方案概述

沁恒專(zhuān)注于連接與控制領(lǐng)域，在USB轉接領(lǐng)域深耕多年。提供USB高速/全速轉串口系列芯片，可實(shí)現USB轉1/2/4/8路串口，支持串口I/O獨立供電，支持VCP/HID/CDC/AOA轉串口，VCP串口支持硬件流控和高波特率大數據連續傳輸，部分型號支持VID/PID/String等內容配置，支持Windows/Linux/Android/macOS等操作系統。

最新第3代USB轉串口產(chǎn)品擁有如下優(yōu)勢：

• 內部采用DMA收發(fā)，可實(shí)現6Mbps波特率連續穩定通訊；
• 內部高度集成，晶振/USB終端電阻/EEPROM全內置；
• 雙電源設計，支持串口IO獨立供電，可支持5V/3.3V/2.5V/1.8V等串口通訊；
• 提供多種封裝，小至3*3mm；
• 支持VID/PID/String等內容配置；
• 內置Unique ID，可實(shí)現系統串口號固定及產(chǎn)品加密等；

具體選型時(shí)建議根據串口數量、芯片驅動(dòng)類(lèi)型、串口波特率支持、封裝類(lèi)型、串口IO電壓工作范圍、MODEM信號支持、RS485控制信號支持、GPIO信號支持等條件靈活選用。

芯片提供的串口默認為T(mén)TL電平，通過(guò)電平轉換芯片可以靈活轉換為RS-232、RS-422、RS-485串口等。應用框圖：

方案選型

本方案所描述內容均為單芯片方案，各型號及主要區別如下：
驅動(dòng)類(lèi)型：CDC/HID為系統類(lèi)驅動(dòng)；VCP為廠(chǎng)商提供串口驅動(dòng)，功能多，效率高，建議優(yōu)先選用。

USB配置：通過(guò)專(zhuān)用配置工具可以設置芯片的VID，PID，產(chǎn)品描述字符串等。
    外置：通過(guò)外接串行EEPROM配置
    內置：內置EEPROM
    批量定制：支持批量化芯片與串口驅動(dòng)定制
峰值最大波特率：芯片支持的最高波特率。
流控連續波特率：大數據量連續通訊支持的最高波特率。
MODEM信號：可兼做普通GPIO口使用，其中RTS/DTR用作普通輸出，CTS/DSR/DCD/RI用作普通輸入。如：MCU程序下載場(chǎng)景，可使用RTS/DTR其中一路信號控制復位，另一路信號用于控制MCU進(jìn)入BOOT下載模式。
除MODEM信號，部分型號提供GPIO、I2C、BLE藍牙等其他通訊接口。
CH9143實(shí)現USB轉串口功能的同時(shí)增加了BLE無(wú)線(xiàn)傳輸通道，實(shí)現BLE/串口/USB三向透傳。

沁恒全方位提供多種USB串口驅動(dòng)程序供選擇，支持Windows/Linux/Android/macOS等操作系統。各類(lèi)型詳細特點(diǎn)如下：
1、 VCP：使用廠(chǎng)商提供的USB虛擬串口驅動(dòng)程序，工作時(shí)在Windows系統的“端口(COM和LPT)”一欄下會(huì )生成COM口，Linux/Android/macOS系統在/dev目錄下會(huì )生成TTY設備節點(diǎn)。
方案應用特點(diǎn)：

• 支持高速率通訊及硬件流控。
• 功能齊全，支持GPIO等擴展功能。
• 仿真標準串口，用于升級原串口外圍設備，或者通過(guò)USB增加額外串口。
• 計算機端串口應用程序完全兼容，無(wú)需修改。
• 驅動(dòng)只需安裝一次也可以聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)安裝。

2、CDC：Windows 10及以上的操作系統版本內置CDC串口驅動(dòng)，以下的系統版本則需要安裝驅動(dòng)。因CDC類(lèi)協(xié)議和類(lèi)驅動(dòng)的原因，CDC串口功能沒(méi)有VCP完整，使用上也存在一些差異，具體見(jiàn)如下使用注意事項：

Windows系統CDC串口使用注意點(diǎn)

-> 在串口打開(kāi)的情況下，不要插拔串口
在串口應用軟件已打開(kāi)串口狀態(tài)下，拔插一次CDC串口設備的USB端，后續應用軟件將無(wú)法再打開(kāi)串口，此時(shí)必須重新插拔USB。（與系統自帶CDC串口驅動(dòng)PnP處理有關(guān)）
（注：在WIN 10之前系統版本中有此情況）

-> 串口RTS（Request To Send）信號不支持單獨控制
因CDC-ACM協(xié)議的限制和系統集成的CDC類(lèi)驅動(dòng)的特性，RTS無(wú)法單獨控制，只能在DTR有變化時(shí)，DTR和RTS狀態(tài)才會(huì )更新至硬件。

-> 不支持串口CTS（Clear To Send）信號
CDC-ACM協(xié)議不支持CTS狀態(tài)更新。

-> 不支持軟件和硬件流控
CDC-ACM協(xié)議不支持串口硬件流控，系統CDC串口驅動(dòng)不支持軟件流控。

-> 使用串口高波特率時(shí)不建議持續傳輸數據，建議在發(fā)送間隔內增加延時(shí)
使用系統自帶的CDC串口驅動(dòng)，在串口高波特率（超過(guò)115200bps）連續通訊時(shí)，有可能會(huì )丟失數據。

-> 在系統睡眠休眠前建議關(guān)閉串口，否則有概率在喚醒后串口會(huì )停止接收
在串口應用軟件已打開(kāi)串口狀態(tài)下，Windows主機進(jìn)入睡眠或休眠狀態(tài)，則有概率出現主機喚醒后串口無(wú)法再接收數據。此時(shí)必須重新開(kāi)關(guān)串口或插拔USB。
（注：在WIN 10之前系統版本中有此情況）

Linux系統CDC串口使用注意點(diǎn)

-> 不支持串口CTS（Clear To Send）信號
CDC-ACM協(xié)議不支持CTS狀態(tài)更新。

-> 不支持軟件和硬件流控
CDC-ACM協(xié)議不支持串口硬件流控，系統CDC串口驅動(dòng)不支持軟件流控。

macOS系統CDC串口使用注意點(diǎn)

-> 不支持串口Modem輸入信號
因CDC-ACM協(xié)議和系統自帶驅動(dòng)的原因，不支持CTS/DSR/RI/DCD狀態(tài)更新。

->不支持軟件和硬件流控
CDC-ACM協(xié)議不支持串口硬件流控，系統CDC串口驅動(dòng)不支持軟件流控。

方案應用特點(diǎn)：

• 支持多功能高速率的 VCP 廠(chǎng)商驅動(dòng)程序或者部分操作系統內置的CDC類(lèi)驅動(dòng)程序。
• 計算機端串口應用程序大部分功能可兼容。

3、 HID：使用操作系統自帶的USB HID設備驅動(dòng)，USB HID串口在系統上識別為標準HID設備。
方案應用特點(diǎn)：

• 支持免安裝的操作系統內置HID類(lèi)驅動(dòng)程序。
• 系統下不生成串口節點(diǎn)，無(wú)需手動(dòng)選擇，同時(shí)也實(shí)現了一定程度的信息隱藏。
• 數據收發(fā)使用USB中斷傳輸，支持最高波特率為：115200bps。
• 需使用系統HID原生API或者WCH提供的動(dòng)態(tài)庫操作串口。

4、AOA：遵循安卓AOA協(xié)議，僅用于安卓系統，使用系統自帶的AOA配件驅動(dòng)，AOA串口在系統上識別為標準AOA配件。
方案應用特點(diǎn)：

• 使用安卓標準Accessory配件庫，實(shí)現免驅?xiě)谩?/li>
• 實(shí)現安卓設備邊充電邊通訊。
• 對比安卓OTG擴展串口方式，通用性更強。

應用場(chǎng)景

資源提供

設計參考資料、開(kāi)發(fā)資料及系統驅動(dòng)，均可以從沁恒官網(wǎng)上下載，提供上述USB轉1串、2串、4串、8串的芯片與成品板，且提供支持更多串口及各類(lèi)串口電平的成品板。
其他多串口方案可參考《PCI/PCIe轉多串口及打印口方案》、《多串口擴展芯片方案》，除此之外還可根據客戶(hù)需求提供芯片與方案定制。

聯(lián)系方式

技術(shù)電話(huà)：025-52638360， 52638363， 52638362
       郵箱：tech@wch.cn
銷(xiāo)售電話(huà)：025-52638399， 52638377
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