芯片指南 —— CH340芯片使用簡介(一)


CH340芯片使用簡介

CH340是一個USB總線的轉接芯片,實現USB轉串口或者USB轉打印口。
在串口方式下,CH340提供常用的MODEM聯絡信號,用於為計算機擴展異步串口,或者將普通的串口設備直接升級到USB總線。

特點

  • 全速USB設備接口,兼容USB V2.0。
  • 仿真標准串口,用於升級原串口外圍設備,或者通過USB增加額外串口。
  • 計算機端Windows操作系統下的串口應用程序完全兼容,無需修改。
  • 硬件全雙工串口,內置收發緩沖區,支持通訊波特率50bps~2Mbps。
  • 支持常用的MODEM聯絡信號RTS、DTR、DCD、RI、DSR、CTS。
  • 通過外加電平轉換器件,提供RS232、RS485、RS422等接口。
  • CH340R芯片支持IrDA規范SIR紅外線通訊,支持波特率2400bps到115200bps。
  • 內置固件,軟件兼容CH341,可以直接使用CH341的VCP驅動程序。
  • 支持5V電源電壓和3.3V電源電壓。
  • CH340C/N/K/E及CH340B內置時鍾,無需外部晶振,CH340B還內置EEPROM用於配置序列號等。
  • 提供SOP-16、SOP-8和SSOP-20以及ESSOP-10、MSOP-10無鉛封裝,兼容RoHS。

封裝

引腳定義


具體使用場景

  1. 實現單片機的串口與PC的通信。(TTL轉USB)
  • 上圖是雙供電方式下 MCU 單片機通過 TTL 串口連接 CH340 芯片實現 USB 通訊的參考電路。CH340 由 USB 總線供電 VBUS,MCU 使用另一電源 VDD,VDD 支持 5V、3.3V 甚至 2.5V、1.8V。
  • 圖中 MCU 的 RXD 引腳應該啟用內部上拉電阻,如沒有,則建議對 RXD 引腳外加 2KΩ~22KΩ的上拉電阻且接 MCU 的電源 VDD。
  • 防 CH340 有電但 MCU 無電時的外灌。圖中二極管 D6 和 D7 及 NMOS 管 Q5 用於防止雙電源方式下CH340 通過 MCU 的 RXD 或 TXD 內部二極管向失電 MCU 產生電流倒灌的問題,D7 和 RTS/BOOT0#的連接是可選的。二極管 D6 針二極管;D7 針對 CH340 的 RTS 高電平通過 MCU 的 BOOT 內部二極管向 MCU 倒灌電流的情形;NMOS 管 Q5 針對 CH340 的 RXD 內部上拉電流通過 MCU 的 TXD 內部二極管向 MCU 倒灌電流的情形。防 CH340 無電但 MCU 有電時的內灌。
  • CH340K 和批號末 3 位大於 B40 的 CH340C、CH340N、CH340E的 IO 都自動防對內倒灌,即 CH340 無電但 MCU 有電時不會產生倒灌電流。再加上 D6、D7 和 Q5 能防 止 CH340 向失電 MCU 外灌電流,所以上圖能夠實現完全的雙向防倒灌。
  • 對於其它批號或者型號的 CH340,需要另加防內灌電路。通常是一個 NMOS 管串聯一個肖特基二極管,防雙向倒灌。例如,在 Q5 的漏極 D 端串聯肖特基二極管且其陽極端接 CH340 的 RXD,在 D6 與 CH340 之間串接 NMOS 管且其漏極接 D6、柵極接 CH340 的電源 VCC。
  • 如果確定某個情形不會發生,則相應的 NMOS 管或者二極管可以去掉。例如部分型號 MCU 的 IO 支持防倒灌或支持 5VT,或者 MCU 有永久自備電源,不用擔心 CH340 向 MCU 外灌電流,那么 D6、D7、Q5 均可以去掉並短路。 二極管優先用小功率的 Schottky 肖特基二極管 BAS70、BAT54,或 B0520 等。 NMOS 管優先用小功率、小電容的 NMOS 管 2SK3018、1012 等。
  • 一般情況下,不建議 CH340 與 MCU 分開各自供電。如果確有必要,那么還可以選用 CH340K 或者有 VIO 電源引腳支持 I/O 獨立供電的 USB 轉串口芯片 CH343。


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