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方案概述
沁恒專注于連接與控制領域，在USB轉接領域深耕多年。提供USB高速/全速轉串口系列芯片，可實現(xiàn)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(shù)據(jù)連續(xù)傳輸，部分型號支持VID/PID/String等內(nèi)容配置，支持Windows/Linux/Android/macOS等操作系統(tǒng)。
最新第3代USB轉串口產(chǎn)品擁有如下優(yōu)勢：
- 內(nèi)部采用DMA收發(fā)，可實現(xiàn)6Mbps波特率連續(xù)穩(wěn)定通訊；
- 內(nèi)部高度集成，晶振/USB終端電阻/EEPROM全內(nèi)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(nèi)容配置；
- 內(nèi)置Unique ID，可實現(xiàn)系統(tǒng)串口號固定及產(chǎn)品加密等；
具體選型時建議根據(jù)串口數(shù)量、芯片驅動類型、串口波特率支持、封裝類型、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TTL電平，通過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(nèi)容均為單芯片方案，各型號及主要區(qū)別如下：
驅動類型：CDC/HID為系統(tǒng)類驅動；VCP為廠商提供串口驅動，功能多，效率高，建議優(yōu)先選用。
USB配置：通過專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：通過外接串行EEPROM配置
內(nèi)置：內(nèi)置EEPROM
批量定制：支持批量化芯片與串口驅動定制
峰值最大波特率：芯片支持的最高波特率。
流控連續(xù)波特率：大數(shù)據(jù)量連續(xù)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實現(xiàn)USB轉串口功能的同時增加了BLE無線傳輸通道，實現(xiàn)BLE/串口/USB三向透傳。
沁恒全方位提供多種USB串口驅動程序供選擇，支持Windows/Linux/Android/macOS等操作系統(tǒng)。各類型詳細特點如下：
1、 VCP：使用廠商提供的USB虛擬串口驅動程序，工作時在Windows系統(tǒng)的“端口(COM和LPT)”一欄下會生成COM口，Linux/Android/macOS系統(tǒng)在/dev目錄下會生成TTY設備節(jié)點。
方案應用特點：
- 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USB增加額外串口。
- 計算機端串口應用程序完全兼容，無需修改。
- 驅動只需安裝一次也可以聯(lián)網(wǎng)自動安裝。
2、CDC：Windows 10及以上的操作系統(tǒng)版本內(nèi)置CDC串口驅動，以下的系統(tǒng)版本則需要安裝驅動。因CDC類協(xié)議和類驅動的原因，CDC串口功能沒有VCP完整，使用上也存在一些差異，具體見如下使用注意事項：
Windows系統(tǒng)CDC串口使用注意點
-> 在串口打開的情況下，不要插拔串口
在串口應用軟件已打開串口狀態(tài)下，拔插一次CDC串口設備的USB端，后續(xù)應用軟件將無法再打開串口，此時必須重新插拔USB。（與系統(tǒng)自帶CDC串口驅動PnP處理有關）
（注：在WIN 10之前系統(tǒng)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(tǒng)集成的CDC類驅動的特性，RTS無法單獨控制，只能在DTR有變化時，DTR和RTS狀態(tài)才會更新至硬件。
-> 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(tǒng)CDC串口驅動不支持軟件流控。
-> 使用串口高波特率時不建議持續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，建議在發(fā)送間隔內(nèi)增加延時
使用系統(tǒng)自帶的CDC串口驅動，在串口高波特率（超過115200bps）連續(xù)通訊時，有可能會丟失數(shù)據(jù)。
-> 在系統(tǒng)睡眠休眠前建議關閉串口，否則有概率在喚醒后串口會停止接收
在串口應用軟件已打開串口狀態(tài)下，Windows主機進入睡眠或休眠狀態(tài)，則有概率出現(xiàn)主機喚醒后串口無法再接收數(shù)據(jù)。此時必須重新開關串口或插拔USB。
（注：在WIN 10之前系統(tǒng)版本中有此情況）
Linux系統(tǒng)CDC串口使用注意點
-> 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(tǒng)CDC串口驅動不支持軟件流控。
macOS系統(tǒng)CDC串口使用注意點
-> 不支持串口Modem輸入信號
因CDC-ACM協(xié)議和系統(tǒng)自帶驅動的原因，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(tǒng)CDC串口驅動不支持軟件流控。
方案應用特點：
- 支持多功能高速率的 VCP 廠商驅動程序或者部分操作系統(tǒng)內(nèi)置的CDC類驅動程序。
- 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(tǒng)自帶的USB HID設備驅動，USB HID串口在系統(tǒng)上識別為標準HID設備。
方案應用特點：
- 支持免安裝的操作系統(tǒng)內(nèi)置HID類驅動程序。
- 系統(tǒng)下不生成串口節(jié)點，無需手動選擇，同時也實現(xiàn)了一定程度的信息隱藏。
- 數(shù)據(jù)收發(fā)使用USB中斷傳輸，支持最高波特率為：115200bps。
- 需使用系統(tǒng)HID原生API或者WCH提供的動態(tài)庫操作串口。
4、AOA：遵循安卓AOA協(xié)議，僅用于安卓系統(tǒng)，使用系統(tǒng)自帶的AOA配件驅動，AOA串口在系統(tǒng)上識別為標準AOA配件。
方案應用特點：
- 使用安卓標準Accessory配件庫，實現(xiàn)免驅應用。
- 實現(xiàn)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。
應用場景
資源提供
設計參考資料、開發(fā)資料及系統(tǒng)驅動，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(jù)客戶需求提供芯片與方案定制。
聯(lián)系方式
技術電話：025-52638360， 52638363， 52638362
郵箱：tech@wch.cn
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