现在电子产品更新速度很快,为了小型化的需求,原来在台式电脑上的标准配置接口例如串口、并口都被逐渐淘汰,笔记本上更是看不到串口的影子,取而代之的是USB这种通用小型的总线接口。对于我们电子工程师或者电子爱好者来说,为了编程、调试的需要,少了串口并口还真是很不方便,特别是串口。许多单片机调试时用串口来下载代码、输出调试信息、显示程序运行状态,缺少了串口的电脑,在调试时就显得十分不方便。为此,很多厂商开发了专用的USB转串口的转换芯片,用于代替标准的串口,在一定程度上解决了电脑缺少串口的难题。在此,本菜介绍几种比较常见的USB转串口芯片。
一、PL2303
PL2303是一款符合USB1.1标准的USB接口异步串行数据总线转换器,包含六个标准调制解调器控制脚(RTS发送请求、CTS清除发送、DTR数据终端准备完毕、DSR数据准备完毕、DCD数据载波检测、RI响铃指示器);它的主要特点为:外置RS-232驱动器电源关闭控制;自动清除发送/发送请求的流控制(CTS/RTS);支持自动XON/XOFF软件流控制;另外,PL2303还集成两个综合用途I/O输入/输出脚(GRIO),方便用户使用。
PL2303的典型应用如图1所示。
图1 PL2303典型应用电路
二、CP2102
CP2102是一款单芯片USB转UART数据转换器,符合USB规范2.0全速(12Mbps),内置USB收发器无需外部电阻、片内时钟无需外部振荡器,因此其最重要的特点就是单片集成转换器所需全部电路,可以在不使用任何分立元件情况下独立实现接口转换功能。另外,它支持所有握手和调制解调器接口信号;支持硬件或X-On/X-Off握手;支持事件状态和线路中止条件。
CP2102典型应用电路如图2所示。
图2 CP2102典型应用电路
*注,CP2102有一个引脚在芯片底下,就是图2所示引脚1上面的GND引脚
三、FT8U232BM
FT8U232BM也是一款单芯片USB转UART数据转换器,符合USB规范2.0全速(12Mbps),兼容1.1,内置USB收发器,配合片外6M晶振工作。它提供完整的握手和标准调制解调器接口信号,支持硬件或X-On/X-Off握手,支持事件状态和线路中止条件,支持远程唤醒和电源管理。
FT232BM典型应用电路如图3所示。
图3 FT232BM典型应用电路
型号 |
PL2303HX |
CP2102 |
FT8U232BM |
生产厂家 |
Prolific Technology Inc. |
Silicon Laboratories Inc. |
Future Technology Devices Intl |
封装 |
28引脚SSOP |
28脚MLP |
32引脚MQFP |
协议规范 |
USB1.1 |
USB2.0全速,兼容1.1 |
USB2.0全速,兼容1.1 |
波特率 |
75bps~6Mbps |
300bps到1Mbps |
TTL(300bps~3Mbps) 232(300bps~1Mbps) 485(300bps~3Mbps) |
数据位 |
5、6,、7或8数据位 |
5、6,、7或8数据位 |
7、8数据位 |
停止位 |
1、1.5、或2停止位 |
1、1.5、或2停止位 |
1或2停止位 |
校验 |
奇校验偶校验无校验 |
奇校验偶校验无校验 |
奇校验偶校验无校验 |
收发缓存 |
可配置的512byte双向数据缓冲器 |
576byte接收缓冲器 640byte发送缓冲器 |
384byte接收缓冲器128byte发送缓冲器 |
工作电压 |
I/O工作电压(VDD_325):1.65至3.6V USB总线供电:4.75V至5.25V |
I/O电压:3.0V至5.25V USB总线供电:4.0V至5.25V |
I/O电压:3.0V至5.25V USB总线供电:4.35V至5.25V |
晶振 |
12MHz |
内置 |
6MHz |
其他特点 |
可选择外置EEPROM电可擦除只读存储器以更改客户ID |
集成的1024字节EEPROM用于为供应商代码、产品代码、序列号、功率标牌、版本号和产品描述等数据提供存储空间
|
支持外扩EEPROM用于存储产品VID、PID、设备序列号以及产品描述等信息 |
从许多使用者的使用情况来看,有以下特点:(1)PL2303最便宜,但性能相对于其他两种来说稍差,焊接芯片需要一定的功底才行;(2)CP2102性能价钱介于两者之间,电路最简单,可实现单片独立工作而无须外部元件,但焊接最不容易;(3)FT8U232BM的价钱最贵,但性能最稳定,并且驱动支持最好,焊接起来相对也比较容易。当然,具体需要哪种USB转串口芯片,还是请读者根据自己的情况进行选择。
四、CH341
除了前面的三种芯片,这个芯片是不是被很多人忽略掉了?其实这也是很常用的一个USB转串口的芯片,而且现在市面上很多的USB转串口的线也都是用的CH341芯片,该芯片的成本也就在5-6RMB,功能确实非常的强悍,下面让我给大家简单介绍一下该芯片吧:
CH341是一个USB 总线的转接芯片,通过USB 总线提供异步串口、打印口、并口以及常用的2 线
和4 线等同步串行接口。
在异步串口方式下,CH341 提供串口发送使能、串口接收就绪等交互式的速率控制信号以及常用
的MODEM 联络信号,用于将普通的串口设备直接升级到USB 总线。
在打印口方式下,CH341提供了兼容USB相关规范和Windows操作系统的标准USB打印口,用于
将普通的并口打印机直接升级到USB 总线。
在并口方式下,CH341 提供了EPP 方式或MEM方式及BUS扩展方式的8位并行接口,用于在不需
要单片机/DSP/MCU 的环境下,直接输入输出数据。
除此之外,CH341A 芯片还支持一些常用的同步串行接口,例如2 线接口(SCL 线、SDA 线)和4
线接口(CS 线、CLK 线、DIN 线、DOUT 线)等。
CH341的封装有以下几种:
CH341的相关应用很多,在此我也不多说,只简单介绍一下CH341与单片机的连接。图中是单片机/MCU通过串口连接CH341,实现单片机与计算机之间的USB通讯。如果串口通讯波特率较高或者单片机来不及接收,那么可以用单片机的任意一个输出引脚控制CH341的TEN#引脚,当单片机空闲而可以接收串口数据时置TEN#为低电平,当单片机较忙或者不便于接收串口数据时置TEN#