CH340中文手册

一、概述

CH340是一款由南京沁恒微电子股份有限公司设计和生产的USB转串口芯片，广泛应用于计算机与各种嵌入式系统、单片机以及其他电子设备之间的通信。该芯片通过USB接口实现串口数据的传输，为用户提供了一种方便、低成本的解决方案，使得设备能够轻松地与计算机进行可靠的数据交换。CH340系列芯片包括CH340、CH340G、CH340C、CH340T、CH340E、CH340B等多个型号，各具特色，但基本使用方法相似。

二、主要特点

1. 全速USB设备接口：CH340兼容USB V2.0标准，外围元器件只需要晶体和电容，简化了电路设计。

2. 仿真标准串口：CH340能够仿真标准串口，用于升级原串口外围设备，或者通过USB增加额外串口，无需对现有软件进行修改。

3. 硬件全双工串口：内置收发缓冲区，支持通讯波特率从50bps到2Mbps，满足不同应用场景的需求。

4. 支持MODEM联络信号：CH340提供常用的MODEM联络信号，如RTS、DTR、DCD、RI、DSR、CTS等，方便与各种串口设备进行通信。

5. 多种接口扩展：通过外加电平转换器件，CH340可以提供RS232、RS485、RS422等接口，适应不同的通信需求。

6. 支持IrDA红外通讯：CH340R型号支持IrDA规范SIR红外线通讯，波特率范围从2400bps到115200bps，适用于红外数据传输场景。

7. 软件兼容性：CH340软件兼容CH341，可以直接使用CH341的驱动程序，降低了开发难度。

8. 电源电压支持：支持5V和3.3V电源电压，适应不同的电源环境。

9. 封装形式多样：提供SSOP-20、SOP-16、SOP-8、ESSOP-10、MSOP-10等多种无铅封装形式，兼容RoHS标准，满足不同的设计需求。

三、封装与引脚

1. 封装形式

CH340系列芯片提供多种封装形式，以适应不同的应用场景和设计需求。常见的封装形式包括：

• SSOP-20：超小型20脚贴片封装，塑体宽度5.30mm，引脚间距0.65mm。

• SOP-16：标准的16脚贴片封装，塑体宽度3.9mm，引脚间距1.27mm。

• SOP-8：标准的8脚贴片封装，塑体宽度3.9mm，引脚间距1.27mm。

• ESSOP-10：带底板的窄距10脚贴片封装，塑体宽度3.9mm，引脚间距1.00mm。

• MSOP-10：微小型的10脚贴片封装，塑体宽度3.0mm，引脚间距0.50mm。

2. 引脚定义

CH340芯片的引脚定义根据不同型号可能略有差异，但基本功能相似。以下以CH340T为例，介绍其主要引脚的功能：

• VCC：正电源输入端，需要外接0.1uF电源退耦电容。在5V电源电压时，VCC引脚输入外部5V电源；在3.3V电源电压时，VCC引脚与V3引脚相连接，同时输入外部的3.3V电源。

• GND：公共接地端，直接连到USB总线的地线。

• V3：在5V电源电压时，外接容量为4700pF或0.01uF的电源退耦电容；在3.3V电源电压时，与VCC引脚相连接。

• XI：晶体振荡的输入端，需要外接晶体及振荡电容。

• XO：晶体振荡的反相输出端，需要外接晶体及振荡电容。

• UD+：USB信号直接连到USB总线的D+数据线，不要串联电阻。

• UD-：USB信号直接连到USB总线的D-数据线，不要串联电阻。

• NOS#：禁止USB设备挂起，低电平有效，内置上拉电阻。

• TXD：串行数据输出引脚，CH340T芯片的TXD为高电平空闲，CH340R芯片的TXD为低电平空闲。

• RXD：串行数据输入引脚，内置可控的上拉和下拉电阻。

• CTS#、DSR#、RI#、DCD#、DTR#、RTS#：MODEM联络输入信号引脚，由计算机应用程序控制并定义其用途。

• IR#：低电平启用红外线串口模式。

• R232：用于控制辅助RS232功能，R232为高电平时RXD引脚输入自动反相。

• CKO：时钟输出引脚，某些型号可能不具备。

• ACT#：USB设备配置完成状态输出，例如USB红外适配器就绪。

四、电气参数与时序

1. 绝对最大值

CH340芯片的绝对最大值是指芯片在临界或超过该值时可能导致工作不正常甚至损坏的参数。这些参数包括电源电压、输入电压、输出电流等，具体数值需参考芯片的数据手册。

2. 电气参数

CH340芯片的电气参数包括工作电压、工作电流、输入输出电平等。在25℃条件下，当VCC=5V时，芯片的电气参数需满足一定范围。例如，输入高电平电压应大于2.0V，输入低电平电压应小于0.8V；输出高电平电压应大于VCC-0.4V，输出低电平电压应小于0.4V。如果电源电压为3.3V，则表中所有电流参数需要乘以40%的系数。

3. 时序参数

CH340芯片的时序参数包括建立时间、保持时间、传输延迟等。这些参数对于确保芯片与外部设备之间的正确通信至关重要。具体时序参数需参考芯片的数据手册，并根据实际应用场景进行调整。

五、应用电路与接线

1. USB转TTL串口

CH340芯片可以直接实现USB转TTL串口的功能，适用于与单片机等TTL电平设备进行通信。接线时，通常只需要连接GND、TXD和RXD三根线。GND为模块与单片机共地；TXD为模块的TXD引脚与单片机的RXD引脚相连，用于发送数据；RXD为模块的RXD引脚与单片机的TXD引脚相连，用于接收数据。如果需要使用CH340的RTS、DTR等MODEM联络信号，也可以按照需要进行连接。

2. USB转RS232串口

通过外加电平转换器件，CH340芯片可以实现USB转RS232串口的功能。常用的电平转换器件有MAX232、ICL232、SP232等。在电路设计中，需要注意退耦电容的放置位置以及D+和D-信号线的布线方式，以减少信号干扰。

3. USB转RS485串口

CH340芯片还可以通过外加RS485收发器实现USB转RS485串口的功能。此时，可以利用TNOW引脚控制RS485收发器的DE（高有效发送使能）和RE#（低有效接收使能）引脚，实现数据的收发控制。

4. USB红外适配器

CH340R型号芯片支持IrDA规范SIR红外线通讯，通过外加红外线收发器即可构成USB红外线适配器。在电路设计中，需要注意限流电阻的选取以及红外线发送过程中的大电流对其它电路的影响。

六、驱动程序与安装

1. 驱动程序获取

CH340芯片的驱动程序可以从南京沁恒微电子股份有限公司的官方网站下载。驱动程序支持Windows、Linux、Android和Mac等多种操作系统。

2. 驱动程序安装

• 标准INF文件安装：当Windows提示找到新硬件时，指定驱动程序所在目录（通常为DRIVER文件夹），系统会自动安装驱动。如果系统没有自动提示，可以在设备管理器的硬件列表中选择带问号的USB设备，手动更新驱动程序并指定目录。

• 使用驱动程序安装工具：直接使用CH341SER.EXE安装包可以方便地安装、升级或卸载驱动程序。这种方法更适用于最终用户，操作简单快捷。

七、串口下载与编程

1. 准备工作

确保CH340模块已正确连接到电脑和单片机，并已安装好驱动程序。同时，准备好需要下载到单片机的程序文件（如.hex或.bin文件）。

2. 设置BOOT模式

对于需要进入BOOT模式才能下载程序的单片机（如STM32），需要先将BOOT0引脚拉高（或根据具体型号设置）。

3. 打开串口下载工具

使用如串口调试助手等工具，设置正确的波特率和端口号。波特率通常设置为与单片机程序中的波特率一致。

4. 下载程序

将待下载的程序文件通过串口下载工具发送到单片机。下载过程中，请确保单片机处于可接收状态。

5. 复位单片机

下载完成后，将BOOT0引脚拉低（或根据具体型号设置），并复位单片机，使其运行新下载的程序。

八、注意事项与常见问题

1. 电源电压匹配

在使用CH340芯片时，请确保电源电压与模块要求相符（通常为5V或3.3V）。如果电源电压不匹配，可能会导致芯片工作不正常甚至损坏。

2. 接线检查

接线时请仔细检查，避免接错引脚导致设备损坏。特别是TXD和RXD引脚需要正确连接，否则无法实现正常的串口通信。

3. 波特率设置

在使用串口通信时，请确保波特率等参数设置正确。波特率不匹配会导致通信失败或数据错误。

4. 常见问题解决

• 通信失败：检查驱动程序是否安装正确、接线是否牢固以及波特率等参数设置是否正确。

• 数据错误：检查波特率是否匹配、信号线是否受到干扰以及是否有硬件故障。

• 芯片发热：检查电源电压是否过高、工作电流是否过大以及散热措施是否得当。

CH340芯片作为一款广泛应用的USB转串口芯片，具有低功耗、高性能、可靠性高等特点。通过本文的介绍，读者已经对CH340芯片的基本特性、引脚定义、电气参数、应用电路以及驱动程序安装等方面有了较为全面的了解。在实际应用中，读者可以根据具体需求选择合适的型号和封装形式，并按照本文提供的方法进行电路设计和编程下载。希望本文能够对读者在使用CH340芯片时提供有益的参考和帮助。