一、概述
CH343、CH9101、CH9102等系列芯片,是沁恒推出的第三代USB转单串口产品,基于经典版CH340系列芯片进行技术革新,实现USB转高速异步串口,波特率支持最高6Mbps。芯片内部高度集成,外围精简,均提供VIO电源引脚,串口I/O支持独立供电。
第三代USB转串口芯片支持使用系统集成的CDC串口驱动或VCP厂商驱动。VCP厂商驱动能更齐全,支持全功能串口、硬件流控、GPIO、USB参数配置等功能、支持高波特率下持续稳定传输。优先推荐使用VCP驱动程序,支持Windows、Linux、Android、macOS等操作系统。
本文所列常见问题同样适用于特性相近的USB转多串口芯片CH342、CH9103等。相较于USB转串口经典版CH340和CH341系列芯片,第三代USB转串口产品主要特点如下:
二、电源设计
USB转串口芯片有3个电源端分别是VDD5、V3和VIO,芯片内置3.3V的LDO电源调节器。
VDD5是内部LDO的输入端;
V3是内部LDO的输出端,USB收发器和内核电源均从该引脚输入;
VIO是单独的串口IO等引脚的电源输入。
常见问题1—VDD5和V3如何连接
VDD5支持5V或3.3V电源电压供电。
- 当VDD5引脚输入5V工作电压(实际上大于3.8V)时,内部LDO工作,V3引脚会输出3.3V电源供芯片内部USB收发器使用。
- 当VDD5引脚输入3.3V工作电压(实际上小于3.6V)时,V3引脚需要和VDD5连接,同时输入外部的3.3V工作电压。
VDD5和V3引脚需要外接电源退耦电容,默认104规格(即104规格),且PCB布局时靠近芯片引脚放置。V3引脚的电容用于电源退耦,来改善USB传输过程中的EMI。此外,VDD5供电电源上建议同时并联10~22uF大电容。
常见问题2—VIO如何连接
USB转串口芯片的VIO引脚用于为串口I/O和其他如RST引脚提供I/O电源,支持电压范围1.8V~5V。
默认情况下VIO引脚应该与芯片所连接的串口设备采用同一电压,此时双方串口电压匹配。VIO引脚支持的电压输入范围是线性的,在如上范围内可随意调节。例如,可直接使用芯片实现USB转1.8V串口,USB转2.5V串口,USB转3.3V串口,USB转5V串口等。
芯片V3引脚在芯片5V供电时可以输出3.3V电压,因此使用3.3V串口时,VIO也可以直连V3引脚节省一个外部LDO。
常见问题3—VBUS如何连接
芯片的VBUS引脚电源来自于V3,该引脚用于芯片USB电源检测。默认应该连接到USB总线的电源,当检测到失去USB电源,芯片将关闭USB并睡眠。当芯片的VDD5采用非USB 主机的电源而使用板载电源供电时,VBUS也可以和VDD5使用同一电源。
常见问题4—芯片与串口外设(如MCU)的电源连接方案
三、串口设计
芯片的串口引脚包含数据传输引脚和MODEM信号引脚。数据传输引脚包括:串口数据发送引脚TXD、串口数据接收引脚RXD。MODEM信号引脚包括:RTS、CTS、DTR、DSR、RI、DCD。
常见问题1-TTL串口设计
常规情况下使用TTL串口通讯,仅需要使用TXD和RXD信号即可,部分场合需要硬件流控功能时还需要使用RTS和CTS信号。其余MODEM信号引脚若使用不到可直接悬空处理。
常见问题2-RS232串口设计
USB转串口芯片配合RS232电平转换芯片组合使用可以实现全MODEM信号的RS232串口,也可以仅使用部分串口信号实现简版RS232串口,和TTL类似,不使用的信号悬空处理。
常见问题3-RS485串口设计
使用提供TNOW信号的芯片型号配合RS485电平转换芯片可以实现RS485串口通信,RS485收发转换芯片需要单独进行收发方向控制,TNOW用于该方向的控制,线路上TNOW直连RS485收发器的发送使能DE和接收使能RE即可。
注:部分芯片型号TNOW功能和其他功能复用,电路设计上需要在DTR引脚外接一个下拉电阻,默认推荐4.7K。
四、其他辅助引脚说明
ACT引脚说明
芯片的ACT引脚为USB设备配置完成状态输出(当芯片接收到主机的设置配置请求并操作完成时会输出低电平,默认该引脚上电为