硬件信号对齐。这里DTR都是低有效。所以代码里设置为true，就是拉低。代码里设置为false，就是拉高。嵌入式不难，但是细节多。这些看起来让人迷糊的细节，又是规范，再牛逼的人也改不了。互联网行业喜欢造规范，但是这些迷惑人的东西，才是真正的规范。

前两句设置复位状态。然后等待0.1s，这个等待是把复位电容里的电放光（快）。io0的电容充电到满（慢），芯片复位状态cpu是停止的。然后设置io0为低电平。复位结束，cpu开始运行，这时候cpu检测到io0为低电平，就进入下载状态。注意三极管放电速度，大于电容上拉充电速度。也就是说控制电路只保证了io0是低电平，复位引脚是类似开漏控制，也可以认为控制电路未连接复位引脚自然执行的是电阻给电容充电，缓慢上升和复位结束。

最后，把io0恢复到不控制状态。这样就可以正常运行了。因为io0还可以有其他功能。一直拉低就浪费了这个引脚。

总结

如果驱动注册的是modem，这个下载永远是不会成功的。因为modem使用了这两个控制引脚。我的macos就是这么一直不成功，浪费了我一天。重装ch34x驱动以后，驱动又注册了一个串口，可以下载了。
如果io0输出低，按键复位的时候，要保证结束时io0是高电平，否则之间进入boot模式了。
和不经过三极管直接控制电路相比，稳定性有提高，防止串口输出信号和cpu引脚，复位按键同时输出导致的打架。
但是是否真需要这么复杂，是解决哪些历史设计不兼容，已经无从考证了。就算是一个前辈秀技术，也成了祖传逻辑。当然，很多简化的电路。也能正常运行。