CH9114 USB转四串口替换FT4232H系列芯片

之前针对CH9101系列芯片替换FT232系列芯片型号发布了一系列文章,想必有需要的同学或工程师已经体验过替换的便捷之处了。早前CH系列芯片只发现有单串口型号的替换,4串口芯片苦于迟迟找不到替换型号,所幸今年和他们工程师聊天中获悉,高速USB转4串口芯片FT4232系列的替代型号也发布了,CH9114系列型号。

高速USB转4串口芯片在主机端需要同时连接多路串口外设的时候应用十分方便,当USB接入主机,配合原厂提供的串口驱动程序,设备管理器中会出现4路独立的COM口,每个COM口拥有独立的收发缓冲区支持单独的串口参数设定,因此每个串口都可以独立进行工作,互相之间没有任何影响。像串口波特率、数据位、校验位等都可以分别设置,十分方便。

同步分享一个详细的替代说明表:

详见沁恒官方的USB转串口选型表:USB转串口芯片选型 - 南京沁恒微电子股份有限公司

USB转串口方案说明:USB转串口方案选型 - 南京沁恒微电子股份有限公司

从CH340芯片开始,我和师兄弟们就开始一直用,逛了下芯片原厂官网,单串口和多串口芯片都有很多款可选。咱也不是专门研究这类芯片的,遇到选型疑问的,也可以直接电话/发邮件给官方咨询关于芯片选型的问题。

言归正传,对于USB转4串口芯片CH9114系列官网看了下芯片手册(说实话,因为懒,很多FT芯片特性的英文资料也没有好好理解,这次有了中文资料和国内技术支持就可以好好研究一番了)。这次主要研究下一些新的特性,直接上图:

串口基本特性一目了然,有几个点:

  • 串口波特率可以支持高达15Mbps
  • 提供RS485收发使能控制引脚,可以直接接RS485转化芯片的收发使能。
  • 提供了串口I/O独立供电功能,具体呢就是指无论芯片供电电压是多少,除了USB和电源引脚以外的串口和其他IO口的信号都由单独的VIO引脚的供电电压决定,这个在实际使用中就很方便了,串口可以方便连接1.8V~5V的串口设备,不需要单独的电平转换器件。
  • 内置EEPROM,可实现个性化USB参数配置。

 官方参考设计上,还特别预留了选择VIO供电电压的插针,在使用3.3V串口的时候,VIO直接连接+3V3引脚就可以了,不用再单独用3.3V电压转换芯片了。其他电平,外供电即可。

除了串口功能以外,CH9114有很多标注为GPIO的引脚,意思指这些都可以作为单独的GPIO引脚来使用的。只需要配合动态库操作就行,具体使用场景嘛大家可以自行脑补。

常规的功能了解清楚后,注意到还有很多其他信号引脚,接着看手册说明和引脚描述。

ACT引脚是和芯片的工作状态相关的,正常工作状态下此引脚输出低电平,USB挂起时比如在计算机睡眠后芯片就会进入此状态。这个时候就可以用ACT的输出状态引脚来控制板上其他外设关闭电源或者执行其他操作了,除了芯片自身挂起节约电流外,还可以通过这个引脚功能进一步节约整板电流。同时该信号也可用于对端检测CH9114的工作状态。

SUSPEND引脚,其功能和ACT相反。当芯片处于挂起状态,则输出有效信号。

RX_S和TX_S引脚,是串口接收和发送数据的状态输出引脚。这个实际测试了下,比传统的直接在TXD和RXD上接LED的准确直观的多。传统方式下受到串口波特率以及通讯间隔的影响,LED闪烁效果不好。

研究测试完CH9114的这些功能后,对于USB芯片尤其是串口类转接芯片有了更进一步的研究,如果大家还发现了什么新功能,可以一起讨论补充~

<think>好的,我需要帮助用户在Ubuntu系统上安装USB串口的驱动程序。首先,我要理清用户的具体需求。用户提到了CP2102、CH340/CH341以及可能的其他芯片,所以可能需要涵盖不同芯片的驱动安装方法。 首先,根据引用内容,CP2102的驱动安装可以通过官网下载,然后在Ubuntu下按照说明操作。引用1和2都提到了这一点,尤其是引用2给出了官网链接。接着,CH340/CH341的情况不同,引用5提到Linux内核自2.6.24以后已经内置了驱动,但可能需要更新或者手动编译。用户可能遇到的问题是内核版本较旧,或者需要启用模块。此外,引用3提到了虚拟机环境下安装pl2303驱动的情况,可能涉及手动复制和编译驱动文件。 然后,我需要考虑常见的USB串口芯片,如FT232、PL2303等。对于PL2303,可能需要特别注意,因为较新的芯片可能不被旧驱动支持,需要安装特定版本。引用3中的pl2303.ko编译可能属于这种情况。 接下来,步骤需要分情况说明,比如自动检测驱动是否已加载,手动安装方法,以及针对不同芯片的具体步骤。同时,要提醒用户连接设备后检查/dev目录下的设备节点,使用dmesg查看内核日志,确认驱动是否正确加载。 可能的问题包括权限问题,用户可能需要添加udev规则或者将自己加入dialout组。引用1中提到可能需要sudo权限,引用4提到设备未挂载的情况,这可能涉及虚拟机设置,比如USB控制器是否连接到主机还是虚拟机。 最后,需要总结常见问题解决方法,比如检查设备是否被识别,驱动冲突,内核模块是否加载等。确保用户能够逐步排查问题,并提供相关命令示例,如lsusb、modprobe等。 现在需要将这些信息组织成结构清晰的步骤,并引用相关的引用来源。确保用户能够根据不同的芯片类型找到对应的安装方法,并处理可能遇到的常见问题。</think>### 分步解答:Ubuntu系统安装USB串口驱动 #### 一、驱动安装通用流程 1. **连接设备** 将USB串口设备插入电脑,执行以下命令查看设备是否被识别: ```bash lsusb ``` 若输出包含类似 `CP2102`、`CH340`、`PL2303` 的芯片标识,说明硬件已被系统检测到[^1][^5]。 2. **检查内核驱动** Linux内核已内置多数常见芯片驱动: - CP210x:驱动模块为 `cp210x` - CH34x:驱动模块为 `ch341` - PL2303:驱动模块为 `pl2303` - FTDI:驱动模块为 `ftdi_sio` 执行以下命令检查驱动是否加载: ```bash dmesg | grep usb ``` 若显示 `cp210x` 或 `ch341` 等模块已加载,则无需额外安装[^5][^3]。 3. **验证设备节点** 驱动加载成功后,设备会出现在 `/dev` 目录下,通常命名为 `ttyUSB0` 或 `ttyACM0`: ```bash ls /dev/ttyUSB* ``` --- #### 二、针对不同芯片的安装方法 **1. CP210x系列(Silicon Labs)** - **方法1(推荐)**:内核驱动自动加载 现代Ubuntu系统(内核≥5.x)已内置驱动,插入设备后自动识别[^1][^2]。 - **方法2(手动安装)** 若需最新驱动,从官网下载并编译: ```bash wget https://www.silabs.com/documents/public/software/CP210x_Universal_Linux_Driver.tar.gz tar -zxvf CP210x_Universal_Linux_Driver.tar.gz cd CP210x_Universal_Linux_Driver make && sudo make install ``` **2. CH340/CH341系列** - **内核驱动兼容性**: Linux内核≥2.6.24已内置驱动,但可能不支持最新功能。若设备未被识别,尝试强制加载模块: ```bash sudo modprobe ch341 ``` - **手动编译驱动**(仅限特殊需求): 参考引用[5],从源码编译最新驱动[^5]。 **3. PL2303系列** - **注意兼容性**: 部分PL2303HX芯片需要旧版驱动。若设备未被识别,尝试: ```bash sudo modprobe -r pl2303 # 卸载当前驱动 sudo modprobe pl2303 # 重新加载 ``` - **手动安装**: 从内核源码目录复制驱动文件并编译(参考引用[3])[^3]。 --- #### 三、权限配置 1. **添加用户到dialout组** 避免每次使用 `sudo`,将当前用户加入串口设备组: ```bash sudo usermod -aG dialout $USER ``` 重启后生效。 2. **设置udev规则(可选)** 若设备节点名称不稳定,创建自定义规则: ```bash echo 'SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="10c4", ATTRS{idProduct}=="ea60", SYMLINK+="ttyUSB_CP2102"' | sudo tee /etc/udev/rules.d/99-cp2102.rules sudo udevadm control --reload-rules ``` --- #### 、验证与调试 1. **检查设备信息** ```bash dmesg | grep -i "usb\|tty" # 查看内核日志 ls -l /dev/serial/by-id/ # 通过硬件ID定位设备 ``` 2. **使用minicom测试通信** ```bash sudo apt install minicom minicom -D /dev/ttyUSB0 -b 115200 ``` --- #### 五、虚拟机注意事项 1. **确保USB设备透传** 在VirtualBox/VMware中,需将USB控制器设置为 **USB 3.0** 并添加设备过滤器[^4]。 2. **检查内核模块冲突** 若出现 `usbserial: USB Serial support registered` 但无设备节点,尝试: ```bash sudo rmmod usbserial sudo modprobe usbserial vendor=0x10c4 product=0xea60 # 替换为实际ID ``` --- ### 常见问题解决 | 问题现象 | 解决方法 | |---------|----------| | `/dev/ttyUSB0` 无权限 | 执行 `sudo chmod 666 /dev/ttyUSB0` 或加入 `dialout` 组[^1] | | 设备频繁断开连接 | 更换USB线缆或关闭USB省电模式:`echo 0 | sudo tee /sys/bus/usb/devices/<device>/power/autosuspend` | | 驱动加载失败 | 检查内核版本:`uname -r`,升级系统或手动编译驱动 | 相关问题
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