【应用】基于CP2102N USB-to-UART桥接器的程序自动下载电路设计
笔者有参与一款基于乐鑫科技ESP32芯片的产品开发，产品可通过Micro USB接口实现与ESP32芯片通信，但ESP32芯片本身不具备USB接口，只具备串口通信功能，设计中选用CP2102N实现USB转串口功能。ESP32芯片程序下载时，需要通过跳线帽方式将芯片的IO0管脚拉低并重新上电或通过使能管脚EN重新复位芯片才能进入程序下载模式，但这种方式不利于产品开发过程中的程序调试。为提高程序调试效率，设计中利用CP2102N的RTS和DTR信号输出控制三极管电路实现对ESP32芯片的IO0和EN管脚控制，实现ESP32芯片程序自动下载。CP2102N芯片主要特性如下：
内置48MHz时钟，无需外部晶振也可正常工作，节约BOM成本；内置LDO输出VDD，在LDO输入电压REGIN大于4.1V时，可实现3.1~3.6V输出。LDO输出可用于外部电路供电，但不能超过LDO最大100mA输出电流能力；支持USB插入检测；封装小，最小封装仅3x3mm，非常适合小型化产品选用；本产品中的 ESP32芯片外围电路设计如图1所示。在进行ESP32芯片下载过程中需要将IO0管脚拉低，并重新使能EN管脚，但需要程序正常运行时，需保持系统启动时IO0信号为高电平。
图1 ESP32芯片外围电路设计
CP2102N芯片外围电路设计如图2所示。利用CP2102N芯片数据端就绪DRT输出和请求发送RTS输出控制信号输出，控制双路NPN三极管，经过三极管转换后实现对ESP32芯片IO0和EN信号控制，控制电路如图3所示。当CP2102N芯片的输出信号DTR和RTS信号同时为高或低时，EN和IO0信号也同时为高，此时ESP32芯片可正常启动工作；当DTR信号为高，RTS信号为低时，EN信号拉低，实现芯片复位重启；当DTR信号为低，RTS信号为高时，EN信号拉高，IO0拉低，此时ESP32芯片进入程序下载模式。ESP32芯片通过检测CP2102N的DTR和RTS输出电平变化，实现程序自动下载和重启，减少了人为通过跳线帽方式将芯片的IO0管脚拉低并重新上电或通过使能管脚EN重新复位芯片才能进入程序下载模式的操作，提高了程序调试效率。
图2 CP2102N芯片外围电路设计
图3 IO0和EN信号控制电路
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由jerry.zhang提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。
相关推荐
CP2102N在PLC应用中的卓越表现与优势分析
在实现PLC与其他系统或设备高效通信的过程中，一款优秀的接口转换芯片显得尤为重要。Silicon Labs的CP2102N USB-UART桥接芯片，凭借其出色性能和高度集成性，正在成为PLC应用领域的一颗璀璨明星。
应用方案 发布时间 : 2024-04-13
【应用】芯科USB转UART单芯片桥接器助力一拖四烧录器，最高可提供4个独立UART接口
烧录器系统使用的USB转UART单芯片桥接器为：CP2108-B03-GM，包括一个USB 2.0全速功能控制器，USB收发器，振荡器，EEPROM和四个异步串行数据总线，在一个紧凑的9毫米x 9毫米64引脚QFN包中具有完整的调制解调器控制信号。
应用方案 发布时间 : 2022-11-03
【应用】芯科USB转串口芯片CP2104-F03-GMR用于步进驱动产品，全速USB设备接口，兼容USB V2.0
步进电机系统为了方便工程人员对器件控制部分的更新换代，那么在接口转换过程中为了便捷性一款带载USB功能的MCU必不可少，本文推荐Silicon Labs的USB转串口芯片CP2104-F03-GMR应用于步进驱动产品，全速USB设备接口。
应用方案 发布时间 : 2022-09-19
【经验】USB转串接口芯片CP2102N的硬件电路设计注意事项
Silicon Labs推出的USB转串口芯片CP2102N具备功能强大、无需固件开发、简单易用等显著特点，深受广大工程师喜爱。被广泛用于医疗设备、手持设备、测试设备等。但CP2102N在硬件设计中，会有诸多注意事项，为避免工程师少走弯路，本文做了详细整理，供大家参考。
设计经验 发布时间 : 2020-10-10
【经验】如何实现USB转I2C像串口助手一样进行数据读写
在工程师们的设计法宝中， USB转串口是必不可少的一个重要法宝，USB可以方便与PC进行连接，可以监控产品的工作状态，与PC交互等等许多功能，那么在实际应用中，我们还需要其他的接口，比如I2C，本文为大家介绍工程师另外一个重要法宝：USB转I2C/SMBUS。CP2112是Silicon Labs 推出的一块USB桥接芯片可以实现USB转I2C/SMBUS的方案。
设计经验 发布时间 : 2018-08-01
【经验】USB转UART接口芯片CP2102N使用命令行软件设置方法
Silicon Labs USB转UART接口芯片CP2102N，这是一款高集成度的桥接芯片，开发不需要其他外部USB组件，可使用GUI软件对芯片进行简单的自定义和配置选项，简单易用。本文介绍Silicon Labs USB转UART芯片CP2102N使用命令行软件设置方法。
设计经验 发布时间 : 2020-04-06
【产品】低成本USB桥接芯片,即连即用的接口管家-Silicon labs CP2104，CP2105，CP2110
Silicon labs CP21xx USB桥接系列产品共有四种USB转串口的解决方案：包括USB转UART接口芯片CP2104、USB转双UART接口芯片CP2105、HID-USB转UART接口芯片CP2110和HID-USB转SMBus及I2C接口芯片CP2112。该系列芯片能够广泛应用于个人医疗设备、手机、智能卡和存储卡阅读器、无线调制解调器等系统中。
新产品 发布时间 : 2016-02-17
【经验】如何解决芯科科技USB-to-UART桥接器芯片CP2102无法安装驱动的问题
很多设备都需要提供一个USB接口和PC机对接，用于设备与PC软件直接的数据交互传输，USB软件协议与开发相应的Windows下设备驱动难度较大；所以在设计中选用无需编程的接口芯片CP2102N，从而简化USB设备设计。
设计经验 发布时间 : 2022-12-02
Silicon Labs（芯科科技） CP2105 单芯片USB转UART桥接器数据手册（英文）-CP2105
描述- Silicon Labs（芯科科技） CP2105 单芯片USB转UART桥接器数据手册（英文）-CP2105,CP2105,silabs CP2105,CP2105数据手册,CP2105 datasheet,CP2105规格书,CP2105手册,CP2105技术资料,CP2105资料,CP2105方案,CP2105供应,CP2105库存,CP2105价格,单芯片USB转UART桥接器,UART桥接器,MCU
型号- CP2105,CP210X,CP2105-F01-GMR,CP2105-F01-GM
【经验】CP2102N驱动安装失败问题的分析与解决
在不重新安装Windows的情况下，讨论分析和解决Silicon Labs的USB-to-UART桥接器芯片CP2102N驱动安装失败的问题。
设计经验 发布时间 : 2022-02-12
【经验】USB转UART桥接芯片CP2102与CP2110的编程区别
Silicon Labs的CP21XX系列芯片是USB转UART功能的桥接芯片，这个系列的芯片可实现即插即用接口解决方案，可方便的实现产品的USB通信功能，芯片内部集成有振荡器，封装最小只有4mm*4mm，同时内部有可编程存储器，可以极大的降低产品的成本，简化产品设计并缩短产品的开发时间。CP21XX系列的主要有CP2102及CP2110两个产品，本文介绍这两个产品的编程区别。
设计经验 发布时间 : 2019-12-27
【经验】单芯片USB转UART桥接器CP2105用于USB转双路485协议的操作步骤
CP2105是Silicon Labs的一款方便、高性价比的单芯片USB转UART桥接器，其实CP2105不仅仅只支持串口，CP2105还支持USB转485/232。本文主要针对CP2105的USB转485的相关操作进行介绍，让各位读者熟悉整个配置过程。
设计经验 发布时间 : 2019-09-25
【经验】如何固定CP2102N接入电脑的串口号？
Silicon Labs提供了一个虚拟串口(VCP)驱动程序，它允许基于USB转UART功能桥接芯片CP2102N的产品以串口的形式出现在PC应用软件中。在项目上针对不同设备需求及生产测试，需要固定CP2102N的COM端口号来简化产品操作，本文将讲解如何实现操作方法。
设计经验 发布时间 : 2020-10-21
【选型】接口芯片CP2102N可P2P替换CP2104，最快速率3Mbps，功能更丰富
Silicon Labs推出的USB转UART接口器件CP2102N可以P2P替换CP2104，速率更快功能更丰富。本文将详细说明替换的可行性及优势。
器件选型 发布时间 : 2021-03-20
【应用】USB转串口芯片CP2102N-A02-GQFN24用于便携式监护仪，支持半双工，兼容USB V2.0
监护仪系统为了方便工程人员对器件控制部分的更新换代，那么在接口转换过程中为了便捷性，一款带载USB功能的MCU必不可少，本文推荐国产沁恒的USB转串口芯片CP2102N-A02-GQFN24应用于步进驱动产品，全速USB设备接口，兼容USB V2.0。
应用方案 发布时间 : 2022-09-18
电子商城
现货市场
品牌：SILICON LABS
品类：Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
价格：￥2.2924
现货：126,000
服务
世强深圳实验室提供Robei EDA软件免费使用服务，与VCS、NC-Verilog、Modelsim等EDA工具无缝衔接，将IC设计高度抽象化，并精简到三个基本元素:模块、引脚、连接线，自动生成代码。点击预约，支持到场/视频直播使用，资深专家全程指导。
实验室地址： 深圳 提交需求>
整体外形尺寸小至0.6*0.3*0.3mm (DFN0603)，工作电压范围覆盖2.5V~36V，电容值低至0.2pF，浪涌能力最高可达240安培，静电等级可达空气放电、接触放电±30KV。提供免费浪涌测试仪、静电测试仪测试。
提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论