9M高速USB转接芯片CH347转双串口转I2C转SPI转JTAG转SWD

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AI摘要

介绍CH347高速USB转接芯片的功能特性,包括支持异步串口、I2C、SPI、JTAG和SWD接口。芯片支持多种工作模式,并详细描述了各种模式下的接口配置及应用场景。

1、概述

CH347 TSSOP20封装和丝印

CH347 TSSOP20封装和丝印

CH347 是一款高速 USB 总线转接芯片,通过 USB 总线提供异步串口、I2C 同步串行接口、SPI 同步串行接口和 JTAG 接口等。
在异步串口方式下,CH347 提供了 2 个高速串口,支持 RS485 串口收发使能控制、硬件流控和常用的 MODEM 联络信号,用于为计算机扩展异步串口,或者将普通的串口设备或者 MCU 直接升级到 USB总线。

在同步串行接口方式下,CH347 提供了 1 个 2 线 I2C 接口(SCL 线、SDA 线)和 1 个 4 线 SPI 接口(SCS 线、SCK/CLK 线、MISO/SDI/DIN 线、MOSI/SDO/DOUT 线),用于为计算机扩展 2 线或 4 线同步串行接口,操作 EEPROM、FLASH 和传感器等器件。

在 JTAG 接口方式下,CH347 提供了 1 个 JTAG 接口,支持 4/5/6 线接口(TMS 线、TCK 线、TDI 线、TDO 线、TRST 线和 SRST 线),用于为计算机扩展 JTAG 接口,操作 CPU、DSP、FPGA 和 CPLD 等器件。

在 SWD 接口方式下,CH347 提供了 1 个 SWD 接口(SWDCLK 线,SWDIO 线),用于为计算机扩展 SWD接口,操作 ARM MCU 和 CPU 等器件。
CH347转I2C转SPI转JTAG转UART电路图

CH347转I2C转SPI转JTAG转UART电路图

CH347高速 USB转接芯片

CH347高速 USB转接芯片

计算机或其它USB 主机经过USB线连接到CH347高速USB转接芯片,转换为异步串口 UART/RS232/RS485、异步串口 UART/RS232/RS485、2 线 IIC 和 4 线 SPI 同步串口、JTAG 接口/SWD 接口

2、特点

2.1. 概述

480Mbps 高速 USB 设备接口,外围元器件只需晶振和电容。
内置 EEPROM,可配置工作模式、芯片 VID、PID、最大电流值、厂商和产品信息字符串等参数。
单一 3.3V 供电。
CH347F 支持 I/O 独立供电,支持 3.3V、2.5V、1.8V 电源电压。
提供 TSSOP-20 和 QFN28 无铅封装,兼容 RoHS。
多种工作模式,适应高速 USB 转接应用需求。

2.2. 异步串口

内置固件,仿真标准串口,用于升级原串口外围设备,或者通过 USB 增加额外串口。
计算机端 Windows 操作系统下的串口应用程序完全兼容,无需修改。
硬件全双工串口,内置独立的收发缓冲区,通讯波特率支持 1200bps~9Mbps。
串口支持 8 个数据位,支持奇校验、偶校验以及无校验,支持 1 或 2 停止位。
每个串口内置 12K 字节的接收 FIFO,4K 字节的发送 FIFO。
支持常用的 MODEM 联络信号 RTS、DTR、DCD、RI、DSR、CTS。
支持 CTS 和 RTS 硬件自动流控。
支持半双工,提供串口正在发送状态指示 TNOW,可用于控制 RS485 收发切换。
支持最多 8 路 GPIO 输入输出功能。
通过外加电平转换器件,支持 RS232、RS485、RS422 等接口。

2.3. I2C 同步串行接口

作为 Host/Master 主机模式。
提供 SCL 和 SDA 两根信号线,支持 5 种传输速度,传输频率可达 1MHz。
通过计算机 API 配合,可灵活操作 2 线接口的 A/D、D/A、EEPROM 和传感器等器件。

2.4. SPI 同步串行接口

作为 Host/Master 主机模式。
提供 SCS 线、SCK/CLK 线、MISO/SDI/DIN 线、MOSI/SDO/DOUT 四根信号线。
支持 2 根片选信号线,可分时操作 2 个 SPI 接口设备。
支持 8 位/16 位数据结构,支持 MSB 和 LSB 传输。
支持 SPI 模式 0/1/2/3,支持传输频率配置,传输频率可达 60MHz。
支持硬件 DMA 发送和接收。
通过计算机 API 配合,可灵活操作 4 线接口的 FLASH、MCU、传感器等器件。

2.5. JTAG 接口

作为 Host/Master 主机模式。
JTAG 接口提供 TMS 线、TCK 线、TDI 线、TDO 线、TRST 线(可选)和 SRST 线(可选)。
支持高速 USB 数据传输。
通过计算机 API 配合,可灵活操作 CPU、DSP、FPGA、CPLD、MCU 等器件。

2.6. SWD 接口

作为 Host/Master 主机模式。
SWD 接口提供 SWDCLK 线、SWDIO 线。
通过计算机 API 配合,可灵活操作 ARM MCU 和 CPU 等器件。

3、封装

CH347 QFN28 TSSOP20封装示意和引脚定义

CH347 QFN28 TSSOP20封装示意和引脚定义

封装形式塑体宽度引脚间距封装说明订货型号
QFN28_4X44*4mm0.4mm四边无引线 28 脚CH347F
TSSOP-204.4mm0.65mm薄小型 20 脚贴片CH347T

注:CH347 的 USB 收发器按 USB2.0 全内置设计,UD+和 UD-引脚不能串接电阻,否则影响信号质量。
CH347F 的底板是 0#引脚 GND,是可选但建议的连接;其它 GND 是必要连接。

4、引脚

4.1. 一般说明

CH347 芯片具有多种工作模式,同一引脚在不同工作模式下的功能和定义可能不同。CH347T 芯片在上电复位或外部复位时,检测配置引脚状态自动配置工作模式。
注:FT 表示引脚作为输入时耐受 5V 电压。

4.2. CH347F 引脚

标准的公共引脚

引脚号引脚名称类型引脚说明
21VCC电源电源调节器正电源输入端,需要外接退耦电容
0,20GND电源公共接地端,需要连接 USB 总线的地线
3RST#输入外部复位输入端,低电平有效,内置上拉电阻
28UD+USB 信号直接连到 USB 总线的 D+数据线,不能额外串接电阻
27UD-USB 信号直接连到 USB 总线的 D-数据线,不能额外串接电阻
1XI输入晶体振荡输入端
2XO输出晶体振荡反相输出端
6VIO电源I/O 端口电源输入端,需要外接退耦电容

SPI 接口相关引脚

引脚号引脚名称类型引脚说明
13SCS0输出4 线串口的片选输出 0
7SCS1输出4 线串口的片选输出 1
14SCK输出4 线串口的时钟输出,别名 DCK
15MISO输入(FT)4 线串口的数据输入,别名 DIN 或 SDI,内置上拉电阻
16MOSI输出4 线串口的数据输出,别名 DOUT 或 SDO

JTAG 接口相关引脚

引脚号引脚名称类型引脚说明
25TDI输出JTAG 接口的数据输出
24TDO输入(FT)JTAG 接口的数据输入,内置上拉电阻
23TCK输出JTAG 接口的时钟输出
26TMS输出JTAG 接口的模式选择
9TRST输出JTAG 接口的复位输出
8SRST输出JTAG 接口的系统复位输出

SWD 接口相关引脚

引脚号引脚名称类型引脚说明
23SWDCLK输出SWD 接口的时钟引脚
26SWDIO输出/输入(FT)SWD 接口的数据引脚

I2C 接口相关引脚

引脚号引脚名称类型引脚说明
12SDA输出,输入(FT)2 线串口的数据输入输出
11SCL输出2 线串口的时钟输出

UART 接口相关引脚

引脚号引脚名称类型引脚说明
19TXD0输出UART0 的串行数据输出,空闲态为高电平
22RXD0输入(FT)UART0 的串行数据输入,内置上拉电阻
4TXD1输出UART1 的串行数据输出,空闲态为高电平
5RXD1输入UART1 的串行数据输入,内置上拉电阻
17CTS0输入(FT)UART0 的 MODEM 输入信号,清除发送,低有效;
18RTS0输出UART0 的 MODEM 输出信号,请求发送,低有效;上电期间,如果 RTS0 引脚检测到外接了下拉电阻则禁用内部 EEPROM 中配置参数,启用芯片自带默认参数
11CTS1输入(FT)UART1 的 MODEM 输入信号,清除发送,低有效;
12RTS1输出UART1 的 MODEM 输出信号,请求发送,低有效;
10DTR0/TNOW0输出UART0 的 MODEM 输出信号,数据终端就绪,低有效;UART0 的 RS485 发送和接收控制引脚;上电期间,如果 DTR0 引脚检测到外接了下拉电阻则 DTR0 和 DTR1 分别切换为 TNOW0 和 TNOW1 功能
7DTR1/TNOW1输出UART1 的 MODEM 输出信号,数据终端就绪,低有效;UART1 的 RS485 发送和接收控制引脚

GPIO 相关引脚

引脚号引脚名称类型引脚说明
17GPIO0输入(FT) 输出通用 GPIO0,用于 IO 口输入或输出。
18GPIO1输入(FT) 输出通用 GPIO1,用于 IO 口输入或输出。
10GPIO2输入 输出通用 GPIO2,用于 IO 口输入或输出。
9GPIO3输入 输出通用 GPIO3,用于 IO 口输入或输出。
23GPIO4输入(FT) 输出通用 GPIO4,用于 IO 口输入或输出。
24GPIO5输入(FT) 输出通用 GPIO5,用于 IO 口输入或输出。
25GPIO6输入(FT) 输出通用 GPIO6,用于 IO 口输入或输出。
26GPIO7输入(FT) 输出通用 GPIO7,用于 IO 口输入或输出。

注 1:CH347F 的第 17 和第 18 引脚的电源来自 VCC,为 3.3V 信号电平;其它引脚的电源来自 VIO,为 VIO 相匹配的 3.3V/2.5/1.8V 信号电平。
4.3. CH347T 引脚

标准的公共引脚

引脚号引脚名称类型引脚说明
14VCC电源电源调节器正电源输入端,需要外接退耦电容
18GND电源公共接地端,需要连接 USB 总线的地线
1RST#输入外部复位输入端,低电平有效,内置上拉电阻
17UD+USB 信号直接连到 USB 总线的 D+数据线,不能额外串接电阻
16UD-USB 信号直接连到 USB 总线的 D-数据线,不能额外串接电阻
19XI输入晶体振荡输入端
20XO输出晶体振荡反相输出端

工作模式配置引脚

引脚号引脚名称类型引脚说明
10DTR1/TNOW1复位期间输入(FT)芯片复位时为工作模式 MODE0 配置引脚 0,配合 MODE1 引脚使用,内置上拉电阻
13RTS1/GPIO7复位期间输入(FT)芯片复位时为工作模式 MODE1 配置引脚 1,配合 MODE0 引脚使用,内置上拉电阻

工作模式 0 引脚

引脚号引脚名称类型引脚说明
8TXD0输出UART0 的串行数据输出,空闲态为高电平
12RXD0输入(FT)UART0 的串行数据输入,内置上拉电阻
3TXD1输出UART1 的串行数据输出,空闲态为高电平
4RXD1输入(FT)UART1 的串行数据输入,内置上拉电阻
9DTR0/TNOW0 / GPIO5输出UART0 的 MODEM 输出信号,数据终端就绪,低有效;UART0 的 RS485 发送和接收控制引脚;通用 GPIO5,用于 IO 口输入或输出。上电期间,如果 DTR0 引脚检测到外接了下拉电阻则 DTR0 和 DTR1 分别切换为 TNOW0 和 TNOW1 功能
10DTR1/TNOW1输出UART1 的 MODEM 输出信号,数据终端就绪,低有效;UART1 的 RS485 发送和接收控制引脚
6CTS0/GPIO0输入(FT)UART0 的 MODEM 输入信号,清除发送,低有效;通用 GPIO0,用于 IO 口输入或输出
7RTS0/GPIO1输出UART0 的 MODEM 输出信号,请求发送,低有效;通用 GPIO1,用于 IO 口输入或输出。上电期间,如果 RTS0 引脚检测到外接了下拉电阻则禁用内部 EEPROM 中配置参数,启用芯片自带默认参数
2CTS1/GPIO6输入(FT)UART1 的 MODEM 输入信号,清除发送,低有效;通用 GPIO6,用于 IO 口输入或输出
13RTS1/GPIO7输出UART1 的 MODEM 输出信号,请求发送,低有效;通用 GPIO7,用于 IO 口输入或输出
11RI0/GPIO3输入(FT)UART0 的 MODEM 输入信号,振铃指示,低有效;通用 GPIO3,用于 IO 口输入或输出
15DCD0/GPIO4输入(FT)UART0 的 MODEM 输入信号,载波检测,低有效;通用 GPIO4,用于 IO 口输入或输出
5DSR0/GPIO2输入(FT)UART0 的 MODEM 输入信号,数据装置就绪,低有效;通用 GPIO2,用于 IO 口输入或输出EB

工作模式 1/2 引脚

引脚号引脚名称类型引脚说明
3TXD1输出UART1 的串行数据输出,空闲态为高电平
4RXD1输入(FT)UART1 的串行数据输入,内置上拉电阻
10DTR1/TNOW1输出UART1 的 MODEM 输出信号,数据终端就绪,低有效;UART1 的 RS485 发送和接收控制引脚
2CTS1输入(FT)UART1 的 MODEM 输入信号,清除发送,低有效
13RTS1输出UART1 的 MODEM 输出信号,请求发送,低有效
7MISO输入(FT)4 线串口的数据输入,别名 DIN 或 SDI,内置上拉电阻
8MOSI输出4 线串口的数据输出,别名 DOUT 或 SDO
6SCK输出4 线串口的时钟输出,别名 DCK
5SCS0输出4 线串口的片选输出 0
9SCS1输出4 线串口的片选输出 1
12SDA输出输入(FT)
11SCL输出2 线串口的时钟输出,内置上拉电阻
15ACT输出USB 配置完成状态输出引脚,低电平有效;上电期间,如果 ACT 引脚检测到外接了下拉电阻则 DTR1 切换为 TNOW1 功能

工作模式 3 引脚

引脚号引脚名称类型引脚说明
3TXD1输出UART1 的串行数据输出,空闲态为高电平
4RXD1输入(FT)UART1 的串行数据输入,内置上拉电阻
10DTR1/TNOW1输出UART1 的 MODEM 输出信号,数据终端就绪,低有效;UART1 的 RS485 发送和接收控制引脚
2CTS1输入(FT)UART1 的 MODEM 输入信号,清除发送,低有效
13RTS1输出UART1 的 MODEM 输出信号,请求发送,低有效
8TDI输出JTAG 接口的数据输出
7TDO输入(FT)JTAG 接口的数据输入,内置上拉电阻
6TCK输出JTAG 接口的时钟输出
9TRST输出JTAG 接口的复位输出
5TMS输出JTAG 接口的模式选择
11,12GPIO输入/输出通用 GPIO,用于 IO 口输入或输出
15ACT输出USB 配置完成状态输出引脚,低电平有效;上电期间,如果 ACT 引脚检测到外接了下拉电阻则 DTR1 切换为 TNOW1 功能

5、功能说明

5.1. 一般说明

CH347 是一款高速 USB 总线的转接芯片,通过 USB 总线提供异步串口、常用 2 线 IIC 和 4 线 SPI同步串行接口、JTAG 接口等。

CH347 芯片的 VCC 是电源输入端,需外部提供 3.3V 电源电压。电源引脚 VCC 应该外接容量为 0.1uF左右的电源退耦电容。

CH347F 芯片的 VIO 引脚用于为 I/O 和 RST 引脚提供 I/O 电源,支持 1.8V~3.3V 电源电压,VIO应该与 MCU 等外设使用同一电源。UD+和 UD-引脚使用 VCC 电源,不使用 VIO 电源。

CH347 芯片内置了电源上电复位电路,芯片正常工作时需要外部向 XI 引脚提供 8MHz 时钟信号,时钟信号可通过 CH347 内置的反相器通过晶体稳频振荡产生。外围电路需要在 XI 和 XO 引脚之间连接一个 8MHz 晶体,XI 和 XO 引脚对地接 22pF 左右的负载电容。

CH347 芯片内置了 USB 总线所需要的所有外围电路,包括内嵌 USB 控制器和 USB-PHY、USB 信号线的串联匹配电阻、Device 设备所需的 1.5K 上拉电阻等。UD+和 UD-引脚应该直接连接到 USB 总线上。

5.2. 工作模式说明

CH347F 不需要配置工作模式,同时支持高速串口、I2C、SPI、JTAG 和 SWD 等接口。复用引脚的功能可通过驱动程序进行切换控制。

芯片功能默认的产品 ID
厂商驱动模式五合一:USB 转高速双串口 + USB 转 2 线 I2C + USB 转 4 线 SPI+USB 转 JTAG 接口 + USB 转 SWD 接口55DEH

CH347T 芯片在复位时,检测 DTR1(PIN10)和 RTS1(PIN13)引脚的电平状态配置芯片的工作模式,各工作模式及对应的转接功能如下表。

工作模式DTR1 和 RTS1 引脚状态芯片功能默认的产品 ID
工作模式 0DTR1 悬空或高电平,RTS1 悬空或高电平USB 转高速双串口,串口 0 支持全 MODEM 信号,串口 1 支持部分 MODEM 信号55DAH
工作模式 1DTR1 悬空或高电平,RTS1 下拉低电平厂商驱动模式三合一:USB 转高速单串口+ USB 转 2 线 I2C + USB 转 4 线 SPI55DBH
工作模式 2DTR1 下拉低电平,RTS1 悬空或高电平HID 免驱模式三合一:USB 转高速单串口+ USB 转 2 线 I2C + USB 转 4 线 SPI55DCH
工作模式 3DTR1 下拉低电平,RTS1 下拉低电平二合一:USB 转高速单串口+ USB 转 JTAG 接口55DDH

工作模式 0:USB 转高速双串口,在计算机上识别为 2 个标准的 USB 串口,适用于同时使用双串口的需求。串口 0 支持全 MODEM 信号,串口 1 支持部分 MODEM 信号,2 个串口均支持硬件流控,均支持 RS485 串口收发使能控制Easyboard。

工作模式 1:厂商驱动模式三合一,USB 转高速单串口、USB 转 2 线 I2C 和 USB 转 4 线 SPI 同步串行接口。在计算机上识别为 1 个标准的 USB 串口以及 1 个用于 2 线和 4 线同步串行接口通信的自定义接口,适用于同时使用串口及 2 线或 4 线同步串行接口的需求。串口 1 支持部分 MODEM 信号,支持硬件流控,支持 RS485 串口收发使能控制。4 线同步串行接口支持模式、数据位数、数据顺序等配置。

工作模式 2:HID 免装驱动程序模式三合一,USB 转高速单串口、USB 转 2 线 I2C 和 USB 转 4 线SPI 同步串行接口。在计算机上识别为 2 个自定义 HID 接口的类复合设备(接口 0 用于串口数据的上传和下传,接口 1 用于 2 线和 4 线同步串行接口通信),适用于同时使用串口及 2 线或 4 线同步串行接口且不方便安装厂商驱动的需求。串口 1 支持部分 MODEM 信号,支持硬件流控,支持 RS485 串口收发使能控制。4 线同步串行接口支持模式(模式 0/1/2/3)、数据位数(8 位/16 位)、数据顺序(MSB/LSB)等配置。

工作模式 3:二合一,USB 转高速单串口及 USB 转 JTAG 接口。在计算机上识别为 1 个标准的 USB串口以及 1 个 JTAG 接口,适用于同时使用串口及 JTAG 接口的需求。

5.3. 异步串口

CH347 芯片提供 1 组或 2 组异步串口,每组串口包括 TXD、RXD、CTS、RTS、DTR 等引脚。串口 0支持全 MODEM 联络信号,串口 1 支持部分 MODEM 联络信号。
异步串口方式下 CH347 芯片的引脚包括:数据传输引脚、MODEM 联络信号引脚和辅助引脚。
数据传输引脚包括:TXD0、TXD1 和 RXD0、RXD1。串口输入空闲时,RXDx 为高电平,串口输出空闲时,TXDx 为高电平。
MODEM 联络信号引脚和 RS485 发送和接收控制引脚:CTS0、RTS0、DTR0、CTS1、RTS1 和 DTR1。
CH347 芯片的串口内置了独立的收发缓冲区,支持单工、半双工或者全双工异步串行通讯。

CH347 的串行数据包括 1 个低电平起始位、8 个数据位、1 个/2 个高电平停止位,支持无校验/奇校验/偶校验。支持常用通讯波特率:1200、1800、2400、3600、4800、9600、14400、19200、28800、33600、38400、56000、57600、76800、115200、128000、153600、230400、460800、921600、1M、1.5M、2M、3M、4M、5M、6M、7M、8M、9M 等。工作模式 0 时,2 个串口波特率最高支持 9M,其它工作模式时,串口波特率最高支持 7.5M。

CH347 芯片的 2 个异步串口均支持 CTSx 和 RTSx 硬件自动流控制,默认不启用,可以通过 VCP 厂商驱动程序控制启用。如果启用,那么仅在检测到 CTSx 引脚输入有效(低电平有效)时串口才继续发送下一包数据,否则暂停串口发送;当接收缓冲区空时,串口会自动有效 RTSx 引脚(低电平有效),直到接收缓冲区的数据较满时,串口才自动无效 RTSx 引脚,并在缓冲区空时再次有效 RTSx 引脚。使用硬件自动速率控制,可以将己方的 CTSx 引脚接到对方的 RTSx 引脚,并将己方的 RTSx 引脚接到对方的 CTSx 引脚。
CH347 芯片串口接收信号的允许波特率误差不大于 2%,串口发送信号的波特率误差小于 1%。
在计算机端的 Windows 操作系统下,安装高速率的 VCP 厂商驱动程序后,能够仿真标准串口,所以绝大部分串口应用程序完全兼容,通常无需任何修改。
CH347 芯片支持最多 8 路 GPIO 输入输出控制功能。
CH347 芯片可以用于升级原串口外围设备,或者通过 USB 总线为计算机增加额外串口。通过外加电平转换器件,可以进一步提供 RS232、RS485、RS422 等接口。

5.4. I2C 同步串行接口

CH347 芯片的 I2C/IIC 同步串行接口工作在 Host/Master 主机模式,包括 SCL 和 SDA 两根信号线。
SCL 用于单向输出同步时钟,开漏输出,SDA 用于双向数据输入输出,开漏输出及输入。
I2C 接口的基本操作元素包括:起始位、停止位、位输出、位输入。
起始位定义为当 SCL 为高电平时,SDA 输出下降沿。
停止位定义为当 SCL 为高电平时,SDA 输出上升沿。
位输出定义为当 SCL 为低电平时,SDA 输出位数据,然后 SCL 输出高电平脉冲。
位输入定义为当 SCL 输出高电平脉冲,在下降沿之前从 SDA 输入位数据。
CH347 芯片的 I2C 接口支持 5 种传输速度,通过计算机 API 配合,可灵活操作 2 线接口的 A/D、D/A、EEPROM 和传感器等器件。

5.5. SPI 同步串行接口

CH347 芯片的 4 线 SPI 同步串行接口工作在 Host/Master 主机模式,包括 SCSx、SCK(CLK)、MISO(SDI/DIN)和 MOSI(SDO/DOUT)四根信号线。SCSx 包括 SCS0 和 SCS1,可分时操作 2 个 SPI 接口设备。支持 8 位/16 位数据结构,支持 MSB 和 LSB 传输、支持 SPI 模式 0/1/2/3、支持传输频率配置等。内置硬件 DMA,可进行批量数据的快速发送和读取。通过计算机 API 配合,可灵活操作 4 线接口的 FLASH、MCU、传感器等器件。

5.6. JTAG 接口

CH347 芯片的 JTAG 接口工作在 Host/Master 主机模式。JTAG 接口包括 TMS、TCK、TDI、TDO、TRST和 SRST 六根信号线,TRST 和 SRST 为可选信号线。支持自定义协议的快速模式和 bit-bang 模式,传输速率可达 30Mbit/S。
提供计算机端的 USB 高速驱动和 USB 转 JTAG TAP 函数库,支持二次开发,用于构建自定义的 USB转高速 JTAG 调试器、FPGA 下载器、CPU 编程器等产品。

5.7. SWD 接口

CH347 芯片的 SWD 接口工作在 Host/Master 主机模式。SWD 接口包括 SWDCLK、SWDIO 两根信号线。
提供计算机端的 USB 高速驱动和 USB 转 SWD 函数库,支持二次开发,用于构建自定义的 USB 转SWD 调试器、下载器等产品。

5.8. 芯片参数配置

在较大批量应用时,CH347 的厂商识别码 VID 和产品识别码 PID 以及产品信息可以定制。
在少量应用时,可以使用内置的 EEPROM 进行参数配置。用户安装 VCP 厂商驱动程序后,可以通过芯片厂家提供的配置软件 CH34xSerCfg.exe,灵活配置芯片的厂商识别码 VID、产品识别码 PID、最大电流值、BCD 版本号、厂商信息和产品信息字符串描述符等参数。

6、参数

6.1. 绝对最大值(临界或者超过绝对最大值将可能导致芯片工作不正常甚至损坏)

名称参数说明最小值最大值单位
TA工作时的环境温度-4085℃
TS储存时的环境温度-40125℃
VCC电源电压(VCC 引脚供电,GND 引脚接地)-0.34.0V
VIOI/O 电源电压(VIO 引脚供电,GND 引脚接地)-0.34.0V
VUSBUSB 信号引脚上的电压-0.53.8V
VIO5耐受 5V 引脚上的输入电压-0.55.6V
VIO3其它引脚上的输入电压-0.5VCC+0.3V

6.2. 电气参数

(测试条件:TA=25℃,VCC=3.3V,不含 USB 引脚)

名称参数说明最小值典型值最大值单位
VCC电源电压(VCC 引脚供电,GND 引脚接地)3.03.33.6V
VIOI/O 的 VIO 电源电压1.73.33.6V
ICC芯片正常工作时的电源电流283850mA
ISLPUSB 挂起时的电源电流180260350uA
VIL低电平输入电压00.8V
VIH3不耐受 5V 引脚的高电平输入电压2.0VCCV
VIH5耐受 5V 引脚的高电平输入电压2.05.0V
VOL输出低电压,单个引脚吸入 8mA 电流0.4V
VOH输出高电平,单个引脚输出 8mA 电流VCC-0.4V
RPU内置上拉的等效电阻304060KΩ
VPOR上电/掉电复位的阈值电压1.92.22.5V
VESDESD 静电耐受电压(人体模型,非接触式)4KV

6.3. 时序参数

(测试条件:TA=25℃,VCC=3.3V)

名称参数说明最小值典型值最大值单位
TRSTD电源上电或外部复位输入后的复位延时152840mS
TSUSP检测 USB 自动挂起时间359mS
TWAKE芯片睡眠后唤醒完成时间0.30.52mS

7、应用

7.1. USB 转双 UART+I2C+SPI+JTAG 五合一

下图是由 CH347F 芯片实现的 USB 转双路高速串口、2 线串行接口 I2C、4 线串行接口 SPI 和 JTAG接口的参考电路图。
P1 是 USB 端口,USB 总线包括一对 5V 电源线和一对数据信号线,通常,+5V 电源线是红色,接地线是黑色,D+信号线是绿色,D-信号线是白色。USB 总线提供的电源电流可以达到 500mA。
P2 和 P3 是串口的 TTL 连接引脚,包括 3.3V、GND、RXDx、TXDx、RTSx、CTSx 和 DTRx 等引脚。
可外加电平转换器件(须支持高波特率),实现 TTL 转 RS232、RS485、RS422 等信号转换。

P4 是 4 线同步串行 SPI 接口,包括 3.3V、GND、SCS0、SCK、MISO、MOSI 和可选的第 2 个片选信号 SCS1。P5 是 2 线同步串行 I2C 接口。P6 是 JTAG 接口,直连 FPGA、CPU 等芯片。
CH347 芯片的 VCC 引脚输入 3.3V 电源电压,每个电源引脚应外接容量为 0.1uF 左右的电源退耦电容,如图中 C8 为电源退耦电容。

晶体 X1、电容 C5 和 C6 用于 CH347 的时钟振荡电路。X1 的频率为 8MHz±0.4%,C5 和 C6 是容量约为 22pF 的独石或高频瓷片电容。R1 和 C7 为可选器件。
建议为 USB 信号线增加 ESD 保护器件,ESD 芯片寄生电容需小于 2pF,例如 CH412K。

建议外设接口(UART、I2C、SPI、JTAG)与 CH347 使用同一电源,否则需考虑分开供电时的 IO 引脚倒灌电流问题。CH347F 芯片的 VIO 引脚用于为 I/O 和 RST 引脚提供 I/O 电源,支持 1.8V~3.3V 电源电压,VIO 应该与 MCU 等外设使用同一电源。

在设计印刷线路板 PCB 时,需要注意:退耦电容 C8 尽量靠近 CH347 相连的电源引脚;USB 口的D+和 D-信号线按高速 USB 规范贴近平行布线,保证特性阻抗,尽量在两侧提供地线或者覆铜,减少来自外界的信号干扰。
USB 转双 UART+I2C+SPI+JTAG 五合一

USB 转双 UART+I2C+SPI+JTAG 五合一

7.2. USB 转双 UART

下图是由 CH347T 芯片实现的 USB 转双路高速 TTL 串口的参考电路图,芯片工作在模式 0。
图中的信号线可以只连接 RXDx、TXDx 以及公共地线,其它信号线 CTSx、RTSx、DTRx 根据需要选用,不需要时都可以悬空。
如果 DTR0 外接 4.7KΩ 的下拉电阻,那么 DTR0 和 DTR1 均分别切换为 TNOW0 和 TNOW1 功能,指示串口发送状态,用于控制 RS485 收发切换。
P1 是 USB 端口,P2 和 P3 为 2 路串口的 TTL 连接引脚,包括 3.3V、GND、RXDx、TXDx、RTSx、CTSx和 DTRx 等引脚。可外加电平转换器件(须支持高波特率),实现 TTL 转 RS232、RS485、RS422 等信号转换。
USB 转双 UART

USB 转双 UART

7.3. USB 转 SPI+I2C+UART 三合一功能

下图是由 CH347T 芯片实现的 USB 转高速单串口及 2 线和 4 线同步串行接口的参考电路图,去掉R3 但保留电阻 R4 设置芯片工作在模式 1,去掉 R4 但保留电阻 R3 设置芯片工作在模式 2。
P1 是 USB 端口,P2 是串口的 TTL 连接引脚,包括 VCC、GND、RXD1、TXD1、RTS1、CTS1 和 DTR1等引脚。可外加电平转换器件,实现 TTL 转 RS232、RS485、RS422 等信号转换。
U3 是 2 线同步串行接口 IIC 设备。U4 是 4 线同步串行接口 SPI 设备。建议外设与 CH347 使用同一电源。
USB 转 SPI+I2C+UART 三合一功能

USB 转 SPI+I2C+UART 三合一功能

7.4. USB 转 JTAG+UART 二合一功能

下图是由 CH347T 芯片实现的 USB 转高速单串口及 JTAG 接口的参考电路图,电阻 R3 和 R4 设置芯片工作在模式 3。
P1 是 USB 端口,P2 是串口的 TTL 连接引脚,包括 VCC、GND、RXD1、TXD1、RTS1、CTS1 和 DTR1等引脚。可外加电平转换器件,实现 TTL 转 RS232、RS485、RS422 等信号转换。
P3 是 JTAG 接口,直连 FPGA、CPU 等芯片。
USB 转 JTAG+UART 二合一功能

USB 转 JTAG+UART 二合一功能
深入解析CH347T:USB转JTAG/SPI多模式电路设计实战 本文深入解析CH347T芯片的多模式电路设计实战,重点介绍其USB转JTAG/SPI等接口的灵活配置与应用。通过硬件设计关键点、模式切换技巧及性能优化建议,帮助开发者高效实现嵌入式调试与设备控制,提升开发效率。 阅读详情

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