CH340 中文手冊

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USB 轉(zhuǎn)串口芯片 CH340 1 概述 CH340 是一個(gè) USB 總線的轉(zhuǎn)接芯片 實(shí)現(xiàn) USB 轉(zhuǎn)串口 USB 轉(zhuǎn) IrDA 紅外或者 USB 轉(zhuǎn)打印口 在串口方式下 CH340 提供常用的 MODEM 聯(lián)絡(luò)信號 用于為計(jì)算機(jī)擴(kuò)展異步串口 或者將普通的 串口設(shè)備直接升級到 USB 總線 有關(guān) USB 轉(zhuǎn)打印口的說明請參考手冊 二 CH340DS2 在紅 外方式下 CH340 外加紅外收發(fā)器即可構(gòu)成 USB 紅外線適配器 實(shí)現(xiàn) SIR 紅外線通訊 異步串口 UART RS232 IrDA 紅外 SIR 計(jì)算機(jī) USB或者 CH340 其它 轉(zhuǎn)接芯片 USB 主機(jī) 轉(zhuǎn)換并口打印機(jī)為 USB 打印機(jī) 2 特點(diǎn) 全速 USB 設(shè)備接口 兼容 USB V2 0 外圍元器件只需要晶體和電容 仿真標(biāo)準(zhǔn)串口 用于升級原串口外圍設(shè)備 或者通過 USB 增加額外串口 計(jì)算機(jī)端 Windows 操作系統(tǒng)下的串口應(yīng)用程序完全兼容 無需修改 硬件全雙工串口 內(nèi)置收發(fā)緩沖區(qū) 支持通訊波特率 50bps 2Mbps 支持常用的 MODEM 聯(lián)絡(luò)信號 RTS DTR DCD RI DSR CTS 通過外加電平轉(zhuǎn)換器件 提供 RS232 RS485 RS422 等接口 支持 IrDA 規(guī)范 SIR 紅外線通訊 支持波特率 2400bps 到 115200bps 由于是通過 USB 轉(zhuǎn)換的串口 所以只能做到應(yīng)用層兼容 而無法絕對相同 軟件兼容 CH341 可以直接使用 CH341 的驅(qū)動(dòng)程序 支持 5V 電源電壓和 3 3V 電源電壓 提供 SSOP 20 無鉛封裝 兼容 RoHS 3 封裝 封裝形式 塑體寬度 引腳間距 封裝說明 訂貨型號 SSOP 20 5 30mm 209mil 0 65mm 25mil 超小型 20 腳貼片 CH340T SSOP 20 5 30mm 209mil 0 65mm 25mil 超小型 20 腳貼片 CH340R 4 引腳 引腳號 引腳名稱 類型 引腳說明 括號中說明僅針對 CH340R 型號 19 VCC 電源 正電源輸入端 需要外接 0 1uF 電源退耦電容 8 GND 電源 公共接地端 直接連到 USB 總線的地線 在 3 3V 電源電壓時(shí)連接 VCC 輸入外部電源 5 V3 電源 在 5V 電源電壓時(shí)外接容量為 0 01uF 退耦電容 9 XI 輸入 晶體振蕩的輸入端 需要外接晶體及振蕩電容 10 XO 輸出 晶體振蕩的反相輸出端 需要外接晶體及振蕩電容 6 UD USB 信號 直接連到 USB 總線的 D 數(shù)據(jù)線 7 UD USB 信號 直接連到 USB 總線的 D 數(shù)據(jù)線 20 NOS 輸入 禁止 USB 設(shè)備掛起 低電平有效 內(nèi)置上拉電阻 3 TXD 輸出 串行數(shù)據(jù)輸出 CH340R 型號為反相輸出 4 RXD 輸入 串行數(shù)據(jù)輸入 內(nèi)置可控的上拉和下拉電阻 11 CTS 輸入 MODEM 聯(lián)絡(luò)輸入信號 清除發(fā)送 低 高 有效 12 DSR 輸入 MODEM 聯(lián)絡(luò)輸入信號 數(shù)據(jù)裝置就緒 低 高 有效 13 RI 輸入 MODEM 聯(lián)絡(luò)輸入信號 振鈴指示 低 高 有效 14 DCD 輸入 MODEM 聯(lián)絡(luò)輸入信號 載波檢測 低 高 有效 15 DTR 輸出 MODEM 聯(lián)絡(luò)輸出信號 數(shù)據(jù)終端就緒 低 高 有效 16 RTS 輸出 MODEM 聯(lián)絡(luò)輸出信號 請求發(fā)送 低 高 有效 2 ACT 輸出 USB 配置完成狀態(tài)輸出 低電平有效 18 R232 輸入 輔助 RS232 使能 高電平有效 內(nèi)置下拉電阻 NC 空腳 CH340T 空腳 必須懸空 17 CH340R 串口模式設(shè)定輸入 內(nèi)置上拉電阻 IR 輸入 低電平為 SIR 紅外線串口 高電平為普通串口 CKO 輸出 CH340T 時(shí)鐘輸出1 NC 空腳 CH340R 空腳 必須懸空 5 功能說明 CH340 芯片內(nèi)置了 USB 上拉電阻 UD 和 UD 引腳應(yīng)該直接連接到 USB 總線 上 CH340 芯片內(nèi)置了電源上電復(fù)位電路 CH340 芯片正常工作時(shí)需要外部向 XI 引腳提供 12MHz 的時(shí)鐘信號 一般情況下 時(shí)鐘信號由 CH340 內(nèi)置的反相器通過晶體穩(wěn)頻振蕩產(chǎn)生 外圍電路只需要在 XI 和 XO 引腳之間連接一個(gè) 12MHz 的晶體 并且分別為 XI 和 XO 引腳對地連接振蕩電容 CH340 芯片支持 5V 電源電壓或者 3 3V 電源電壓 當(dāng)使用 5V 工作電壓時(shí) CH340 芯片的 VCC 引腳 輸入外部 5V 電源 并且 V3 引腳應(yīng)該外接容量為 4700pF 或者 0 01uF 的電源退耦電容 當(dāng)使用 3 3V 工作電壓時(shí) CH340 芯片的 V3 引腳應(yīng)該與 VCC 引腳相連接 同時(shí)輸入外部的 3 3V 電源 并且與 CH340 芯片相連接的其它電路的工作電壓不能超過 3 3V CH340 自動(dòng)支持 USB 設(shè)備掛起以節(jié)約功耗 NOS 引腳為低電平時(shí)將禁止 USB 設(shè)備掛起 異步串口 方式下 CH340 芯片的引腳包括 數(shù)據(jù)傳輸引腳 MODEM 聯(lián)絡(luò)信號引腳 輔助引腳 數(shù)據(jù)傳輸引腳 包括 TXD 引腳和 RXD 引腳 串口輸入空閑時(shí) RXD 應(yīng)該為高電平 如果 R232 引腳 為高電平啟 用輔助 RS232 功能 那么 RXD 引腳內(nèi)部自動(dòng)插入一個(gè)反相器 默認(rèn)為低電平 串口輸出空 閑時(shí) CH340T 芯片的 TXD 為高電平 CH340R 芯片的 TXD 為低電平 MODEM 聯(lián)絡(luò)信號引腳包括 CTS 引腳 DSR 引腳 RI 引腳 DCD 引腳 DTR 引腳 RTS 引腳 所有這些 MODEM 聯(lián)絡(luò)信號都是由計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序控制并定義其用途 輔助引腳包括 IR 引腳 R232 引腳 CKO 引腳 ACT 引腳 IR 引腳為低電平將啟用紅外線串口 模式 R232 引腳用于控制輔助 RS232 功能 R232 為高電平時(shí) RXD 引腳輸入自動(dòng)反相 ACT 引腳為 USB 設(shè)備配置完成狀態(tài)輸出 例如 USB 紅外適配器就緒 IR 和 R232 引腳只在上電復(fù)位后檢查一次 CH340 內(nèi)置了獨(dú)立的收發(fā)緩沖區(qū) 支持單工 半雙工或者全雙工異步串行通訊 串行數(shù)據(jù)包括 1 個(gè)低電 平起始位 5 6 7 或 8 個(gè)數(shù)據(jù)位 1 個(gè)或 2 個(gè)高電平停止位 支持奇校驗(yàn) 偶校驗(yàn) 標(biāo)志校驗(yàn) 空白校驗(yàn) CH340 支持常用通訊波特率 50 75 100 110 134 5 150 300 600 900 1200 1800 2400 3600 4800 9600 14400 19200 28800 33600 38400 56000 57600 76800 115200 128000 153600 230400 460800 921600 1500000 2000000 等 串口發(fā)送信號的波特率誤差小 于 0 3 串口接收信號的允許波特率誤差不小于 2 在計(jì)算機(jī)端的 Windows 操作系統(tǒng)下 CH340 的驅(qū)動(dòng)程序能夠仿真標(biāo)準(zhǔn)串口 所以絕大部分原串 口 應(yīng)用程序完全兼容 通常不需要作任何修改 CH340 可以用于升級原串口外圍設(shè)備 或者通過 USB 總線為計(jì)算機(jī)增加額外串口 通過外加電 平 轉(zhuǎn)換器件 可以進(jìn)一步提供 RS232 RS485 RS422 等接口 CH340 只需外加紅外線收發(fā)器 就可以通過 USB 總線為計(jì)算機(jī)增加 SIR 紅外適配器 實(shí)現(xiàn)計(jì) 算機(jī) 與符合 IrDA 規(guī)范的外部設(shè)備之間的紅外線通訊 6 參數(shù) 6 1 絕對最大值 臨界或者超過絕對最大值將可能導(dǎo)致芯片工作不正常甚至損壞 名稱 參數(shù)說明 最小值 最大值 單位 TA 工作時(shí)的環(huán)境溫度 40 85 TS 儲存時(shí)的環(huán)境溫度 55 125 VCC 電源電壓 VCC 接電源 GND 接地 0 5 6 5 V VIO 輸入或者輸出引腳上的電壓 0 5 VCC 0 5 V 6 2 電氣參數(shù) 測試條件 TA 25 VCC 5V 不包括連接 USB 總線的引腳 如果電源電壓為 3 3V 則表中所有電流參數(shù)需要乘以 40 的系數(shù) 名稱 參數(shù)說明 最小值 典型值 最大值 單位 V3 引腳不連 VCC 引腳 4 5 5 5 3VCC 電源電壓 V V3 引腳連接 VCC 引腳 3 3 3 3 3 8 ICC 工作時(shí)總電源電流 12 30 mA VCC 5V 0 15 0 2 mA ISLP USB 掛起時(shí)的總電源電流 VCC 3 3V 0 05 0 08 mA VIL 低電平輸入電壓 0 5 0 7 V VIH 高電平輸入電壓 2 0 VCC 0 5 V VOL 低電平輸出電壓 4mA 吸入電流 0 5 V 高電平輸出電壓 3mA 輸出電流 VOH VCC 0 5 V 芯片復(fù)位期間僅 100uA 輸出電流 IUP 內(nèi)置上拉電阻的輸入端的輸入電流 3 150 300 uA IDN 內(nèi)置下拉電阻的輸入端的輸入電流 50 150 300 uA VR 電源上電復(fù)位的電壓門限 2 3 2 6 2 9 V 6 3 時(shí)序參數(shù) 測試條件 TA 25 VCC 5V 名稱 參數(shù)說明 最小值 典型值 最大值 單位 FCLK XI 引腳的輸入時(shí)鐘信號的頻率 11 98 12 00 12 02 MHz TPR 電源上電的復(fù)位時(shí)間 20 50 mS 7 應(yīng)用 7 1 USB 轉(zhuǎn) 9 線串口 下圖 下圖是由 CH340T 實(shí)現(xiàn)的 USB 轉(zhuǎn) RS232 串口 CH340 提供了常用的串口信號及 MODEM 信號 通過 電平轉(zhuǎn)換電路 U8 將 TTL 串口轉(zhuǎn)換為 RS232 串口 端口 P11 是 DB9 插針 其引腳及功能與 計(jì)算機(jī)的普 通 9 針串口相同 U8 的類似型號有 MAX213 ADM213 SP213 MAX211 等 如果只需要實(shí)現(xiàn) USB 轉(zhuǎn) TTL 串口 那么可以去掉圖中的 U8 及電容 C46 C47 C48 C49 C40 圖中 的信號線可以只連接 RXD TXD 以及公共地線 其它信號線根據(jù)需要選用 不需要時(shí)都可以懸空 P2 是 USB 端口 USB 總線包括一對 5V 電源線和一對數(shù)據(jù)信號線 通常 5V 電源線是紅色 接 地線是黑色 D 信號線是綠色 D 信號線是白色 USB 總線提供的電源電流最大可以達(dá)到 500mA 一 般情況下 CH340 芯片和低功耗的 USB 產(chǎn)品可以直接使用 USB 總線提供的 5V 電源 如果 USB 產(chǎn)品通 過其它供電方式提供常備電源 那么 CH340 也應(yīng)該使用該常備電源 如果需要同 時(shí)使用 USB 總線的電 源 那么可以通過阻值約為 1 的電阻連接 USB 總線的 5V 電源線與 USB 產(chǎn)品的 5V 常備電源 并且兩 者的接地線直接相連接 C8 容量為 4700pF 到 0 02 F 用于 CH340 內(nèi)部電源節(jié)點(diǎn)退耦 C9 容量為 0 1 F 用于外 部電源 退耦 晶體 X2 電容 C6 和 C7 用于時(shí)鐘振蕩電路 X2 是頻率為 12MHz 的石英晶體 C6 和 C7 是容量 為 22pF 的獨(dú)石或高頻瓷片電容 如果 X2 選用低成本的陶瓷晶體 那么 C6 和 C7 的容量必須用該晶體 廠家的推薦值 一般情況下是 47pF 在設(shè)計(jì)印刷線路板 PCB 時(shí) 需要注意 退耦電容 C8 和 C9 盡量靠近 CH340 的相連引腳 使 D 和 D 信號線貼近平行布線 盡量在兩側(cè)提供地線或者覆銅 減少來自外界的信號干擾 盡量縮短 XI 和 XO 引腳相關(guān)信號線的長度 為了減少高頻干擾 可以在相關(guān)元器件周邊環(huán)繞地線或者覆銅 7 2 USB 轉(zhuǎn) RS232 串口 下圖 圖中是 USB 轉(zhuǎn)最基本也最常用的 3 線制 RS232 串口 U5 為 MAX232 ICL232 SP232 等 7 3 USB 轉(zhuǎn) RS232 串口 簡版 下圖 圖中也是 USB 轉(zhuǎn) 3 線制 RS232 串口 該電路與 7 2 節(jié)的功能相同 只是輸出 RS232 信號的 電平 幅度略低 CH340 的 R232 引腳為高電平 啟用了輔助 RS232 功能 只需外加二極管 三極 管 電阻 和電容就可代替 7 2 節(jié)中專用的電平轉(zhuǎn)換電路 U5 所以硬件成本更低 7 4 USB 紅外適配器 下圖 下圖是由 USB 轉(zhuǎn) IrDA 紅外芯片 CH340R 和紅外線收發(fā)器 U14 ZHX1810 HSDL3000 等類似型號 構(gòu)成的 USB 紅外線適配器 電阻 R13 用于減弱紅外線發(fā)送過程中的大電流對其它電路的影響 要求不 高時(shí)可以去掉 限流電阻 R14 應(yīng)該根據(jù)實(shí)際選用的紅外線收發(fā)器 U14 的廠家的推薦值進(jìn)行調(diào)整