CH341芯片电路

USB总线转接芯片CH341
中文手册
版本:2D
wch
1、概述
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,用于为计算机扩展异步串口,或者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、SCK/CLK线、MISO/SDI/DIN线、MOSI/SDO/DOUT线)等。
2、特点
2.1. 概述
●全速USB设备接口,兼容USB V2.0,外围元器件只需要晶体和电容。
●可选:通过外部的低成本串行EEPROM定义厂商ID、产品ID、序列号等。
●支持5V电源电压和3.3V电源电压。
●低成本,直接转换原串口外围设备、原并口打印机、原并口外围设备。
●提供SOP-28、SSOP-20两种无铅封装,兼容RoHS。
●由于是通过USB转换的接口,所以只能做到应用层兼容,而无法绝对相同。
2.2. 异步串口
●仿真标准串口,用于升级原串口外围设备,或者通过USB增加额外串口。
●计算机端Windows操作系统下的串口应用程序完全兼容,无需修改。
●硬件全双工串口,内置收发缓冲区,支持通讯波特率50bps~2Mbps。
●支持5、6、7或者8个数据位,支持奇校验、偶校验、空白、标志以及无校验。
●支持串口发送使能、串口接收就绪等传输速率控制信号和MODEM联络信号。
●通过外加电平转换器件,提供RS232、RS485、RS422等接口。
●支持以标准的串口通讯方式间接地访问CH341外挂的串行EEPROM存储器。
2.3. 打印口
●标准USB打印口,用于升级原并口打印机,兼容相关的USB规范。
●兼容Windows操作系统,在Windows 2000和XP下无需驱动程序,应用程序完全兼容。
●支持各种标准的并口打印机,可选低速打印方式和高速打印方式。
●支持IEEE-1284规范的双向通讯,支持单向和双向传输打印机。
2.4. 并口
usb转换●提供两种接口方式:EPP方式和MEM方式。
●EPP方式提供AS#、DS#、WR#等信号,类似于EPP V1.7或EPP V1.9。
●MEM方式提供A0、RD#、WR#等信号,类似于存储器读写方式。
2.5. 同步串口
●采用FlexWire TM技术,通过软件能够实现灵活多样的2线到5线的同步串口。
●作为Host/Master主机端,支持2线和4线等常用的同步串行接口。
●2线接口提供SCL和SDA两个信号线,支持4种传输速度。
3、封装
封装形式塑体宽度引脚间距封装说明订货型号SOP-28 7.62mm 300mil    1.27mm 50mil 标准的28脚贴片CH341A SSOP-20    5.30mm 209mil 0.65mm 25mil 超小型20脚贴片CH341T SSOP-20    5.30mm 209mil 0.65mm 25mil 超小型20脚贴片CH341H 注:CH341T仅用于USB转串口或者USB转2线接口,CH341H仅用于USB转4线接口等(例如SPI)。
4、引脚
4.1. 一般说明
CH341的具体功能由复位后的功能配置决定,同一引脚在不同功能下的定义可能不同。
CH341T和CH341H采用SSOP-20封装,是CH341A的简装版,三者相同名称的引脚具有相同的功能。CH341T和CH341H的多个VCC引脚并联后作为VCC,多个GND引脚并联后作为GND。
4.2. 标准的公共引脚
引脚号
341A 341T 341H
引脚名称类型引脚说明
28 13,20 20 VCC 电源正电源输入端,需要外接0.1uF电源退耦电容
12 11,12 7,18 GND 电源公共接地端,直接连到USB总线的地线
9    6    4 V3 电源在3.3V电源电压时连接VCC 输入外部电源,在5V电源电压时外接容量为0.01uF退耦电容
13 9 8 XI 输入晶体振荡的输入端,需要外接晶体及振荡电容
14 10 9 XO 输出晶体振荡的反相输出端,需要外接晶体及振荡电容
10 7    5 UD+ USB信号直接连到USB总线的D+数据线
11 8    6 UD- USB信号直接连到USB总线的D-数据线
1    1    1 ACT# 输出USB设备配置完成状态输出,低电平有效
2 无  2 RSTI 输入外部复位输入,高电平有效,内置下拉电阻
24 16 无SCL 开漏输出
芯片功能配置输出,内置上拉电阻,可以接串行EEPROM配置芯片的SCL引脚
23 15 无SDA 开漏输出
及输入
芯片功能配置输入,内置上拉电阻,
可以接串行EEPROM配置芯片的SDA引脚
4.3. 异步串口方式的引脚
引脚号
341A 341T
引脚名称类型引脚说明
5    3 TXD 输出串行数据输出
6    4 RXD 输入串行数据输入,内置上拉电阻
27 19 TEN# 输入串口发送使能,低电平有效,内置上拉电阻
25 17 RDY# 输出串口接收就绪,低电平有效
26 18 TNOW 输出串口发送正在进行的状态指示,高电平有效
4    2 ROV# 三态输出串口接收缓冲区溢出,低电平有效
15 无CTS# 输入MODEM联络输入信号,清除发送,低有效
16 无DSR# 输入MODEM联络输入信号,数据装置就绪,低有效
17 无RI# 输入MODEM联络输入信号,振铃指示,低有效
18 无DCD# 输入MODEM联络输入信号,载波检测,低有效
20 无DTR# 三态输出MODEM联络输出信号,数据终端就绪,低有效
21 无RTS# 三态输出MODEM联络输出信号,请求发送,低有效
19 无OUT# 三态输出自定义通用输出信号,低电平有效
7    5 INT# 输入自定义中断请求,上升沿有效,内置上拉电阻
8 无IN3 输入自定义通用输入信号,建议悬空不用
3 无IN7 输入自定义通用输入信号,建议悬空不用
22 14 SLP# 三态输出睡眠状态输出信号,低电平有效
4.4. 打印口方式的引脚
341A引脚号引脚名称类型引脚说明
22~15 D7~D0 三态输出8位并行数据输出,接DATA7~DATA0
25 STB# 输出数据选通输出,低电平有效,接STROBE
4 AFD# 输出自动换行输出,低电平有效,接AUTO-FEED
26 INI# 输出初始化打印机,低电平有效,接INIT
3 SIN# 三态输出选中打印机,低电平有效,接SELECT-IN
5 ERR# 输入打印机出错,低有效,内置上拉,接ERROR或FAULT
8 SLCT 输入打印机联机,高有效,内置上拉,接SELECT或SLCT
6 PEMP 输入打印机缺纸,高有效,内置上拉,接PEMPTY或PERROR
7 ACK# 输入打印机数据接收应答,上升沿有效,内置上拉,接ACK
27 BUSY 输入打印机正忙,高有效,内置上拉,接BUSY
4.5. 并口方式的引脚
341A引脚号引脚名称类型引脚说明
22~15 D7~D0 双向三态8位双向数据总线,内置上拉电阻
EPP方式:写操作指示,低电平写,高电平读
25 WR# 输出
MEM方式:写选通输出WR#,低电平有效
EPP方式:数据操作选通,低电平有效
4 DS# 输出
MEM方式:读选通输出RD#,低电平有效
26 RST# 输出复位输出,低电平有效
EPP方式:地址操作选通,低电平有效
3 AS# 三态输出
MEM方式:地址线输出ADDR或者A0
27 WAIT# 输入对于CH341A芯片:请求等待,低有效,内置上拉
7 INT# 输入中断请求输入,上升沿有效,内置上拉电阻
5 ERR# 输入自定义通用输入,内置上拉电阻
8 SLCT 输入自定义通用输入,内置上拉电阻
6 PEMP 输入自定义通用输入,内置上拉电阻
4.6. 同步串口方式的引脚
引脚号
341A 341H
引脚名称类型引脚说明
22 17 DIN 输入4线串口数据输入,别名MISO或SDI,内置上拉电阻
21 16 DIN2 输入5线串口数据输入2,内置上拉电阻
20 15 DOUT 三态输出4线串口数据输出,别名MOSI或SDO
19 14 DOUT2 三态输出5线串口数据输出2
18 13 DCK 三态输出4线/5线串口时钟输出,别名SCK
17~15 12~10 CS2~CS0 三态输出4线串口片选输出2#~0#
24 无SCL 开漏输出2线串口的时钟输出,内置上拉电阻
23 无SDA 开漏输出
及输入
2线串口的数据输入输出,内置上拉电阻
26 19 RST# 输出复位输出,低电平有效
7    3 INT# 输入中断请求输入,上升沿有效,内置上拉电阻5,8,6 无输入自定义通用输入,内置上拉电阻
5、功能说明
5.1. 一般说明
本手册中的数据,后缀B为二进制数,后缀H为十六进制数,否则为十进制数。
CH341是一个USB总线的转接芯片,提供异步串口、标准USB打印口、并口以及同步串行接口。本手册主要提供了异步串口和打印口的说明,有关并口和同步串行接口的说明请参考手册(二)。
5.2. 硬件说明
CH341芯片的部分引脚具有多个功能,所以在芯片复位期间与复位完成后的正常工作状态下具有不同的特性。所有类型为三态输出的引脚,都内置了上拉电阻,在芯片复位完成后作为输出引脚,而在芯片复位期间三态输出被禁止,由内置的上拉电阻提供上拉电流。如果必要,外部电路可以在电路中再提供外置的上拉电阻或者下拉电阻,从而设定相关引脚在CH341芯片复位期间的默认电平,外置上拉电阻或者下拉电阻的阻值通常在2KΩ~5KΩ之间。例如,并口方式下的AS#在芯片复位期间三态输出禁止,仅靠上拉电流维持高电平,为了避免外部电路在此期间受到干扰而误动作,可以加阻值为3KΩ的上拉电阻,以维持较稳定的高电平。
CH341芯片的ACT#引脚用于USB设备配置完成状态输出。当USB设备尚未配置或者取消配置后,该引脚输出高电平,当USB设备配置完成后,该引脚输出低电平。ACT#引脚可以外接串了限流电阻的发光二级管LED,用于指示USB设备的配置完成状态。
CH341芯片内置了USB上拉电阻,UD+和UD-引脚应该直接连接到USB总线上。
CH341芯片内置了电源上电复位电路。RSTI引脚用于从外部输入异步复位信号;当RSTI引脚为高电平时,CH341芯片被复位;当RSTI引脚恢复为低电平后,CH341会继续延时复位20mS左右,然后进入工常工作状态。为了在电源上电期间可靠复位并且减少外部干扰,建议在RSTI引脚与VCC之间跨接一个容量为0.47uF左右的电容。
CH341芯片正常工作时需要外部向XI引脚提供12MHz的时钟信号。一般情况下,时钟信号由CH341内置的反相器通过晶体稳频振荡产生。外围电路只需要在XI和XO引脚之间连接一个12MHz的晶体,并且分别为XI和XO引脚对地连接振荡电容。
CH341芯片支持5V电源电压或者3.3V电源电压。当使用5V工作电压时,CH341芯片的VCC引脚输入外部5V电源,并且V3引脚应该外接容量为4700pF或者0.01uF的电源退耦电容。当使用3.3V 工作电压时,CH341芯片的V3引脚应该与VCC引脚相连接,同时输入外部的3.3V电源,并且与CH341芯片相连接的其它电路的工作电压不能超过3.3V。
5.3. 功能配置
CH341芯片通过SCL和SDA引脚配置芯片的功能,有两种方式:直接组合配置和外部芯片配置。
直接组合配置是将SCL引脚和SDA引脚进行连接组合,配置CH341的功能。其特点是:无需增加额外成本,但是只能使用默认的厂商ID和产品ID等信息。在直接组合配置方式下,除了产品ID之外,其它信息与外部芯片配置的默认值相同。CH341H芯片在内部已经将SDA接低电平。
SCL和SDA的引脚状态芯片功能默认的产品ID
SDA悬空,SCL悬空USB转异步串口,仿真计算机串口5523H SDA接低电平,SCL悬空USB转EPP/M
EM并口及同步串口5512H
SDA与SCL直接相连转换并口打印机到标准USB打印机5584H
外部芯片配置是由SCL引脚和SDA引脚组成两线同步串口,连接外部的串行EEPROM配置芯片,通过EEPROM芯片定义芯片功能、厂商ID、产品ID等。配置芯片应该选用7位地址的24CXX系列芯片,例如:24C01A、24C02、24C04、24C16等。其特点是:可以灵活地定义芯片功能和USB产品的各种常用识别信息。通过Windows下的工具软件CH341CFG.EXE,可以随时在线修改串行EEPROM中的数据,重新定义CH341的芯片功能和各种识别信息。

本文发布于:2024-09-21 21:53:01,感谢您对本站的认可!

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