【esp32-c3】芯片自带的USB引脚(连接D+ D-)以及下载调试功能

ESP32-C3/S3系列芯片集成了一个 USB 串口/JTAG 控制器，作为兼容 USB 2.0 全速模式的设备。

GPIO18 和 GPIO19 可以分别作为 USB 的 D- 和 D+，线上建议预留串联电阻（初始值可为 22/33 Ω）和对地电容（初始可不上件），并注意靠近芯片端放置。

请注意 USB_D+ 管脚上电时会输出高低电平信号，其中高电平的状态比较强，需要较强的下拉才可以拉低。因此，如果需要一个稳定的初始状态，建议添加外部上拉来提供稳定的高电平初始值。

ESP32-C3 系列芯片也支持通过 USB 进行下载和 log 打印（ps：可以节省一个USB转串口芯片了），下载指导请参考章节 下载指导。

 

GPIO18、GPIO19 为 USB 管脚

• USB 管脚（GPIO18 和 GPIO19）默认开启 USB 功能，此时管脚是否上拉由 USB 上拉电阻决定。USB 上拉电阻由 USB_SERIAL_JTAG_DP/DM_PULLUP 控制，具体阻值可通过 USB_SERIAL_JTAG_PULLUP_VALUE 位控制，详见 ESP32-C3 技术参考手册 > 章节 USB 串口/JTAG 控制器。

• USB 管脚关闭 USB 功能时，用作普通 GPIO，默认禁用管脚内部弱上下拉电阻，可通过 IO_MUX_FUN_WPU/WPD 配置。

 

Strapping 管脚（相当于ESP32的BOOT引脚）

ps：普通单片机BOOT引脚只有一个，ESP32有3个，真的是疯啦！！！！

ps：简短不看：官方建议 GPIO9 管脚处预留上拉电阻， GPIO2 上拉，本质上，只有GPIO8是真正的BOOT引脚！！！

GPIO2、GPIO8 和 GPIO9 为 strapping 管脚。

芯片复位释放后，GPIO2、GPIO8 和 GPIO9 共同决定启动模式，详见表 芯片启动模式控制。

芯片启动模式控制

启动模式	GPIO2 1	GPIO8	GPIO9
默认配置	–（浮空）	–（浮空）	1（上拉）
SPI Boot (default)	1	任意值	1
Joint Download Boot 2	1	1	0

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GPIO2 实际不控制 SPI Boot 和 Joint Download Boot 模式，但由于管脚毛刺强烈建议将 GPIO2 上拉。（ps：这里很怪，芯片厂为啥不自己弄一个内部上拉）

关于GPIO9注意

• 建议在 GPIO9 管脚处预留上拉电阻。

• 不要在 GPIO9 管脚处添加较大的电容，可能会导致进入下载模式。

2

Joint Download Boot 模式下支持以下下载方式：

• USB-Serial-JTAG Download Boot

• UART Download Boot

 

USB 下载的过程

  0. 将 BOOT 引脚下拉为低电平

1. 如果 flash 中没有能正常运行的程序固件，烧录前，需要根据表 芯片启动模式控制 设置芯片/模组在 Joint Download Boot 模式。

2. 给芯片/模组上电，通过 USB 接口查看是否进入 Joint Download Boot 模式。如果显示“waiting for download”，则表示已进入 Joint Download Boot 模式。

3. 通过 Flash 下载工具，选择 USB 方式将程序固件烧录进 flash 中。

4. 烧录结束后，BOOT  引脚 可以悬空或者上拉切换至高电平，进入 SPI Boot 启动模式下工作。

5. 重新上电，芯片/模组初始化时会从 flash 中读取程序运行。

6. 【USB自动下载功能】如果 flash 中有能正常运行的程序固件，可以直接从步骤 3 开始 USB 自动下载。

备注：

• 应用程序中如果出现以下情况，USB 自动下载功能将被禁用，必须通过配置 strapping 管脚进入 Joint Download Boot 启动模式，才能使用 USB 下载功能。

  • USB PHY 被应用程序关闭。

  • USB 对应的 IO 管脚（IO18、IO19）被用于其他外设功能，例如 UART、LEDC 等。或者二次开发用于其他 USB 功能，例如 USB 主机、USB 标准设备。

• 建议用户保留对 strapping 管脚(BOOT引脚)的控制，避免在出现以上情况时，USB 下载功能无法使用。

 

 

参考资料：

1.

https://docs.espressif.com/projects/esp-hardware-design-guidelines/zh_CN/latest/esp32c3/schematic-checklist.html#tab-chip-boot-mode-control

ESP32-C2 官方原理图设计参考

 

2. https://docs.espressif.com/projects/esp-test-tools/zh_CN/latest/esp32/production_stage/tools/flash_download_tool.html

ESP32 Flash 下载工具用户指南