制作ESP32S3板子时遇到的奇怪问题
UICalc2023/03/02电子技术 IP:上海

最近LZ在用ESP32S3这块芯片模组制作一些有意思的小项目。然而,第一步就出了问题。

LZ的PCB中ESP32的基础电路都是抄的别的核心板的,自动下载部分用的是DDC114TU-7-F这款集成了两个三极管和基极10k电阻的ic,这个方案网上已经有人实践成功,可以参考XXXXXXXXXXXXXXXXXXX/xiaomaomogu/esp32s3fn8_copy。

屏幕截图 2023-03-02 230635.png

图1:DDC114TU-7-F芯片内部连接

LZ打样焊接好PCB后连接电脑进行测试,发现能使用ESP-IDF进行自动下载,但是下载完成后无法自动运行程序。经过测量,发现是控制芯片启动模式的IO0引脚处在低电平。按照ESP官方的说法,IO0是默认上拉的,因此电路中一定有一个地方把IO0给下拉了。这个地方只可能是DDC114TU-7-F中的三极管。经过测量,发现是连接该三极管发射极的DTR处于低电平,同时基极连接的RTS处于高电平,这样一来就把IO0给拉低了。

屏幕截图 2023-03-02 230427.png

图2:电路图

屏幕截图 2023-03-02 231125.png

图3:PCB。也许设计的不太规范

接下来才是奇怪的地方。LZ把DDC114TU-7-F这个ic焊下来,并逐个测量其焊盘上的电压,发现均是对地3.3V!这时由于IO0引脚电压正常,可以正常启动芯片并在串口打印调试信息,但是需要手动按按钮下载,下载完成后需要手动复位芯片。这下LZ懵逼了。为什么加上这个IC,会使得原来都是3.3V的引脚电压掉下来呢?

LZ才疏学浅,也不是电子信息专业的,凭着一些浅薄的物理和模电知识画出了这个电路。能帮帮LZ吗?

[修改于 1年4个月前 - 2023/03/02 23:21:08]

来自:电子信息 / 电子技术特殊话题:提问/求助动手实践:实验报导
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~~空空如也
UICalc 作者
1年4个月前 修改于 1年4个月前 IP:上海
917461

此外在之前的PCB版本中还出现过一个问题,就是CH343P这款芯片如果用自带的3.3V LDO给串口供电,会出现电脑无法识别出串口的情况。在这一版PCB中,LZ把串口供电io连接到了AMS1117 LDO产生的3.3V电压,如果焊接无误可以稳定的连接到电脑。

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Ma3.02的守望
1年4个月前 修改于 1年4个月前 IP:新加坡
917469

看了下,楼主的RTS DTR那一对三极管画的没啥问题

1、自动下载失效,可以按这个逻辑来梳理:

    ESP-IDF执行下载流程时,RTS DTR理论上的输出时序,以及实测的输出时序。

    对于那对三极管,RTS DTR时序输入后,理论上会产生怎样的输出时序,以及实测的输出时序。

    错误原因可能是:

        三极管电路阻值不合理,未完全开关   

        焊接错误或器件损坏   

        ESP-IDF下载时序与开源作者不同

2、CH340之类的USB转串口IC,LDO带载能力差,但只为自身提供电源是没问题的。具体情况要用示波器看,电源轨是不是被拉下来了。

+10
科创币
UICalc
2023-03-03
感谢大佬回复。下个版本准备加几个测试点,同时用分立元件实现一个备用电路。
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m24h
1年3个月前 IP:上海
917521

提醒一下 虽然我不清楚细节 但是总感觉q1 q2的s和d用反了

+5
科创币
UICalc
2023-03-04
是的,画板子时候脑残了。。。。。。
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UICalc作者
1年2个月前 IP:上海
918930

现在已经基本解决问题。

upload_downloader_1680404097573_40620269.png

对比网上说的“官方给出的电路”,发现官方用的基极电阻阻值是100k,而我自己用的是10k,遂更换为手头较大的60.4k电阻,这时能够顺利下载并启动。非常奇怪,我之前参考了好几家的电路,都用的是10k的电阻。怀疑CH343P的RTS、DTR引脚输出阻抗较高,带负载能力弱,用10k的电阻改变了电路的工作状态,导致启动模式错误。

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amo
1年2个月前 IP:广东
918957

我遇到手下问这种,会首先很耐心要求他先把原理图改为统一信号流向(左右上下都无所谓),然后从原理图库开始迭代,凸显逻辑,简化布线……要不然原理图画了就跟没画差不多,可能还不如直接查PCB走线来得快。


+5
科创币
UICalc
2023-04-02
感谢回复
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UICalc作者
1年2个月前 IP:上海
918958
引用amo发表于5楼的内容
我遇到手下问这种,会首先很耐心要求他先把原理图改为统一信号流向(左右上下都无所谓),然后从原理图库开...

您这个方法对复杂电路来说似乎挺有效的,但我这个板子太简单了,各个模块关系非常清晰,这么大动干戈似乎就没必要了。此外我帖子中的原理图已经是“重构”过的版本。

此外,事实证明,这个问题和原理图以及Layout并没有特别直接的关系,大概率是这款芯片的特性导致的。

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UICalc作者
1年2个月前 IP:上海
918959

刚刚看到WCH官方发布的免外围电路自动下载方案,感觉挺有意思,继续迭代版本的时候可以试试看

链接是XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXml

upload_downloader_1680434226780_77692265.png

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amo
1年2个月前 IP:广东
918961
引用UICalc发表于6楼的内容
您这个方法对复杂电路来说似乎挺有效的,但我这个板子太简单了,各个模块关系非常清晰,这么大动干戈似乎就...

意思是只要原始设计画图规范,就不会有明晃晃的错误;即使有低级错误,自己稍一关注,短时间就找出了。

我这边绝大部分板都是一版过,复杂的甚至有几千元件,30多张层次图。


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UICalc作者
1年2个月前 IP:上海
918962
引用amo发表于8楼的内容
意思是只要原始设计画图规范,就不会有明晃晃的错误;即使有低级错误,自己稍一关注,短时间就找出了。我这...

非常认同,感觉好厉害!几千元件,几十层,大概是服务器或者通讯设备主板了吧?

我并非电子专业的,没有系统性的学习过原理图和Layout,所以对这方面不甚了解。请问要怎么去学习呢?

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amo
1年2个月前 IP:广东
918966
引用UICalc发表于9楼的内容
非常认同,感觉好厉害!几千元件,几十层,大概是服务器或者通讯设备主板了吧?我并非电子专业的,没有系统...

是通信主板。

不过学习方面要看具体需求。如果是进相关行业,可能只能建议“按部就班”;如果只是满足DIY就好办多了,可以搜索各种xx设计规范回顾迭代自己作品、看开源作品、勇于开源探讨……总之多练多迭代。


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