國(guó)產(chǎn)USB轉(zhuǎn)雙串口CH9103概述

國(guó)產(chǎn)USB轉(zhuǎn)雙串口CH9103,PIN替代XR21B1422

CH9103 是一個(gè) USB 總線的轉(zhuǎn)接芯片，實(shí)現(xiàn) USB 轉(zhuǎn)兩個(gè)異步串口。每個(gè)串口都支持高速全雙工，支持奇偶校驗(yàn)，提供部分 MODEM 聯(lián)絡(luò)信號(hào)，用于為計(jì)算機(jī)擴(kuò)展異步串口，或者將普通的串口設(shè)備或者 MCU 直接升級(jí)到 USB 總線。

特點(diǎn)

全速 USB 設(shè)備接口，兼容 USB V2.0。

內(nèi)置固件，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(guò) USB 增加額外串口。

計(jì)算機(jī)端 Windows 操作系統(tǒng)下的串口應(yīng)用程序完全兼容，無(wú)需修改。

支持免安裝的操作系統(tǒng)內(nèi)置 CDC 類驅(qū)動(dòng)程序或者多功能高速率的 VCP 廠商驅(qū)動(dòng)程序。

雙硬件全雙工串口，內(nèi)置獨(dú)立的收發(fā)緩沖區(qū)，支持通訊波特率 50bps～3Mbps。

串口支持 5、6、7 或者 8 個(gè)數(shù)據(jù)位，支持奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)、空白、標(biāo)志以及無(wú)校驗(yàn)。

支持常用的 MODEM 聯(lián)絡(luò)信號(hào) RTS、DTR、DCD、DSR、CTS。

支持 CTS 和 RTS 硬件自動(dòng)流控。

支持半雙工，提供正在發(fā)送狀態(tài) TNOW 支持 RS485 切換。

通過(guò)外加電平轉(zhuǎn)換器件，支持 RS232 接口。

USB 端支持 5V 電源電壓和 3.3V 電源電壓。

串口 I/O 獨(dú)立供電，支持 5V、3.3V、2.5V、1.8V 電源電壓。

內(nèi)置上電復(fù)位，內(nèi)置時(shí)鐘，無(wú)需外部晶振。

內(nèi)置 EEPROM，可配置芯片 VID、PID、最大電流值、廠商和產(chǎn)品信息字符串等參數(shù)。

芯片內(nèi)置 Unique ID(USB Serial Number)。

提供 QFN40 無(wú)鉛封裝，兼容 RoHS。

電源與功耗

CH9103 芯片有 3 個(gè)電源端，內(nèi)置了產(chǎn)生 3.3V 的電源調(diào)節(jié)器。VDD5 是電源調(diào)節(jié)器的輸入端，V3是電源調(diào)節(jié)器的輸出端和 USB 收發(fā)器及內(nèi)核電源輸入，VIO 是 I/O 引腳電源。

CH9103 芯片支持 5V 或者 3.3V 電源電壓，V3 引腳應(yīng)該外接容量為 0.1uF 左右的電源退耦電容。

當(dāng)使用 5V 工作電壓(大于 3.8V)時(shí)，VDD5 引腳輸入外部 5V 電源(例如 USB 總線電源)，由內(nèi)部電源調(diào)節(jié)器于 V3 引腳產(chǎn)生 3.3V 電源，用于 USB 收發(fā)器。當(dāng)使用 3.3V 或更低工作電壓(小于 3.6V)時(shí)，V3 引腳應(yīng)該與 VDD5 引腳相連接，同時(shí)輸入外部的 3.3V 電源，V3 引腳仍需外接電源退耦電容。

CH9103 芯片的 VIO 引腳用于為兩個(gè)串口 I/O 和 RST 引腳提供 I/O 電源，支持 1.8V～5V 電源電壓，VIO 應(yīng)該與 MCU 等外設(shè)使用同一電源。UD+和 UD-及 VBUS 引腳使用 V3 電源，不使用 VIO 電源。

CH9103 芯片自動(dòng)支持 USB 設(shè)備掛起以節(jié)約功耗。在 USB 掛起狀態(tài)下，如果 I/O 輸出引腳沒(méi)有外部負(fù)載，I/O 輸入引腳處于懸空(內(nèi)部上拉)或者高電平狀態(tài)，那么 VIO 電源將不消耗電流。另外，當(dāng) V3 和 VDD5 失去供電處于 0V 電壓時(shí)，VIO 消耗電流情況同上，VIO 不會(huì)向 VDD5 或者 V3 倒灌電流。

VBUS 引腳應(yīng)該連接到 USB 總線的電源，當(dāng)檢測(cè)到失去 USB 電源時(shí)，CH9103 芯片將關(guān)閉 USB 并睡眠(掛起)。VBUS 引腳內(nèi)置的下拉電阻可以由計(jì)算機(jī)端軟件通過(guò)設(shè)置串口 MCR 寄存器中的 OUT1 信號(hào)控制(SERIAL_IOC_MCR_OUT1)，OUT1 無(wú)效時(shí)開啟下拉電阻(默認(rèn)狀態(tài))，OUT1 有效時(shí)關(guān)閉下拉電阻。

當(dāng) VBUS 引腳串接電阻后用于通過(guò) PMOS 控制 VIO 電源時(shí)，CH9103 提供了 VIO 低壓保護(hù)機(jī)制。在關(guān)閉 VBUS 下拉電阻期間，如果檢測(cè)到 VIO 電壓低于約 1.4V，那么 CH9103 將自動(dòng)在 VBUS 引腳吸收約300uA 放電電流，直到 VIO 電壓升高后結(jié)束該放電電流，并自動(dòng)開啟下拉電阻。

注：底板是 0#引腳 GND，是可選但建議的連接;其它 GND 是必要連接。

CH9103 的 USB 收發(fā)器按 USB2.0 全內(nèi)置設(shè)計(jì)，UD+和 UD-引腳不能串接電阻，否則影響信號(hào)質(zhì)量。

審核編輯：湯梓紅