CH340中文手冊

一、概述

CH340是一款由南京沁恒微電子股份有限公司設計和生產的USB轉串口芯片，廣泛應用于計算機與各種嵌入式系統、單片機以及其他電子設備之間的通信。該芯片通過USB接口實現串口數據的傳輸，為用戶提供了一種方便、低成本的解決方案，使得設備能夠輕松地與計算機進行可靠的數據交換。CH340系列芯片包括CH340、CH340G、CH340C、CH340T、CH340E、CH340B等多個型號，各具特色，但基本使用方法相似。

二、主要特點

1. 全速USB設備接口：CH340兼容USB V2.0標準，外圍元器件只需要晶體和電容，簡化了電路設計。

2. 仿真標準串口：CH340能夠仿真標準串口，用于升級原串口外圍設備，或者通過USB增加額外串口，無需對現有軟件進行修改。

3. 硬件全雙工串口：內置收發緩沖區，支持通訊波特率從50bps到2Mbps，滿足不同應用場景的需求。

4. 支持MODEM聯絡信號：CH340提供常用的MODEM聯絡信號，如RTS、DTR、DCD、RI、DSR、CTS等，方便與各種串口設備進行通信。

5. 多種接口擴展：通過外加電平轉換器件，CH340可以提供RS232、RS485、RS422等接口，適應不同的通信需求。

6. 支持IrDA紅外通訊：CH340R型號支持IrDA規范SIR紅外線通訊，波特率范圍從2400bps到115200bps，適用于紅外數據傳輸場景。

7. 軟件兼容性：CH340軟件兼容CH341，可以直接使用CH341的驅動程序，降低了開發難度。

8. 電源電壓支持：支持5V和3.3V電源電壓，適應不同的電源環境。

9. 封裝形式多樣：提供SSOP-20、SOP-16、SOP-8、ESSOP-10、MSOP-10等多種無鉛封裝形式，兼容RoHS標準，滿足不同的設計需求。

三、封裝與引腳

1. 封裝形式

CH340系列芯片提供多種封裝形式，以適應不同的應用場景和設計需求。常見的封裝形式包括：

• SSOP-20：超小型20腳貼片封裝，塑體寬度5.30mm，引腳間距0.65mm。

• SOP-16：標準的16腳貼片封裝，塑體寬度3.9mm，引腳間距1.27mm。

• SOP-8：標準的8腳貼片封裝，塑體寬度3.9mm，引腳間距1.27mm。

• ESSOP-10：帶底板的窄距10腳貼片封裝，塑體寬度3.9mm，引腳間距1.00mm。

• MSOP-10：微小型的10腳貼片封裝，塑體寬度3.0mm，引腳間距0.50mm。

2. 引腳定義

CH340芯片的引腳定義根據不同型號可能略有差異，但基本功能相似。以下以CH340T為例，介紹其主要引腳的功能：

• VCC：正電源輸入端，需要外接0.1uF電源退耦電容。在5V電源電壓時，VCC引腳輸入外部5V電源；在3.3V電源電壓時，VCC引腳與V3引腳相連接，同時輸入外部的3.3V電源。

• GND：公共接地端，直接連到USB總線的地線。

• V3：在5V電源電壓時，外接容量為4700pF或0.01uF的電源退耦電容；在3.3V電源電壓時，與VCC引腳相連接。

• XI：晶體振蕩的輸入端，需要外接晶體及振蕩電容。

• XO：晶體振蕩的反相輸出端，需要外接晶體及振蕩電容。

• UD+：USB信號直接連到USB總線的D+數據線，不要串聯電阻。

• UD-：USB信號直接連到USB總線的D-數據線，不要串聯電阻。

• NOS#：禁止USB設備掛起，低電平有效，內置上拉電阻。

• TXD：串行數據輸出引腳，CH340T芯片的TXD為高電平空閑，CH340R芯片的TXD為低電平空閑。

• RXD：串行數據輸入引腳，內置可控的上拉和下拉電阻。

• CTS#、DSR#、RI#、DCD#、DTR#、RTS#：MODEM聯絡輸入信號引腳，由計算機應用程序控制并定義其用途。

• IR#：低電平啟用紅外線串口模式。

• R232：用于控制輔助RS232功能，R232為高電平時RXD引腳輸入自動反相。

• CKO：時鐘輸出引腳，某些型號可能不具備。

• ACT#：USB設備配置完成狀態輸出，例如USB紅外適配器就緒。

四、電氣參數與時序

1. 絕對最大值

CH340芯片的絕對最大值是指芯片在臨界或超過該值時可能導致工作不正常甚至損壞的參數。這些參數包括電源電壓、輸入電壓、輸出電流等，具體數值需參考芯片的數據手冊。

2. 電氣參數

CH340芯片的電氣參數包括工作電壓、工作電流、輸入輸出電平等。在25℃條件下，當VCC=5V時，芯片的電氣參數需滿足一定范圍。例如，輸入高電平電壓應大于2.0V，輸入低電平電壓應小于0.8V；輸出高電平電壓應大于VCC-0.4V，輸出低電平電壓應小于0.4V。如果電源電壓為3.3V，則表中所有電流參數需要乘以40%的系數。

3. 時序參數

CH340芯片的時序參數包括建立時間、保持時間、傳輸延遲等。這些參數對于確保芯片與外部設備之間的正確通信至關重要。具體時序參數需參考芯片的數據手冊，并根據實際應用場景進行調整。

五、應用電路與接線

1. USB轉TTL串口

CH340芯片可以直接實現USB轉TTL串口的功能，適用于與單片機等TTL電平設備進行通信。接線時，通常只需要連接GND、TXD和RXD三根線。GND為模塊與單片機共地；TXD為模塊的TXD引腳與單片機的RXD引腳相連，用于發送數據；RXD為模塊的RXD引腳與單片機的TXD引腳相連，用于接收數據。如果需要使用CH340的RTS、DTR等MODEM聯絡信號，也可以按照需要進行連接。

2. USB轉RS232串口

通過外加電平轉換器件，CH340芯片可以實現USB轉RS232串口的功能。常用的電平轉換器件有MAX232、ICL232、SP232等。在電路設計中，需要注意退耦電容的放置位置以及D+和D-信號線的布線方式，以減少信號干擾。

3. USB轉RS485串口

CH340芯片還可以通過外加RS485收發器實現USB轉RS485串口的功能。此時，可以利用TNOW引腳控制RS485收發器的DE（高有效發送使能）和RE#（低有效接收使能）引腳，實現數據的收發控制。

4. USB紅外適配器

CH340R型號芯片支持IrDA規范SIR紅外線通訊，通過外加紅外線收發器即可構成USB紅外線適配器。在電路設計中，需要注意限流電阻的選取以及紅外線發送過程中的大電流對其它電路的影響。

六、驅動程序與安裝

1. 驅動程序獲取

CH340芯片的驅動程序可以從南京沁恒微電子股份有限公司的官方網站下載。驅動程序支持Windows、Linux、Android和Mac等多種操作系統。

2. 驅動程序安裝

• 標準INF文件安裝：當Windows提示找到新硬件時，指定驅動程序所在目錄（通常為DRIVER文件夾），系統會自動安裝驅動。如果系統沒有自動提示，可以在設備管理器的硬件列表中選擇帶問號的USB設備，手動更新驅動程序并指定目錄。

• 使用驅動程序安裝工具：直接使用CH341SER.EXE安裝包可以方便地安裝、升級或卸載驅動程序。這種方法更適用于最終用戶，操作簡單快捷。

七、串口下載與編程

1. 準備工作

確保CH340模塊已正確連接到電腦和單片機，并已安裝好驅動程序。同時，準備好需要下載到單片機的程序文件（如.hex或.bin文件）。

2. 設置BOOT模式

對于需要進入BOOT模式才能下載程序的單片機（如STM32），需要先將BOOT0引腳拉高（或根據具體型號設置）。

3. 打開串口下載工具

使用如串口調試助手等工具，設置正確的波特率和端口號。波特率通常設置為與單片機程序中的波特率一致。

4. 下載程序

將待下載的程序文件通過串口下載工具發送到單片機。下載過程中，請確保單片機處于可接收狀態。

5. 復位單片機

下載完成后，將BOOT0引腳拉低（或根據具體型號設置），并復位單片機，使其運行新下載的程序。

八、注意事項與常見問題

1. 電源電壓匹配

在使用CH340芯片時，請確保電源電壓與模塊要求相符（通常為5V或3.3V）。如果電源電壓不匹配，可能會導致芯片工作不正常甚至損壞。

2. 接線檢查

接線時請仔細檢查，避免接錯引腳導致設備損壞。特別是TXD和RXD引腳需要正確連接，否則無法實現正常的串口通信。

3. 波特率設置

在使用串口通信時，請確保波特率等參數設置正確。波特率不匹配會導致通信失敗或數據錯誤。

4. 常見問題解決

• 通信失敗：檢查驅動程序是否安裝正確、接線是否牢固以及波特率等參數設置是否正確。

• 數據錯誤：檢查波特率是否匹配、信號線是否受到干擾以及是否有硬件故障。

• 芯片發熱：檢查電源電壓是否過高、工作電流是否過大以及散熱措施是否得當。

CH340芯片作為一款廣泛應用的USB轉串口芯片，具有低功耗、高性能、可靠性高等特點。通過本文的介紹，讀者已經對CH340芯片的基本特性、引腳定義、電氣參數、應用電路以及驅動程序安裝等方面有了較為全面的了解。在實際應用中，讀者可以根據具體需求選擇合適的型號和封裝形式，并按照本文提供的方法進行電路設計和編程下載。希望本文能夠對讀者在使用CH340芯片時提供有益的參考和幫助。