CH340中文手冊(cè)

一、概述

CH340是一款由南京沁恒微電子股份有限公司設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的USB轉(zhuǎn)串口芯片，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)與各種嵌入式系統(tǒng)、單片機(jī)以及其他電子設(shè)備之間的通信。該芯片通過USB接口實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的傳輸，為用戶提供了一種方便、低成本的解決方案，使得設(shè)備能夠輕松地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)交換。CH340系列芯片包括CH340、CH340G、CH340C、CH340T、CH340E、CH340B等多個(gè)型號(hào)，各具特色，但基本使用方法相似。

二、主要特點(diǎn)

1. 全速USB設(shè)備接口：CH340兼容USB V2.0標(biāo)準(zhǔn)，外圍元器件只需要晶體和電容，簡化了電路設(shè)計(jì)。

2. 仿真標(biāo)準(zhǔn)串口：CH340能夠仿真標(biāo)準(zhǔn)串口，用于升級(jí)原串口外圍設(shè)備，或者通過USB增加額外串口，無需對(duì)現(xiàn)有軟件進(jìn)行修改。

3. 硬件全雙工串口：內(nèi)置收發(fā)緩沖區(qū)，支持通訊波特率從50bps到2Mbps，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

4. 支持MODEM聯(lián)絡(luò)信號(hào)：CH340提供常用的MODEM聯(lián)絡(luò)信號(hào)，如RTS、DTR、DCD、RI、DSR、CTS等，方便與各種串口設(shè)備進(jìn)行通信。

5. 多種接口擴(kuò)展：通過外加電平轉(zhuǎn)換器件，CH340可以提供RS232、RS485、RS422等接口，適應(yīng)不同的通信需求。

6. 支持IrDA紅外通訊：CH340R型號(hào)支持IrDA規(guī)范SIR紅外線通訊，波特率范圍從2400bps到115200bps，適用于紅外數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)景。

7. 軟件兼容性：CH340軟件兼容CH341，可以直接使用CH341的驅(qū)動(dòng)程序，降低了開發(fā)難度。

8. 電源電壓支持：支持5V和3.3V電源電壓，適應(yīng)不同的電源環(huán)境。

9. 封裝形式多樣：提供SSOP-20、SOP-16、SOP-8、ESSOP-10、MSOP-10等多種無鉛封裝形式，兼容RoHS標(biāo)準(zhǔn)，滿足不同的設(shè)計(jì)需求。

三、封裝與引腳

1. 封裝形式

CH340系列芯片提供多種封裝形式，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和設(shè)計(jì)需求。常見的封裝形式包括：

• SSOP-20：超小型20腳貼片封裝，塑體寬度5.30mm，引腳間距0.65mm。

• SOP-16：標(biāo)準(zhǔn)的16腳貼片封裝，塑體寬度3.9mm，引腳間距1.27mm。

• SOP-8：標(biāo)準(zhǔn)的8腳貼片封裝，塑體寬度3.9mm，引腳間距1.27mm。

• ESSOP-10：帶底板的窄距10腳貼片封裝，塑體寬度3.9mm，引腳間距1.00mm。

• MSOP-10：微小型的10腳貼片封裝，塑體寬度3.0mm，引腳間距0.50mm。

2. 引腳定義

CH340芯片的引腳定義根據(jù)不同型號(hào)可能略有差異，但基本功能相似。以下以CH340T為例，介紹其主要引腳的功能：

• VCC：正電源輸入端，需要外接0.1uF電源退耦電容。在5V電源電壓時(shí)，VCC引腳輸入外部5V電源；在3.3V電源電壓時(shí)，VCC引腳與V3引腳相連接，同時(shí)輸入外部的3.3V電源。

• GND：公共接地端，直接連到USB總線的地線。

• V3：在5V電源電壓時(shí)，外接容量為4700pF或0.01uF的電源退耦電容；在3.3V電源電壓時(shí)，與VCC引腳相連接。

• XI：晶體振蕩的輸入端，需要外接晶體及振蕩電容。

• XO：晶體振蕩的反相輸出端，需要外接晶體及振蕩電容。

• UD+：USB信號(hào)直接連到USB總線的D+數(shù)據(jù)線，不要串聯(lián)電阻。

• UD-：USB信號(hào)直接連到USB總線的D-數(shù)據(jù)線，不要串聯(lián)電阻。

• NOS#：禁止USB設(shè)備掛起，低電平有效，內(nèi)置上拉電阻。

• TXD：串行數(shù)據(jù)輸出引腳，CH340T芯片的TXD為高電平空閑，CH340R芯片的TXD為低電平空閑。

• RXD：串行數(shù)據(jù)輸入引腳，內(nèi)置可控的上拉和下拉電阻。

• CTS#、DSR#、RI#、DCD#、DTR#、RTS#：MODEM聯(lián)絡(luò)輸入信號(hào)引腳，由計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序控制并定義其用途。

• IR#：低電平啟用紅外線串口模式。

• R232：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。

• CKO：時(shí)鐘輸出引腳，某些型號(hào)可能不具備。

• ACT#：USB設(shè)備配置完成狀態(tài)輸出，例如USB紅外適配器就緒。

四、電氣參數(shù)與時(shí)序

1. 絕對(duì)最大值

CH340芯片的絕對(duì)最大值是指芯片在臨界或超過該值時(shí)可能導(dǎo)致工作不正常甚至損壞的參數(shù)。這些參數(shù)包括電源電壓、輸入電壓、輸出電流等，具體數(shù)值需參考芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)。

2. 電氣參數(shù)

CH340芯片的電氣參數(shù)包括工作電壓、工作電流、輸入輸出電平等。在25℃條件下，當(dāng)VCC=5V時(shí)，芯片的電氣參數(shù)需滿足一定范圍。例如，輸入高電平電壓應(yīng)大于2.0V，輸入低電平電壓應(yīng)小于0.8V；輸出高電平電壓應(yīng)大于VCC-0.4V，輸出低電平電壓應(yīng)小于0.4V。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)。

3. 時(shí)序參數(shù)

CH340芯片的時(shí)序參數(shù)包括建立時(shí)間、保持時(shí)間、傳輸延遲等。這些參數(shù)對(duì)于確保芯片與外部設(shè)備之間的正確通信至關(guān)重要。具體時(shí)序參數(shù)需參考芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)整。

五、應(yīng)用電路與接線

1. USB轉(zhuǎn)TTL串口

CH340芯片可以直接實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)TTL串口的功能，適用于與單片機(jī)等TTL電平設(shè)備進(jìn)行通信。接線時(shí)，通常只需要連接GND、TXD和RXD三根線。GND為模塊與單片機(jī)共地；TXD為模塊的TXD引腳與單片機(jī)的RXD引腳相連，用于發(fā)送數(shù)據(jù)；RXD為模塊的RXD引腳與單片機(jī)的TXD引腳相連，用于接收數(shù)據(jù)。如果需要使用CH340的RTS、DTR等MODEM聯(lián)絡(luò)信號(hào)，也可以按照需要進(jìn)行連接。

2. USB轉(zhuǎn)RS232串口

通過外加電平轉(zhuǎn)換器件，CH340芯片可以實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)RS232串口的功能。常用的電平轉(zhuǎn)換器件有MAX232、ICL232、SP232等。在電路設(shè)計(jì)中，需要注意退耦電容的放置位置以及D+和D-信號(hào)線的布線方式，以減少信號(hào)干擾。

3. USB轉(zhuǎn)RS485串口

CH340芯片還可以通過外加RS485收發(fā)器實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)RS485串口的功能。此時(shí)，可以利用TNOW引腳控制RS485收發(fā)器的DE（高有效發(fā)送使能）和RE#（低有效接收使能）引腳，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)控制。

4. USB紅外適配器

CH340R型號(hào)芯片支持IrDA規(guī)范SIR紅外線通訊，通過外加紅外線收發(fā)器即可構(gòu)成USB紅外線適配器。在電路設(shè)計(jì)中，需要注意限流電阻的選取以及紅外線發(fā)送過程中的大電流對(duì)其它電路的影響。

六、驅(qū)動(dòng)程序與安裝

1. 驅(qū)動(dòng)程序獲取

CH340芯片的驅(qū)動(dòng)程序可以從南京沁恒微電子股份有限公司的官方網(wǎng)站下載。驅(qū)動(dòng)程序支持Windows、Linux、Android和Mac等多種操作系統(tǒng)。

2. 驅(qū)動(dòng)程序安裝

• 標(biāo)準(zhǔn)INF文件安裝：當(dāng)Windows提示找到新硬件時(shí)，指定驅(qū)動(dòng)程序所在目錄（通常為DRIVER文件夾），系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)安裝驅(qū)動(dòng)。如果系統(tǒng)沒有自動(dòng)提示，可以在設(shè)備管理器的硬件列表中選擇帶問號(hào)的USB設(shè)備，手動(dòng)更新驅(qū)動(dòng)程序并指定目錄。

• 使用驅(qū)動(dòng)程序安裝工具：直接使用CH341SER.EXE安裝包可以方便地安裝、升級(jí)或卸載驅(qū)動(dòng)程序。這種方法更適用于最終用戶，操作簡單快捷。

七、串口下載與編程

1. 準(zhǔn)備工作

確保CH340模塊已正確連接到電腦和單片機(jī)，并已安裝好驅(qū)動(dòng)程序。同時(shí)，準(zhǔn)備好需要下載到單片機(jī)的程序文件（如.hex或.bin文件）。

2. 設(shè)置BOOT模式

對(duì)于需要進(jìn)入BOOT模式才能下載程序的單片機(jī)（如STM32），需要先將BOOT0引腳拉高（或根據(jù)具體型號(hào)設(shè)置）。

3. 打開串口下載工具

使用如串口調(diào)試助手等工具，設(shè)置正確的波特率和端口號(hào)。波特率通常設(shè)置為與單片機(jī)程序中的波特率一致。

4. 下載程序

將待下載的程序文件通過串口下載工具發(fā)送到單片機(jī)。下載過程中，請(qǐng)確保單片機(jī)處于可接收狀態(tài)。

5. 復(fù)位單片機(jī)

下載完成后，將BOOT0引腳拉低（或根據(jù)具體型號(hào)設(shè)置），并復(fù)位單片機(jī)，使其運(yùn)行新下載的程序。

八、注意事項(xiàng)與常見問題

1. 電源電壓匹配

在使用CH340芯片時(shí)，請(qǐng)確保電源電壓與模塊要求相符（通常為5V或3.3V）。如果電源電壓不匹配，可能會(huì)導(dǎo)致芯片工作不正常甚至損壞。

2. 接線檢查

接線時(shí)請(qǐng)仔細(xì)檢查，避免接錯(cuò)引腳導(dǎo)致設(shè)備損壞。特別是TXD和RXD引腳需要正確連接，否則無法實(shí)現(xiàn)正常的串口通信。

3. 波特率設(shè)置

在使用串口通信時(shí)，請(qǐng)確保波特率等參數(shù)設(shè)置正確。波特率不匹配會(huì)導(dǎo)致通信失敗或數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

4. 常見問題解決

• 通信失敗：檢查驅(qū)動(dòng)程序是否安裝正確、接線是否牢固以及波特率等參數(shù)設(shè)置是否正確。

• 數(shù)據(jù)錯(cuò)誤：檢查波特率是否匹配、信號(hào)線是否受到干擾以及是否有硬件故障。

• 芯片發(fā)熱：檢查電源電壓是否過高、工作電流是否過大以及散熱措施是否得當(dāng)。

CH340芯片作為一款廣泛應(yīng)用的USB轉(zhuǎn)串口芯片，具有低功耗、高性能、可靠性高等特點(diǎn)。通過本文的介紹，讀者已經(jīng)對(duì)CH340芯片的基本特性、引腳定義、電氣參數(shù)、應(yīng)用電路以及驅(qū)動(dòng)程序安裝等方面有了較為全面的了解。在實(shí)際應(yīng)用中，讀者可以根據(jù)具體需求選擇合適的型號(hào)和封裝形式，并按照本文提供的方法進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和編程下載。希望本文能夠?qū)ψx者在使用CH340芯片時(shí)提供有益的參考和幫助。