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只要你需要USB接口,这个电路就必须得了解一下

上次我们说了RC延时电路。这次我们来看看另外一个重要的电路部分,也就是我们怎样将程序上传到模组上的问题。

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在我们讲USB芯片烧录之前我们先把一个工作给做了,就是给开发板加俩按钮。

一个是EN引脚放一个轻触开关,这个开关是那种,你按下去打开,不按关闭,类似于鼠标的按键。EN按钮的主要作用就是重启,按一下按钮,我们的开发板就重启了。怎样重启呢就是把这个引脚置为低电平,也就是接地。

这个高电平,低电平,之后我们会经常遇到,高电平就是有电压,低电平就是没有电压,那为啥不是正负极就好了呢,因为高低电平表达更加准确一些。高电平是一个范围,上期我介绍过一张图

其实电压达到了0.75个3.3V电压,其实就已经是高电平了,也就意味着开发板已经知道了你这个引脚是高电平了。而低电平,在0.25个3.3V就已经是低电平了。

比较讲究的还会在这个开关上加一个消抖电路,也就是加个小电容,一般是加一个0.1μF的电容。不过你不加应该不会有什么影响,我看很多都是没有加的。也用不出区别。

还有一个是IO0引脚也需要一个轻触开关,这个轻触开关的作用是,切换启动模式,在烧录固件的时候我们会用到。这里的IO0引脚其实是Strapping引脚,可以对一些模式进行设置。

45引脚可以调节模组的工作电压,我想大部分人都是用不到的。主要用到的就是系统启动模式。默认是SPI启动模式其实就是我们日常使用的模式,下载启动模式就是固件烧录模式。

46引脚是控制打开关闭ROM Code功能的。默认打开,我们也不用操作。

最后一项是选择JTAG信号源,这个是我们在调试的时候会用到,但是除非你已经玩的很深入了,不然不要去动这个。

我们选了一个最常用的启动模式切换按钮,这个电路也很简单

0引脚接轻触开关,再接地就可以了。我们一般叫这个按钮叫Boot按钮。使用方式一般是要和RESET按钮配合使用,按住Boot按钮,然后按一下RESET重启开发板,最后松Boot按钮,就能切换到下载启动模式了。

下面我们再来看看该怎么上传程序。

我们上传程序一般有三种方式

一个是直接连接模组上的USB,和电脑进行通讯。也就是使用ESP32S3模组自带的USB串口来进行通讯。这也是我最推荐的方式。

首先它比较省钱,省事儿。烧录芯片便宜的12块,贵的10多块。不但得加芯片,还得加不少外围电路,麻烦。

而自带USB,在功能使用上和别的方式没太大区别,在开发环境上,不管是乐鑫官方的ESP-IDF,还是Arduino,MicroPython都可以正常使用,甚至在MicroPython环境下,带烧录芯片完全就是个累赘,可以说几乎没用。在MicroPython下ESP32S3的使用几乎和树莓派Pico一模一样,就是个高配树莓派Pico。

而在Arduino和ESP-IDF下,唯一的区别是需要选一下模式,别的没有区别。固件烧录也不需要用到烧录芯片。

但是在以下情况下,可能需要用到烧录芯片,一个是你的电脑系统版本,不支持CDC驱动,这个你到时候查到电脑上试一下就知道了。大部分系统现在都是支持的了。但是如果你的系统是windows8.1以下可能会有问题。

其实系统不支持的情况也不只是这种方式的问题。使用烧录芯片你还需要先安装驱动才能用呢,比这个还要麻烦。个人认为作为一个通用协议,之后支持程度大概率要比烧录芯片更好。

如果你需要一些特殊需求,比如你需要用USB占用的19,20端口。

你要用到烧录芯片的一些功能,比如串口硬件流控之类的功能,那你也需要用到烧录芯片。

或者USB在使用的时候有一些问题,不得不用UART传输。否则我觉得烧录芯片已经没必要存在了。

而USB的电路,那就更简单了

USB线连好就行了。甚至你引出接口,然后线连接都可以,当然方便点的还是用USB接口,这个我们到选型的时候再说。

如果你还是需要烧录芯片,下面两种方案,就是带烧录芯片的。

一种是开发板上集成USB转UART接口芯片

这样我们直接就可以连接开发板通讯。

烧录芯片,型号,品牌,都挺多的,最常用的就是沁恒的,其中用的最多的就是CH340系列。还有一些使用的国外的芯片CP2102,FT232。使用上我觉得沁恒是最方便的,特别是最新的CH343系列

需要的外围电路很少

价格也不贵。之前我担心的问题几乎不存在。

还有一种方式,就是通过USB转UART烧录器

可以理解为就是把本来在开发板上的USB转串口这块给剥离出来。

这种烧录器一般还会包含一个电压转换模块,等于是之前我们讲的电路画好之后,我们已经不用再画了,直接这个烧录器完事儿。而这个烧录器可以给别的没有自带USB转UART的开发板烧录程序

不到十块钱的价格,我觉得也不错。这种方式更适合想要开发板尺寸小巧,使用开发板的量大,且电路都是3.3V的情况。

在一般情况下,我建议你选择直接使用模组自带USB,不但节省工作量,还省钱。而如果之后你需要用到烧录芯片,购买烧录器连接到UART接口上就行了。

如果你有烧录器需求的,而且很常用的,那你可以这样去解决,一个是很多开发板的选择,放两个USB接口。

一个是UART通道,一个USB通道。

乐鑫官方的开发板就是这样。

还有一种解决办法,放一个USB接口。然后通过一个开关来切换通道。这个方案是我最近拿到手的合宙ESP32S3的方案。

有兴趣的,可以看看屏幕上的图,也可以自己去找他们的资料看。这个方案的问题是那个芯片焊接起来比较麻烦,如果想要用这个方案可以看看有没有类似的芯片方案。

但是非常不建议只有一个USB接口,但是把USB接口连到烧录器上,如果你要用MicroPython会非常不方便。而MicroPython其实对烧录芯片基本没什么依赖。现在甚至都发展到可以Wi-Fi网页传程序。虽然还在初级阶段,但是感觉很方便。

好了今天我就先说到这里,有啥问题,可以下面讨论,我们下期见。

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