ESP32自动下载电路究竟是如何巧妙实现的

最新推荐文章于 2025-04-24 21:00:00 发布

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#pcb工艺 #硬件架构 #嵌入式硬件 #单片机

文章详细解释了ESP32如何通过调整DTR和RTS信号以及利用EN引脚的电容充放电特性来进入下载模式，揭示了进入模式所需的具体步骤和背后的逻辑原理。

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ESP32要进入下载模式的前提是，IO0拉低，然后复位芯片通过EN引脚控制，EN由低电平到高电平（上升沿）时CPU复位，复位后检测到GPIO0是低电平，MCU自动进入下载启动模式！

在这里插入图片描述
下载电路如下所示:

根据电路原理：EN、IO0默认为高
DTR = 0; RTS = 0, 此时Q1截止，Q2截止，EN = 默认; IO0 = 默认
DTR = 0; RTS = 1，此时Q1导通，Q2截止, EN = 默认; IO0 = 0
DTR = 1; RTS = 0, 此时Q1截止，Q2导通, EN = 0; IO0 = 默认
DTR = 1; RTS = 1, 此时Q1截止，Q2截止, EN = 默认; IO0 = 默认

逻辑中一旦CPU启动后EN就被拉高了，IO0默认上拉，所以上边电路精简后如下表格:

DTR	RTS	EN	IO0
0	0	1	1
0	1	1	0
1	0	0	1
1	1	1	1

简单总结：

当DTR和RTS同时为0或者同时为1时，此时EN和IO0的状态由其他电路决定（内部/外部上拉电阻）
当不同时为0或者1时，EN = RTS，IO0 = DTR

但是这种逻辑下 EN和IO0是不可能同时为0的，然而进入下载模式则需要如下的序列
1. IO = 0; EN = 0
2. IO = 0; EN 0 -> 1

从逻辑表上看是根本无法正常进入下载模式的。
问题的答案实际在另外一部分电路，原理其实非常简单：
在这里插入图片描述

EN信号连接在一个电容充放电电路上，EN由于电容充电，电平并不会立马变为高电平，而是缓慢上升，我们就可以使用这个时间差。
1、设置DTR = 1; RTS = 0, 此时 EN=0 IO=1
2、设置DTR = 0; RTS = 1, EN=0 IO=0 此时EN引脚由于电容充电，实际还是0
3、等待电容充电完成，此时 EN=1 IO=0，进入下载模式
具体的DTR、RTS就是由芯片厂家提供的esptool.py下载脚本进行设置的。