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有一个电路,你不画,开发板都启动不了

之前我介绍了一些ESP32S3电路的知识,这次我们要正式开始看电路。
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在此之前我先说一下,ESP32S3真正需要的电路时非常少的

比如电压转换芯片、USB接口、USB转串口芯片是否一定需要,我觉得这些都其实不一定需要,这些只是为了我们上传烧录程序,使用的时候更加方便罢了。

那有人说了,那按你这么一说,我们还画啥电路啊,等于都不用画了呗,欸,还真不是,有一个电路,你不画,开发板都启动不了。

那就是我们在很多电路里都会遇到的 上电时序 问题
在官方的ESP32S3硬件设计指南里,上电时序与复位里面有提到

引脚中一个叫CHIP_PU的使能管脚,这个管脚实际上就是模组上的EN引脚,Enable,使能,其实就是打开。
我们要让这个EN引脚上电的时间晚一点,模组才会启动。
那具体需要晚多久呢

最少要50微秒。

注意这里官方给了你解决办法,增加 RC延迟电路 ,就可以解决。
延迟电路,需要用到电容,电阻。官方给了电容电阻的取值,电阻是10KΩ
电容是1μF,具体数值需要根据实际情况调整。
下面我们就来看看这个延时电路。

屏幕上左边的电路就是一个标准的延时电路,但是这个电路你可能有点看不明白。我们来换一张

这是我换了一下位置的延时电路,我们先把EN连接到3.3V的电源上,然后,在这根线中间放的就是延时电路了。

中间串联了一个电阻很好理解,根据欧姆定律,I=U/R,电阻越大,电流越小。
而电容是一个储能元件,可以充放电。
充放电是需要花一部分时间的。如果我们想要延时,就简单了,电容充电充慢点不就好了嘛,这个时候电阻的作用不就来了,减小电流,电容的充电速度就慢了。这是电容的一种常见用法。
这样,延时电路就完成了。
但是延时电路该怎样去取值呢,
这里我就要祭出神器,时间常数计算器了

https://www.digikey.cn/zh/resources/conversion-calculators/conversion-
calculator-time-constant

我们在电容,电阻里,输入我们想要的值,我这边就输入官方给的值,来看看,为啥官方选了这个。
在这之前我一定要提醒你,默认的电容单位是F,法,法拉,而不是我们电路上的μf,微法,不然你会得到一个你看不懂的值。
所以,我们最好先把单位选好,把电容选成微法μF,电阻选KΩ。
然后我们输入3.3V,1μF,10KΩ

就得到了时间常数0.01秒,也就是10毫秒。
充放电图上可以看到需要多长时间,也可以认为几个时间常数可以把电容充满,不过,如果只是启动的话,并不需要把电容充满,达到开发板上拉的最低值,就会启动。

下图显示,只需要0.75个输入电压,开发板就会启动。在充放电图上也就是充电到75%,也就是1.4个时间常数,约14ms。

不过这个值,其实和官方说的,至少50μS,差的有点多。差了一个数量级,我也百思不得其解,但是我通过查资料,得到了一些东西,

这是官方的一个更新说明
把文档里之前的电容值改成了100nF,也就是0.1μF,也就是说之前的文档值比100nF还要低。这个文档还是之前的,而现在我看到ESP32全系,在电容取值上,全部改为1μF,也就是说之前的取值依然偏低了。
这可能就是为啥你会看到一个取值和理论值差了如此之多的原因。当然我觉得只要你的取值在14ms以上,或者附近,应该都不会有问题,不过还是建议之间选择官方的值。
好了,这就是这期的全部内容了,很简单的一个延时电路,但是却很艰难,这些电路看着简单,但是为啥这样设计,背后需要的知识量确实是比较大的。如果我在这上面有啥错误,欢迎大家改进,也欢迎大家积极讨论。

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