国产USB转单串口芯片CH9102

国产USB转单串口CH9102,PIN替代CP2101/CP2102/CP2104/CP2109
CH9102 是一个 USB 总线的转接芯片，实现 USB 转异步串口。提供了常用的 MODEM 联络信号，用 
于为计算机扩展异步串口，或者将普通的串口设备或者 MCU 直接升级到 USB 总线。

特点 
全速 USB 设备接口，兼容 USB V2.0。 
内置固件，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。 
计算机端 Windows 操作系统下的串口应用程序完全兼容，无需修改。 
支持免安装的操作系统内置 CDC 类驱动程序或者多功能高速率的 VCP 厂商驱动程序。 
硬件全双工串口，内置独立的收发缓冲区，支持通讯波特率 50bps～4Mbps。 
串口支持 5、6、7 或者 8 个数据位，支持奇校验、偶校验、空白、标志以及无校验。 
支持常用的 MODEM 联络信号 RTS、DTR、DCD、RI、DSR、CTS。 
支持 CTS 和 RTS 硬件自动流控。 
支持半双工，提供正在发送状态 TNOW 支持 RS485 切换。 
通过外加电平转换器件，支持 RS232 接口。 
USB 端支持 5V 电源电压和 3.3V 电源电压。 
CH9102F 串口 I/O 独立供电，支持 5V、3.3V、2.5V、1.8V 电源电压。 
CH9102X 串口 I/O 支持 3.3V 信号。 
内置上电复位，内置时钟，无需外部晶振。 
CH9102F 内置 EEPROM，可配置芯片 VID、PID、最大电流值、厂商和产品信息字符串等参数。 
芯片内置 Unique ID(USB Serial Number)。 
提供 QFN24 和 QFN28 无铅封装，兼容 RoHS。

电源与功耗 
CH9102 芯片有 3 个电源端，内置了产生 3.3V 的电源调节器。VDD5 是电源调节器的输入端，V3 
是电源调节器的输出端和 USB 收发器及内核电源输入，VIO 是 I/O 引脚电源。 
CH9102 芯片支持 5V 或者 3.3V 电源电压，V3 引脚应该外接容量为 0.1uF 左右的电源退耦电容。 
当使用 5V 工作电压（大于 3.8V）时，VDD5 引脚输入外部 5V 电源（例如 USB 总线电源），由内部电源 
调节器于 V3 引脚产生 3.3V 电源，用于 USB 收发器。当使用 3.3V 或更低工作电压（小于 3.6V）时， 
V3 引脚应该与 VDD5 引脚相连接，同时输入外部的 3.3V 电源，V3 引脚仍需外接电源退耦电容。 
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-CH9102 手册 
４ 
CH9102 芯片的 VIO 引脚用于为串口 I/O 和 RST 引脚提供 I/O 电源，支持 1.8V～5V 电源电压，VIO 
应该与 MCU 等外设使用同一电源。UD+和 UD-及 VBUS 引脚使用 V3 电源，不使用 VIO 电源。 
CH9102 芯片自动支持 USB 设备挂起以节约功耗。在 USB 挂起状态下，如果 I/O 输出引脚没有外 
部负载，I/O 输入引脚处于悬空（内部上拉）或者高电平状态，那么 VIO 电源将不消耗电流。另外， 
当 V3 和 VDD5 失去供电处于 0V 电压时，VIO 消耗电流情况同上，VIO 不会向 VDD5 或者 V3 倒灌电流。 
VBUS 引脚应该连接到 USB 总线的电源，当检测到失去 USB 电源时，CH9102 芯片将关闭 USB 并睡 
眠（挂起）。VBUS 引脚内置的下拉电阻可以由计算机端软件通过设置串口 MCR 寄存器中的 OUT1 信号 
控制（SERIAL_IOC_MCR_OUT1），OUT1 无效时开启下拉电阻（默认状态），OUT1 有效时关闭下拉电阻。 
当 VBUS 引脚串接电阻后用于通过 PMOS 控制 VIO 电源时，CH9102 提供了 VIO 低压保护机制。在 
关闭 VBUS 下拉电阻期间，如果检测到 VIO 电压低于约 1.4V，那么 CH9102 将自动在 VBUS 引脚吸收约 
300uA 放电电流，直到 VIO 电压升高后结束该放电电流，并自动开启下拉电阻。

注：CH9102F 和 CH9102X 的底板是 0#引脚 GND，是可选但建议的连接；其它 GND 是必要连接。 
CH9102X 的 VIO 引脚与 V3 引脚已在内部短接。 
CH9102 的 USB 收发器按 USB2.0 全内置设计，UD+和 UD-引脚不能串接电阻，否则影响信号质量。 

审核编辑 黄昊宇