ESP8266/ESP32自动下载电路分析

Posted 2021-12-31 丘木木

要让ESP8266/ESP32进入下载模式，需要在上电时拉低GPIO0，下载完成后又需要拉高GPIO0然后重新上电来正常运行。
一般在GPIO0上设置个按键来实现，但是每次都需要手动操作比较麻烦，其实官方有自动实现上面功能的电路，如下：

逻辑关系：

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

那么DTR 和RTS由谁控制的呢？
当然是由下载程序控制的了，在官方安装的库里面搜索esptool.py，在进行程序下载的时候会运行它，找到里面的代码段：

        # 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)
            if esp32r0_delay:
                # Some chips are more likely to trigger the esp32r0
                # watchdog reset silicon bug if they're held with EN=LOW
                # for a longer period
                time.sleep(1.2)
            self._setDTR(True)   # IO0=LOW
       2)   self._setRTS(False)  # EN=HIGH, chip out of reset
            if esp32r0_delay:
                # Sleep longer after reset.
                # This workaround only works on revision 0 ESP32 chips,
                # it exploits a silicon bug spurious watchdog reset.
                time.sleep(0.4)  # allow watchdog reset to occur
            time.sleep(0.05)
       3)   self._setDTR(False)  # IO0=HIGH, done 

代码中，设置为True是拉低，False是拉高。整个过程可以看成3步：

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

可以看到：
第一步，拉低EN，ESP8266/ESP32会复位
第二步，拉高EN，拉低IO0，此时由于复位电路有电容，EN电压会缓慢升高。由于开机的时候IO0为低，所以ESP8266/ESP32会进入下载模式。
第三步，拉高IO0，此时ESP8266/ESP32已经在下载模式不受影响。

唯一需要注意的是，复位电路上的电容需要大一点，至少1uF：

参考：
https://www.muselab-tech.com/esp8266-esp32zi-dong-xia-zai-dian-lu-yuan-li-fen-xi/