CH340 — мост USB–UART WCH: исполнения, выводы, питание 5 и 3,3 В

Исполнения

Ширина корпусов SOP-16 и SOP-8 — 3,9 мм, шаг 1,27 мм (чертежи — на страницах SOIC-16 и SOIC-8); SSOP-20 — 5,3 мм, шаг 0,65 мм (SSOP-20); MSOP-10 — 3,0 мм, шаг 0,5 мм; ESSOP-10 — 3,9 мм, шаг 1,0 мм.

Выводы CH340G и CH340C

CH340N в корпусе SOP-8: 1 — UD+, 2 — UD−, 3 — GND, 4 — RTS#, 5 — VCC, 6 — TXD, 7 — RXD, 8 — V3. Неиспользуемые выводы CH340 можно оставить свободными.

Питание и вывод V3

Схему питания выбирают один раз:

При питании 3,3 В даташит требует, чтобы и связанные с CH340 цепи работали не выше 3,3 В — кроме CH340X и CH340C, N из партий на 4, чьи входы выдерживают 5 В. Предел питания — 6,0 В, напряжение на выводах — от −0,5 В до VCC + 0,5 В.

Электрические параметры

Рабочая температура: CH340G, T, R, X и C, N из партий на 4 — −40…+85 °C; остальные C, N, K, E, B — −20…+70 °C.

Скорость и точность

Поддерживаемые скорости — от 50 бит/с до 2 Мбит/с, среди них все привычные: 9600, 57 600, 115 200, 230 400, 460 800, 921 600, 1 500 000 и 2 000 000. По даташиту приёмник CH340 допускает расхождение скорости около 2 %, а погрешность его собственной передачи — меньше 0,3 % у исполнений с кварцем (G, T, R) и меньше 1,2 % со встроенным генератором. Сколько ошибки остаётся на стороне микроконтроллера при данной частоте и делителе, считает калькулятор скорости UART. Для потоков от 1 Мбит/с в одну сторону или от 500 кбит/с в обе WCH советует CH343 с аппаратным управлением потоком.

Кварц CH340G — 12 МГц (допустимо 11,98–12,02 МГц) с двумя конденсаторами 33 пФ; для дешёвого керамического резонатора — значения его производителя, обычно 47 пФ. Если генератор плохо запускается, WCH советует уменьшить вдвое конденсатор на XI.

Подключение к микроконтроллеру

• Общее питание. Проще всего питать CH340 и микроконтроллер от одного источника — тогда обратных токов через выводы нет (типовая схема 7.6).
• Раздельное питание. Если CH340 питается от USB, а микроконтроллер — отдельно, ток может течь через защитные диоды выводов в обесточенную микросхему. Против этого в схеме 7.7 стоят диоды на TXD и RTS и N-канальный транзистор на RXD; CH340K, CH340X и CH340C, N из партий на 4 сами не пропускают ток внутрь, когда обесточены.
• Автозагрузка. Выходы DTR# и RTS# используют, чтобы сбросить микроконтроллер и перевести его в загрузчик, — WCH называет это загрузкой многорежимных микроконтроллеров. У CH340X вывод 6 резистором 4,7 кОм переключается из TNOW в DTR#: резистор на землю включает режим «open source» — вывод выдаёт высокий уровень или отключается, а низкий держит внешний резистор, — резистор к выводу 5 включает двухтактный DTR#. У CH340C двухтактного варианта нет: только в партиях, номер которых начинается с 4, а последние три знака больше B40 (разд. 3 и 5.3 даташита), резистор 4,7 кОм с вывода 8 на землю превращает OUT# во второй DTR# в том же режиме «open source». Как это использует esptool — в статье «esptool».
• RS-485. Выход TNOW (у E, X, B, T) держит единицу, пока идёт передача, — им переключают направление трансивера RS-485 вроде MAX485.
• Ток от USB. Вывод DTR# у G, C, T, K до конца перечисления работает как вход конфигурации: подтяжка 4,7 кОм к земле запрашивает у хоста больший ток питания.

Аналоги

Тот же класс устройств — мост CP2102 и CP2102N Silicon Labs со встроенным стабилизатором и EEPROM; в пределах WCH — CH343 и CH9102 (о них на странице WCH). Выводы у них другие, драйверы разные, поэтому замена требует переразводки платы. Проверить обмен после подключения удобно в терминале COM-порта прямо в браузере.