USB转串口设计电路

USB转串口模块 １ USB转串口的模块说明 版本： 1C http://wch.cn 1、概述 用于 USB转串口的模块根据硬件电路以及接口的不同，可以细分为 4种：S版-模块、T版-模块、 R版-模块、C版-模块。具体差别参考下 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf ，外观照片附后。 另外还有几种正式 OEM产品请参考 CH340芯片的 PCB资料，如：T9T版（USB转 9线 TTL串口）、 T9R版（USB转 9线 RS232串口）、R6版（USB转 IrDA红外线串口 SIR、USB红外适配器）等。 分类 S版-模块 T版-模块 R版-模块 C版-模块 主要功能 USB转 TTL串口 USB转两线串口 USB转 3线制 TTL串口 USB转 3线制 RS232串口 USB转 TTL串口 支持 MODEM信号 主要用途 作为一个元器件 焊在整机电路板上 数据线 （3线，基本传输） PC机扩展更多串口 数据线 （9线，含 MODEM） USB端口 4脚排针 直接焊在电路板中 USB-A型插头 直接插 PC机 USB口 USB-A型插头 直接插 PC机 USB口 USB-A型插头 直接插 PC机 USB口 串口 5脚排针 GND、TXD、RXD、 以及 SCL、SDA 直接焊在电路板中 3个焊点/接 3根线 GND、TXD、RXD DB9插座/三线制 GND、TXD、RXD 类似 PC机串口 9个焊点/接 9根线 GND、TXD、RXD、 DTR、DSR、DCD、 RTS、CTS、RI 串口电平 TTL，5V（3.3V） TTL，5V RS232 TTL，5V MODEM信号 无 无 无 有，TTL电平 本模块实现 USB转异步串口、USB转兼容 IIC或 I 2 C的两线串口，用于： 将原异步串口产品转换为准 USB产品； 通过 USB总线为计算机扩展出更多的异步串口； 将原异步串口产品的数据线转换为 USB数据线； 对于 S版-模块，可以将原 IIC两线串口产品转换为准 USB产品； 对于 S版-模块，还可以通过 USB总线读写兼容 IIC串口的 24CXX系列存储器。 2、外观与接口 2.1. R版-模块 下面是 R版模块的实物图片，对应 PCB文件是 CH341232.PCB。左端是 USB-A型插头。 USB转串口模块 ２ R版模块的右端是 DB9插座，其引脚定义及外观形式都与计算机的普通串口类似，但未提供 MODEM 信号，只有最常用的 GND、TXD和 RXD信号，实现三线制 RS232串口。 如果将 CH341T芯片换成 CH341A或者 CH340芯片，并选择支持更多路电平转换的 232电平转换芯 片，就可以提供全部 MODEM信号，实现 9线制 RS232串口，从而与计算机的普通串口的引脚完全相同。 2.2. S版-模块 下面是两个 S版模块的实物图片。左边是已经焊了 8脚弯插针的 S版模块。 右边的 S版模块不含插针，尺寸约为长 20mm×宽 12mm×厚 6mm，可以在需要时： 焊接弯插针模仿 SIP-8脚单列直插封装；或者焊接直插针模仿 DIP-16脚双列直插封装。 S版模块对外接口线共 8个，参考上图从左往右依次是第 1脚到第 8脚。下表是引脚说明。 引脚号 引脚名 类型 说明 1 +5V POWER 4.5V至 5.5V电源输入，来自整机系统电源或者 USB电源 （如果将电容 C3和 C4的正端短接，那么可以使用 3.3V电源） 2 D- USB 直接连接 USB信号线 D- 3 D+ USB 直接连接 USB信号线 D+ 4 GND PUBLIC 公共地线，必须同时连接整机系统地和 USB地 5 SDA IN/OUT 兼容 IIC的两线同步串口的数据线，用于 USB转两线串口 6 SCL OUT 兼容 IIC的两线同步串口的时钟线，用于 USB转两线串口 7 TXD OUT 异步串口的数据输出线，用于 USB转异步串口，接对方输入 8 RXD IN 异步串口的数据输入线，用于 USB转异步串口，接对方输出 参考上图，默认情况下，S 版模块的电阻 R1 没有焊接，模块工作于 USB 转异步串口方式；如果 焊接了电阻 R1（阻值 2K，尺寸 0805或 0603），那么模块工作于 USB转两线串口方式。 S 版模块的+5V 电源一般来自整机系统或者设备自带的电源，如果系统本身没有电源，那么可以 与整机系统一起使用 USB总线提供的 5V电源。 电阻 R1 USB转串口模块 ３ 2.3. T版-模块 下面是 T版模块的实物图片，对应 PCB文件是 CH341T.PCB。左端是 USB-A型插头。 下面是 T版模块的应用接线图。应用时需要焊接 3根线，实现三线制 TTL串口。注意在与单片机 串口连接时，模块的 RXD接单片机的 TXD，模块的 TXD接单片机的 RXD。 2.4. C版-模块 下面是 C版模块的实物图片。左端是 USB-A型插头。 下面是 C版模块的应用接线图。模块右端的正面及背面各有 5个焊点，其中背面一个较小的焊点 是 5V电源，一般情况下不连接。应用时需要焊接 3根线或者 9根线（含 MODEM信号），所有信号都与 计算机普通串口类似，区别仅在于电平不同，模块是 TTL电平，而计算机普通串口是 RS232电平。 USB转串口模块 ４ 注意，实际的 C版模块有三种电路结构，三者功能相同，接线方式相同，但是外观有些差别。第 一种是采用 SSOP20封装的 CH340T，PCB尺寸为 25mm*16.5mm；第二种是采用 SOP28封装的 CH341A芯 片，PCB尺寸为 31mm*17mm；第三种如上图所述，成本相对较低，PCB尺寸为 26mm*15mm，但仅适用于 批量加工。 3、USB转异步串口 3.1. 安装与使用 异步串口就是通常所说的串口，大多数应用只需要 TXD和 RXD两个信号以及公共地 GND。 R版模块提供的异步串口是 RS232电平，其它模块提供的异步串口是 TTL电平，TTL电平可以直 接连接单片机的串口。例如 T版模块以 RXD、TXD两个信号线和 GND连接 MCS51单片机，模块的 RXD 连接单片机的 TXD，模块的 TXD连接单片机 RXD。如果需要使用 RS232电平，那么应该另加 TTL电平 与 RS232电平的转换电路，或者选择 R版模块。 当模块首次连接计算机的 USB端口时，计算机提示找到新硬件，参考 CH341/SERIAL/INSTALL中 的 README说明安装 CH341/SERIAL/DRIVER目录中的 CH341串口驱动程序。 模块通过 USB提供仿真串口，在逻辑功能方面的使用方法与普通计算机串口相同，应用程序可以 不做任何修改，可以在保持软硬件兼容的前提下，将原串口产品转换为准 USB产口。模块的 USB转串 口支持大多数常用的串口监控及调试工具程序，使用 CH341/SERIAL/INSTALL 目录中的“模块演示” 工具可以搜索模块，并在打开后选择“手工输入发送”，就可以用于模块串口或者普通串口的输入输 出监控及收发调试。 3.2. 注意事项 模块串口是即插即用的 USB设备，正在使用模块串口进行数据传输的过程中，不可以将其断开（断 开是指从 USB 插座中取出模块或者关闭模块的电源），也就是说，必须在应用程序关闭该串口后，模 块串口才可以从 USB插座中拔出。 如果在应用程序使用模块串口的过程中，模块串口设备从 USB插座中断开，那么应用程序应该尽 快关闭模块串口并退出（关闭及退出可能需要数秒时间）。 如果在模块串口通讯过程中发生错误，极有可能是模块串口已经物理断开，所以在检测到错误后 建议关闭模块串口，稍等两秒后再重新打开串口通讯。 如果通讯波特率较高，建议设置较大的缓冲区，尤其在 WINDOWS 98/ME下，线程调度能力和 USB 实时性都比 WINDOWS 2000/XP/Vista差，如果串口接收缓冲区较小，那么在通讯波特率较高时，接收 大量数据会导致串口缓冲区溢出而丢弃数据。 3.3. 识别模块串口 在首次安装模块串口驱动时，模块串口号由 WINDOWS自动分配（通常从 COM3开始分配），安装完 成后可以在设备管理中点其属性修改串口号。由于应用程序事先无法知道模块的实际串口号，所以必 须使用一些特殊方法识别出模块串口，然后才能使用。 在 WINDOWS 98/ME系统下，模块串口号与当前硬件资源配置有关，默认为自动分配资源，从而排 在当前实际串口号之后，可以在串口属性中选择模块资源配置来指定串口号。在 WINDOWS 2000/XP/Vista系统下，模块串口号与当前所在 USB端口有关，由首次安装时分配，WINDOWS记忆各 USB端口模块的串口号，可以在串口属性中通过高级选项指定串口号。 比较简单但很费事的方法是，在首次安装模块串口后，用程序修改注册表或者点其属性，人为将 模块的串口号修改为 COM5，避开常用的 COM1到 COM4，该方法简单但是有可能冲突。 建议的识别方法是采用软件查询方法：尝试以串口名称逐个打开，打开成功后通过该串口收发特 殊字符串识别模块串口。该方法是从“COM1”开始，接着“COM2”逐个尝试打开串口。如果某个串口 打开成功，那么在 300bps波特率下向该串口发出特殊字符串“CH341Ser?”，如果在约 200毫秒之内 收到应答字符“W”，那么该串口就是当前已经连接的模块串口。软件 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 方法是：从 COM1 开始依次 USB转串口模块 ５ 打开每个串口，如果打开串口失败则跳过（串口不存在或正在使用），如果打开成功则设置该串口波 特率为 300，然后向该串口写入 ASCII 字符串"$CH341Ser?"，注意大小写，共 10 个字符一次写入， 如果该串口是普通串口，那么通常没有任何返回，如果该串口是模块串口，那么应用程序将能接收到 一个 ASCII字符"W"，以此识别模块。 3.4. 其它说明 除了 300、600、1200、2400、4800、9600、14400、19200、28800、38400、57600、115200等常 用的通讯波特率之外，模块还支持一些非 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 波特率以及更高的通讯波特率，例如 64000、128000、 230400、460800等，波特率范围是 50bps到 3Mbps。具体说明可以参考安装说明文件 README。 模块在 USB通讯空闲时会自动进入低功耗睡眠挂起状态，当重新连接计算机时会自动唤醒。在模 块睡眠期间，应该使模块的各个 I/O引脚处于悬空或高电平状态，避免产生不必要的上拉电流。 S版模块可以通过 SCL和 SDA两线串口外接 24系列串行非易失存储器 EEPROM，支持24C02或 24C16 等器件，24系列 EEPROM既可以用于配置模块，也可以用于断电期间保存重要数据。例如保存产品序 列号等信息，应用程序可以读出用于识别产品功能等。具体说明可以参考安装说明文件 README。 4、USB转两线串口（仅适用于 S版模块） 4.1. 安装 将 S版模块的电阻 R1焊上后就可以实现 USB转两线串口的功能。 S版模块提供的两线串口是 Master或 Host主机端，不能作为两线串口的设备端。两线串口通常 只需要 SCL和 SDA两个信号以及公共地 GND。 当 S版模块首次连接计算机的 USB端口时，计算机提示找到新硬件，安装 CH341/PARALLEL/DRIVER 目录中的 CH341并口和同步串口驱动程序及动态链接库 DLL。 S版模块的两线串口完全兼容 IIC或者 I 2 C同步串口总线的时序，可以支持各种符合该时序的两 线串口器件，例如模数转换 A/D 芯片和 D/A 芯片、I/O 扩展芯片、串行存储器以及 IC 卡等，支持多 个器件共享总线。一般情况下，两线同步串口先输出若干个字节，并且首字节是设备地址及读写方向 位，再可选的输入若干个字节或者不输入。模块能够自动产生启动信号 START 和停止信号 STOP，并 且设计应用程序时还可以选择两线串口的速度为 20KHz、100KHz（默认值）、400KHz或 750KHz。 4.2. 应用编程 应用程序可以调用 DLL提供的 API处理两线串口的所有操作。 例如，打开设备后，调用 CH341StreamI2C 对两线串口的各种器件进行读写操作。特别地，对于 24系列串行 EEPROM存储器以及 IC卡，可以调用 CH341ReadEEPROM和 CH341WriteEEPROM直接读写数 据块，可以从任意起始地址开始读写，每次读写不超过 1K字节的数据，支持 512K总容量。 在 CH341/EVT/CH341PAR目录下是 USB转两线串口等功能的演示程序 CH341PAR的 C语言源程序， 在 CH341/EVT/CH341VB目录下是演示程序的 VB源程序。 有关两线串口的详细应用说明请参考 CH341评估板资料。 5、技术说明 模块的原理图及 PCB可以从网站下载。模块主要由 CH341芯片（或者 CH340芯片）构成，电路简 洁，应用简单。外围电路通常只需要一个晶体和两个振荡电容以及电源退耦电容等。 5.1. S版-模块 S版模块的文件名是 CH341T_M.PCB，原理图如下。 S版模块用于 USB转串口功能时，电阻 R1必须去掉。 USB转串口模块 ６ S版模块默认使用 5V电源，如果使用 3.3V电源那么必须将 C3和 C4正端短接。 5.2. R版-模块 R版模块的文件名是 CH341232.PCB，原理图如下。 如果去掉图中的 P3端口和 U6以及相关电容 C17/C18/C19/C20，那么就是 T版模块的原理图。图 中的 R1仅在 T版模块进行远距离串口传输时需要，近距离时不需要，用于 R版模块时也不需要。 1、概述 2、外观与接口 2.1. R版-模块 2.2. S版-模块 2.3. T版-模块 2.4. C版-模块 3、USB转异步串口 3.1. 安装与使用 3.2. 注意事项 3.3. 识别模块串口 3.4. 其它说明 4、USB转两线串口 4.1. 安装 4.2. 应用编程 5、技术说明 5.1. S版-模块 5.2. R版-模块