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單路USB轉(zhuǎn)多路UART方案

時(shí)間：2021-08-19 16:03:34
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[導(dǎo)讀]轉(zhuǎn)自|電子電路開發(fā)學(xué)習(xí)串口，對(duì)于從事電子行業(yè)的朋友應(yīng)該再也熟悉不過(guò)了，它是一種非常通用的設(shè)備通信的協(xié)議，大多數(shù)臺(tái)式機(jī)箱都有RS232-DB9的接口，而且還有多個(gè)USB接口。筆記本電腦通常只有3個(gè)USB口，而沒(méi)有DB9端口，如果想使用串口功能，只能使用USB-TTL模塊。如果需要多...

轉(zhuǎn)自 | 電子電路開發(fā)學(xué)習(xí)


串口，對(duì)于從事電子行業(yè)的朋友應(yīng)該再也熟悉不過(guò)了，它是一種非常通用的設(shè)備通信的協(xié)議，大多數(shù)臺(tái)式機(jī)箱都有RS232-DB9的接口，而且還有多個(gè)USB接口。筆記本電腦通常只有3個(gè)USB口，而沒(méi)有DB9端口，如果想使用串口功能，只能使用USB-TTL模塊。


如果需要多個(gè)串口時(shí)，就要占用多個(gè)USB口，再加上鼠標(biāo)、調(diào)試器等，PC提供的USB口就不夠用了。
本文分享幾種使用單USB口轉(zhuǎn)多路串口的方案，串口之間相互獨(dú)立，互不干擾。


1. CH9342單芯片實(shí)現(xiàn)雙串口

如果你最多只需要兩路串口，那么CH9342是個(gè)不錯(cuò)的選擇，它是一款單路USB轉(zhuǎn)雙串口芯片，提供兩組全雙工的9線異步串口UART0/1，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)備升級(jí)到USB總線。
應(yīng)用電路：


評(píng)估板：


2. CH9344單芯片實(shí)現(xiàn)4路串口

如果兩路串口不夠用，不用擔(dān)心，我們還有4路串口芯片，CH9344是一款單路USB轉(zhuǎn)4串口控制芯片，提供4組全雙工的異步串口UART0/1/2/3，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)備升級(jí)到USB總線。外部只需要一個(gè)30M的晶體和少量的電容即可使用，支持波特率1200-7.8125Mbps，LQFP-48封裝。應(yīng)用電路：


評(píng)估板：


3. CH934X CH438實(shí)現(xiàn)多串口

如果需要更多的串口，可以試試CH934X配合CH438的方式。CH943X是USB轉(zhuǎn)多串口控制芯片，主要負(fù)責(zé)處理USB接口所有數(shù)據(jù)傳輸，并通過(guò)并行接口操作CH438，實(shí)現(xiàn)多個(gè)串口數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。安裝好驅(qū)動(dòng)后，插入U(xiǎn)SB轉(zhuǎn)串口模塊，在電腦上會(huì)出現(xiàn)多個(gè)串口，這些串口操作方式上和電腦自帶的串口一模一樣，各個(gè)串口相互獨(dú)立，互不干擾。USB轉(zhuǎn)多串口應(yīng)用圖如下：

N可以為2、4、8、16，波特率支持1200-921600bps，各個(gè)串口操作與電腦自帶硬件串口一模一樣，相互獨(dú)立，互不干擾。在官網(wǎng)上并沒(méi)有找到相關(guān)的應(yīng)用資料，可能需要聯(lián)系廠家獲取資料。

4. GL850G 串口芯片實(shí)現(xiàn)多路串口

有了4路串口芯片，如果你想要6路、8路、12路、16路串口芯片怎么辦呢？很簡(jiǎn)單，只需要加一片USB Hub芯片即可。GL850G是一款USB 2.0 HUB芯片，市面上很多USB擴(kuò)展器就是基于這款芯片的，它最多可以把1個(gè)USB口擴(kuò)展為4個(gè)USB口。
為了支持串口功能，我們需要然后在擴(kuò)展出的每個(gè)USB口上，再加一片USB-TTL芯片，串口芯片的選擇就多了，單路串口有國(guó)產(chǎn)CH340/CH341系列，國(guó)外的FT232，PL2303，CP2102等等，這幾款串口芯片的價(jià)格相差較大，最大支持的波特率也有區(qū)別，根據(jù)自己需要選擇。多路串口的有，2路串口的CH9342，4路串口的CH9344芯片。
如果你要實(shí)現(xiàn)多路串口，可以參考以下組合方案：6路串口：GL850G 3片CH93426路串口：GL850G 1片CH9342 1片CH93448路串口：GL850G 2片CH9344
這里分享一種基于GL850G的兩路串口擴(kuò)展 1路USB的應(yīng)用方案。GL850G最多支持?jǐn)U展4路USB，我只使用了其中的3路，其中2路為串口，另外1路為母頭USB，可用于兩個(gè)模塊的級(jí)聯(lián)，或者用于連接調(diào)試器、鼠標(biāo)鍵盤等USB設(shè)備。


成品圖：


其中CH340E是MSOP-10封裝的，在CH340系列中是體積最小的了。另外沁恒最近又新出了SOP-8封裝的CH340N，只有8個(gè)引腳。

CH340系列：


串口芯片選型：


參考資料

  • 可級(jí)聯(lián)的USB-UARTx2轉(zhuǎn)換器

    http://st.avros.net/articles/usb_uartx2.html

  • 沁恒微電子官網(wǎng)

    http://www.wch.cn/products/category/1.html


總結(jié)

GL850G Hub芯片 串口芯片的應(yīng)用方式比較靈活，可以在擴(kuò)展串口的同時(shí)，擴(kuò)展USB口。而CH9344應(yīng)用電路比較簡(jiǎn)單，只需要單芯片就可以實(shí)現(xiàn)4路串口。


以上幾種方案選擇，要綜合考慮芯片價(jià)格、串口數(shù)量、波特率范圍等，當(dāng)然，如果是自己DIY制作，用于平時(shí)調(diào)試使用，其實(shí)都無(wú)所謂了。


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