Микросхема CH341 – исполнение и схемы подключения

Микросхема CH341 представляет адаптер шины USB. Структура чипа обеспечивает организацию асинхронного последовательного порта, порта принтера, параллельного порта, а также 2-проводного и 4-проводного синхронного последовательного интерфейсов. Этот чип эффективно применяется для различных целей, включая создание программаторов микросхем памяти. Рассмотрим многообразие схемных решений с учётом исполнения чипа вариантами A, B, C, F, H, T.

Микросхема CH341 и краткий перечень возможностей

Режим асинхронного последовательного порта выдает интерактивные сигналы управления скоростью — разрешение передачи, готовность к приёму и другие. Контактный сигнал модема используется для расширения асинхронного последовательного порта под микроконтроллер или для непосредственного обновления обычного последовательного устройства до шины USB.

Режим порта принтера предоставляет стандартный порт принтера USB, поддерживающий спецификации USB и операционной системой «Windows». Позволяет обновить обычный параллельный принтерный интерфейс напрямую до USB-шины.

Параллельный режим микросхемы CH341 предоставляет 8-битный параллельный интерфейс EPP или MEM. Такое применение становится актуальным, если не требуется использовать микроконтроллер, DSP-процессор и т.п. Допускает ввод/вывод данных напрямую.

Помимо всего отмеченного, микросхема CH341 A / B / F / также поддерживает часто используемые синхронные последовательные интерфейсы, например, 2-проводный интерфейс (SCL, SDA) и 4-проводной интерфейс (CS, SCK / CLK, MISO / SDI / DIN, MOSI / SDO / DOUT).

Микросхема CH341 – базовое подключение (внешний кварц)

Схема ниже демонстрирует базовое подключение микросхемы CH341, дополняемой внешним кварцевым резонатором. Согласно схемным обозначениям, P3 USB представляет интерфейс подключения к шине USB (500 мА). Классический интерфейс на четыре линии, две из которых питающие (ACC, Земля) и две сигнальные (D-, D+).

Конденсаторы C13 и C14 — монолитные (высокочастотные) керамические конденсаторы. Используются для отключения внутреннего узла питания микросхемы CH341. Конденсатор C14 используется для развязки внешнего источника питания. Кварц X3 и конденсаторы C11 и C12 используются для организации схемы резонатора.

Микросхема CH341 – базовое подключение (внутренний кварц)

Упрощённый схемный вариант становится вполне реализуемым, если используется микросхема CH341 B / F / C. Эти варианты конструкции чипов имеют встроенный кварцевый генератор, соответственно внешний кварц и конденсаторы исключаются, что сопровождается упрощением схемы устройства.

Разделительные конденсаторы C13 и C14, однако, необходимо использовать. Более того, на случай проектирования печатной платы, оба отмеченных конденсатора рекомендовано размещать максимально близко к подключенным контактным ножкам микросхемы CH341.

Микросхема CH341 – организация порта принтера

Как демонстрирует очередная представленная ниже схема, вывод SDA подключен к выводу SCL. Соответственно, имеет место конфигурация настройки работы стандартного USB интерфейса с последующим преобразованием под принтерный порт. Фактически здесь посредством CH341 представлен USB-принтер.

Сигнальная линия справа на схеме соответствует сигнальной линии спецификации IEEE-1284 или стандартному интерфейсу принтера «Centronic». В практических приложениях, учитывая согласование импеданса, рекомендуется следовать требованиям спецификации IEEE-1284, то есть согласовать сигнальные линии принтера.

Другими словами, устанавливается подтягивающий резистор номиналом около 2 — 5 кОм и резистор сопротивления номиналом около 20 — 40 Ом для каждой сигнальной линии порта принтера.

Микросхема CH341: асинхронный интерфейс USB — TTL

Здесь на схеме выводы SDA и SCL оставлены плавающими, соответственно микросхема CH341 настроена как асинхронный последовательный порт. Сигнальная линия в правой верхней части соответствует обычным сигналам последовательного интерфейса и сигналам модема, передаваемым через схемы:

• MC1488 (MC1489),
• MAX232 (ICL232),
• MAX213 (ADM213, SP213).

После преобразования уровня TTL в уровень RS232 допустимо дальнейшее преобразование в последовательный порт RS232C.

Сигнальный провод с правой стороны схемы допускается подключать только к линиям RXD, TXD, TEN # и общему проводу заземления. Другие сигнальные провода допускается выбирать в соответствии с потребностями, но ограниченно, учитывая, что сигналы отправляются при условии наличия на выводе TEN # низкого уровня. Поэтому TEN # необходимо подключать к линии низкого уровня.

Микросхема CH341: 3-проводный последовательный порт RS232

На схеме ниже показан вариант организации последовательный порта RS232 посредством применения рассматриваемой микросхемы CH341. На выходе схемы организуется интерфейс DB9. Этот 3-проводный последовательный порт, как правило, рассматривается основным и наиболее часто используемым асинхронным последовательным портом.

Микросхема CH341 — организация интерфейса RS485

Здесь следует использовать базовую схему подключения кварца и соответствующих конденсаторов для включения кварцевого резонатора. Также потребуются конденсаторы развязки по питанию. Контакт TEN # заземлён, поэтому микросхема CH341 обеспечивает постоянную передачу сигнала TNOW, который используется для управления состоянием приёма и отправки полудуплексного приемопередатчика U5, подключаемого к шине RS485.

Подключение к последовательному порту микроконтроллера

На следующей схеме контакты микроконтроллера подключены к чипу через последовательный порт, благодаря чему реализуется связь USB-порта с микроконтроллером. Если скорость передачи данных через последовательный порт высока или микроконтроллер не обеспечивает надлежащего приёма, допустимо использовать любой выходной контакт микроконтроллера для управления.

Контакт TEN # канала микросхемы CH341 TEN # требуется подтянуть к низкому уровню, когда микроконтроллер находится в режиме ожидания приёма данных от последовательного порта. Напротив, подтягивание TEN # к высокому уровню при получении данных последовательного порта позволит приостановить отправку следующего байта. Так, примерно, реализуется функционал управления скоростью передачи.

Микросхема CH341 и подключение к последовательному порту

На последней представленной схеме вывод RDY # на одной стороне подключается к выводу TEN # другой стороны. Только когда одна сторона готова к приёму, другая сторона может отправлять данные.

Поэтому независимо от того, насколько высока скорость связи, обе стороны способны поддерживать синхронизацию данных без потери данных. Если скорость обмена данными через последовательный порт высока, или применяется низкоскоростной микроконтроллер, для обеспечения синхронизации данных обычно следует использовать аппаратный сигнал управления скоростью.

---

При помощи информации: WCH