代码收藏家技术教程 2023-01-10

的应用研究ESP32自动下载电路在应用中的可行性

1、先来看看ESP32手册说明的启动运行方式

由上图可知，ESP32有SPI启动模式（正常启动）与下载启动模式两种，要实现程序自动下载肯定是需要上电时自动进入下载启动模式，方法就是将GPIO0与GPIO2同时拉低，因GPIO2上电默认下拉（IO2可能会被用作SD卡或其它的作用，这样如果在有设备接入时，并且引脚呈现高电平，就会出现不能下载的现象），所以可以只考虑GPIO0，同时控制复位引脚（EN)就可以实现自动程序下载，如下：

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，CPU自动进入下载启动模式！

2、电路实现分析

CHIP_PU就是控制CPU重启的EN信号，GPIO0决定启动时的模式选择，对图中电路分析如下：

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截止，Q2导通, EN = 默认; IO0 = 0
DTR = 1; RTS = 0, 此时Q1导通，Q2截止, 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

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，三极管Q1和Q2均为截止状态，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

注意这种逻辑下 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，此为疑惑1。

分析-2

再来继续分析一下esptool.py里下载相关的代码

        # 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=HIGH
        1)  self._setRTS(True)   # EN=LOW, chip in reset
            time.sleep(0.1)
        2)  self._setDTR(True)   # IO0=LOW
        3)  self._setRTS(False)  # EN=HIGH, chip out of reset
            time.sleep(0.05)
        4)  self._setDTR(False)  # IO0=HIGH, done

注意True是低电平，False为高电平，另外代码中的setDTR()和setRTS()两条语句之间虽然看上去紧挨着没有延时，然而由于这里是高级语言python，两条语句之间的延时并不能忽略，因此分析的时候必须依次的进行状态分析，以下分为四个阶段依次分析

1) 设置DTR = 1; RTS = 0, 此时Q1导通，Q2截止, EN = 0; IO0 = 1

2) 设置DTR = 0; RTS = 0, 此时Q1截止，Q2截止, EN = 1; IO0 = 1

3) 设置DTR = 0; RTS = 1, 此时Q1截止，Q2导通, EN = 1; IO0 = 0

4) 设置DTR = 1; RTS = 1, 此时Q1截止，Q2截止, EN = 1; IO0 = 1

如果按照上面的代码分析来做结论，不论如何系统也是不可能进入下载模式的：EN和IO0首先不可能同时为0，EN由0->1的上升沿IO0也并不为0，再次确认之前的疑惑，那么系统究竟是如何进入下载模式的呢？