2026-07-18
硬件-通讯电路
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一、简介
特点
引脚功能
功能说明
芯片参数
应用电路
问题记录
1)VBUS的作用是什么?
2)芯片参数配置是什么?

CH342 是一款 USB 转双串口芯片,以下是对其详细介绍:

一、简介

特点

  1. 接口与兼容性:全速 USB 设备接口,兼容 USB V2.0,内置固件仿真标准串口,计算机端 Windows 操作系统下的串口应用程序完全兼容。
  2. 驱动支持:支持免安装的操作系统内置 CDC 类驱动程序或多功能高速率的 VCP 厂商驱动程序。
  3. 串口特性
    • 双硬件全双工串口,内置独立收发缓冲区,波特率 50bps - 3Mbps。
    • 支持多种数据位和校验方式,常用 MODEM 联络信号,支持 CTS 和 RTS 硬件自动流控及半双工。
  4. 电源特性
    • USB 端支持 5V 和 3.3V 电源电压,串口 I/O 独立供电,支持多种电压。
    • 内置上电复位和时钟,无需外部晶振,CH342F 内置 EEPROM 可配置参数,芯片有 Unique ID。
  5. 封装形式:提供 QFN24 和 ESSOP10 无铅封装,兼容 RoHS。

引脚功能

  1. 电源引脚:VDD5、VIO、V3、GND 等用于电源输入输出及接地。
  2. USB 信号引脚:UD +、UD - 连接 USB 总线数据线,VBUS 检测 USB 总线电源状态。
  3. 串口引脚:TXD 和 RXD 用于数据传输,MODEM 联络信号引脚实现相关功能,ACT# 用于指示 USB 设备配置状态。

功能说明

  1. 内部结构:包含多种电路模块实现相应功能。

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  1. 电源与功耗:支持不同供电方案,自动支持 USB 设备挂起节约功耗,有 VIO 低压保护机制。
  2. 串口功能
    • 异步串口支持多种模式和通讯参数,硬件自动流控可软件启用,内置收发缓冲区,支持多种波特率,串口应用程序兼容性好,可扩展多种接口。
  3. 时钟和复位及其它:内置 USB 上拉电阻、电源上电复位电路、低压复位电路和时钟发生器,可配置芯片参数。

芯片参数

  1. 绝对最大值:规定工作和储存温度、各引脚电压范围。
  2. 电气参数:包含电源电压、电流、输入输出电平、复位电压门限、ESD 耐压等参数。
  3. 时序参数:涉及内部时钟误差、复位延时、USB 自动挂起和唤醒时间等。

应用电路

  1. USB 转双 9 线 TTL 串口:可采用全部 USB 供电、分开独立供电或全部自己供电三种方案,设计 PCB 时需注意电容布局和信号线布线。
  2. USB 转双 9 线 RS232 串口:通过外部电平转换电路将 TTL 串口转换为 RS232 串口,由 USB 总线统一供电。
  3. USB 转双 RS485:DTR 引脚外接下拉电阻切换为 TNOW 引脚控制 RS485 收发器,RS485 收发器与 VIO 同电源。
  4. 连接双单片机串口(各自供电):双 MCU 单片机通过 TTL 串口与 CH342 芯片连接实现 USB 通讯,串口速度高时可实现硬件自动流控,VBUS 可控制 PMOS 电源开关实现 VIO 降压和 MCU 复位。

问题记录

1)VBUS的作用是什么?

VBUS 是 USB 总线的电源引脚,其作用主要包括以下几个方面:

  1. 检测 USB 电源状态:VBUS 引脚连接到 USB 总线的电源,用于检测 USB 电源的存在和状态。当检测到失去 USB 电源时,CH342 芯片将关闭 USB 并睡眠(挂起)。
  2. 控制下拉电阻:VBUS 引脚内置下拉电阻,该下拉电阻可以由计算机端软件通过设置串口 MCR 寄存器中的 OUT1 信号控制(SERIAL_IOC_MCR_OUT1)。当 OUT1 无效时开启下拉电阻(默认状态),当 OUT1 有效时关闭下拉电阻。
  3. 实现 VIO 低压保护机制:当 VBUS 引脚串接电阻后用于通过 PMOS 控制 VIO 电源时,CH342 提供了 VIO 低压保护机制。在关闭 VBUS 下拉电阻期间,如果检测到 VIO 电压低于约 1.4V,CH342 将自动在 VBUS 引脚吸收约 300uA 放电电流,直到 VIO 电压升高后结束该放电电流,并自动开启下拉电阻。
  4. 为芯片部分功能供电:在某些情况下,VBUS 引脚的电源可用于为芯片内部的一些电路或功能模块提供必要的电力支持,确保芯片在 USB 供电环境下正常工作。

2)芯片参数配置是什么?

  1. 在较大批量应用时,CH342 的厂商识别码 VID 和产品识别码 PID 以及产品信息可以定制。
  2. 在少量应用时,可以使用内置了 EEPROM 的 CH342F 芯片(批号倒数第 4 位是字母则内置 EEPROM)。 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。

本文作者:ZeroEngineer

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