USB转串口电路设计详解

一：简介

USB转串口芯片有CH340、CP2102、PL2303、FT232等。我们选择哪一个呢？CH340是国产芯片，其他的是进口芯片。CH340批量价1.5元每个，一般应用方面，性能已经足够。PL2303山寨货太多,8块左右。CP2102批量价5.2元，它是QFN封装，对于新手不易焊接。FT232批量价在30元左右，一般用在工业级环境。
一般情况下：我们选择CH340作为USB转串口芯片。
CH340是什么芯片：
CH340是一个USB总线的转接芯片，可以实现USB转串口、USB转IrDA红外或者USB转打印口。
功能划分：

功能确定好之后，就需要根据具体的应用需求来进行具体型号选型。根据表格中内容，主要的区别在于转串口功能芯片之间。首先先列举下芯片共同特性。
支持5V与3.3V供电；通讯波特率：50bps~2Mbps
下面再根据芯片间功能差异进行划分，如下表所示：
USB转串口类划分

备注：
3线串口：TXD、RXD、GND
6线串口：RTS/CTS、DTR/DSR、DCD、RI
9线串口：3线普通串口 + 6线的MODEM信号，可用于MODEM设备连接，串口硬件流控等。
设计注意点：
电压匹配问题：芯片是5V供电，那么串口输出和采样都是5V；如果是3.3V供电，那么标准就成了3.3V，因此在实际使用的时候，串口连接到的对端设备需要注意电压匹配的问题。其中在5V供电模式下，是可以与3.3V系统兼容的，反过来则不可以，如果 CH340是3.3V供电，那么不可以接5V系统，会损坏芯片。另外如果对端是1.8V系统，那么是不能与CH340的3.3V模式兼容的，此时输出和采样会出错。最好加一些器件来升降压来进行电压匹配。因此设计时确认好对端串口电平范围，然后决定 CH340 工作在3.3V或者5V工作模式。
5V供电时芯片V3引脚需要接一个104电容到地，3.3V供电时直接将V3脚与 3.3V 电源引脚短接就可以了。

二：原理图设计

CP2105:
CP2105在嵌入式系统中应用的优势：
1、双串口转换成USB，可以节省线缆数量，方便调试、生产
2、尺寸小，利于小型化
3、电路简单，外围器件少
CP2105采用24-pin QFN (4 x 4 mm)封装，非常适合高密度设计的嵌入式系统应用，其内部具有一个3.45V输出电压调节器，因此可以允许将其配置成通过USB总线供电设备或者自供电设备。
1、通过USB总线供电，此时REGIN引脚与VBUS相连，其VDD引脚会有电压输出，可以用来给其他设备供电。
2、若采用自供电，则需要将REGIN引脚连接到板载5V。

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