免外围电路CH32F/CH32V/STM32F系列单片机串口一键下载方案（CH340）
一、概述
CH340X和CH340C等USB转串口芯片提供专用下载模式，可实现免外围电路CH32F/CH32V/STM32F等单片机串口一键下载功能，对此类支持多模式启动的单片机，无需外围三极管等逻辑控制电路，将芯片提供的输出信号脚直连MCU的BOOT与RESET复位引脚即可实现MCU BOOT和APP模式的控制切换和固件下载。
二、方案特点
- 电路精简可靠，串口上电、掉电、打开、关闭等操作均不影响MCU运行模式。传统一键下载电路需要2个三极管配合使用以保持BOOT常态低电平以及防止串口软件开关时MCU误复位或误进BOOT下载模式。
- CH32F/CH32V系列直接使用WCHISPTool下载软件，STM32F系列直接使用FlyMcu下载软件。
- 支持自动下载。利用USB的热插拔特性和CH343PT库，可在软件端实现CH32F/CH32V系列CH340插入后自动下载。
- CH340X、批号4开头且末3位大于B40的CH340C支持5V耐压和防向内电流倒灌。
三、下载原理及电路说明
MCU启动模式：
| BOOT0 | BOOT1 | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | X | FLASH启动模式 |
| 1 | 0 | 下载启动模式 |
| 1 | 1 | SRAM启动模式 |
MCU为低电平复位，硬件上需要满足MCU复位后自动进入“串口下载”模式。下载时序示意图：
CH340X和MCU串口连接参照：
| CH340X引脚 | CH32F/CH32V/STM32F系列MCU引脚 |
|---|---|
| TNOW/DTR | BOOT0 |
| RTS | RESET# |
| TXD | RXD |
| RXD | TXD |
基于CH340X实现的CH32F/CH32V/STM32F系列MCU一键下载电路
CH340C和MCU串口连接参照：
| CH340C引脚 | CH32F/CH32V/STM32F系列MCU引脚 |
|---|---|
| OUT/DTR | BOOT0 |
| RTS | RESET# |
| TXD | RXD |
| RXD | TXD |
基于CH340C实现的CH32F/CH32V/STM32F系列MCU一键下载电路
CH340X（批号4开头且末3位大于B40的CH340C），6#脚（CH340C为#8脚）外接3～5.6KΩ下拉电阻时会自动切换为增强DTR功能，引脚默认为输入状态，由下拉电阻保持为低电平，但可以由应用程序设置DTR引脚输出高电平或不输出，用于多模式MCU下载。
进行一键下载时，计算机端下载软件打开串口，先设置DTR（BOOT0）为高电平、设置RTS#（RESET）为低电平、再高电平，MCU自动复位进入BOOT下载程序。下载完成后，需恢复DTR为低电平、设置RTS#（RESET）为低电平、再高电平，MCU自动复位后正常运行应用程序。
注：
- CH340X，支持TNOW和增强DTR引脚复用功能。
- 批号4开头且末3位大于B40的CH340C，支持OUT和增强DTR引脚复用功能。
- CH340X/C的6#/8#引脚外接的下拉电阻，建议4.7K。除用于CH340X/C启用增强DTR功能外，兼做MCU 的BOOT0下拉电阻。
- CH340X/C的串口电压由芯片VCC供电电压决定，使用时需注意电压匹配。
- 需配合CH341SER V3.6及以上版本驱动使用。
四、下载软件及演示效果
CH32F系列单片机配合WCHISPTool软件下载演示
注：WCHISPTool软件需使用V3.3及以上版本，软件可自动检测CH340设备是否处于“一键下载”模式。若芯片和硬件连接不满足条件，会弹框提示。
STM32F系列单片机配合FlyMcu软件下载演示
注：软件左下角需手动选择复位和进BootLoader方式。本方案RTS直连单片机复位脚，DTR直连单片机Boot0引脚，因此软件下载逻辑需要满足：控制RTS低电平复位单片机，控制DTR高电平进入BootLoader。
FlyMcu软件描述的下载选项默认为RS232电平，使用TTL串口连接时需要选择：
“RTS的高电平复位，DTR低电平进BootLoader”。
五、完整资料说明与下载
1、参考设计
2、CH341SER USB转串口驱动
（注：本方案所述一键下载功能需配合V3.6及以上版本驱动使用）
下载链接：CH341SER.EXE - 南京沁恒微电子股份有限公司
3、WCHISPTool CH系列单片机程序烧录软件
（注：本方案所述一键下载功能需配合V3.3及以上版本软件使用）
下载链接：WCHISPTool_Setup.exe - 南京沁恒微电子股份有限公司
