单片机串口一键下载方案
一、概述
CH340X/N/K/CH343/CH342等USB转串口芯片可实现不同类型MCU串口一键下载功能，对于支持多模式启动的STM32Fxxx/CH32Fxxx/CH32Vxxx等系列、ESP系列等MCU，使用CH340X、CH343和CH342芯片时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与RESET复位引脚即可实现MCU BOOT和APP模式的控制切换和固件下载。对于AVR系列，51系列等MCU，可使用小封装，内置防倒灌设计等功能的芯片型号。除USB转串口下载方案，相关方案还有：以太网远程一键下载、蓝牙无线一键下载方案等。
STM32Fxxx/CH32Fxxx/CH32Vxxx等系列MCU
ESP32/8266等系列MCU
51系列MCU
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有动作时MCU误复位或误进BOOT下载模式。
- 兼容MCU下载软件，无需修改。
- 支持一键下载
利用USB的热插拔特性和CH343PT插拔库函数，可在软件端实现插入后自动下载。
- 提供QFN16、MSOP10、ESSOP10、SOP8等封装，还可定制封装。
- 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。
- CH340K内置双向防倒灌设计、CH340X和批号4开头的CH340C/N的IO支持5V耐压和防向内电流倒灌。
三、下载原理及电路说明
3.1 STM32Fxxx/CH32Fxxx/CH32Vxxx等系列MCU
MCU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和MCU串口连接参照：
基于CH340X实现的32V/F系列MCU一键下载电路
CH340X芯片，6#脚外接3～5.6KΩ下拉电阻时会自动切换为增强DTR功能，引脚默认为输入状态，由下拉电阻保持为低电平，但可以由应用程序设置DTR引脚输出高电平或不输出，用于多模式MCU下载。
进行一键下载时，计算机端下载软件打开串口，先设置DTR（BOOT0）为高电平、设置RTS#（RESET）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为低电平、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：
- CH340X的6#外接的下拉电阻，建议4.7K。除用于CH340X启用DTR功能外，兼做MCU 的BOOT0下拉电阻。
- CH340X的串口电压由芯片VCC供电电压决定，使用时需注意电压匹配
3.2 ESP32/8266等系列MCU
ESP系列MCU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：
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。
注：
- 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。
- 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
- 注意：原文转载于：免外围电路的单片机串口一键下载方案 - 南京沁恒微电子股份有限公司 (wch.cn)