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常見幾種USB轉(zhuǎn)串口的功能、特性

硬件攻城獅 ? 來源:小白白學(xué)電子 ? 作者:小白白學(xué)電子 ? 2022-10-19 14:29 ? 次閱讀

學(xué)電子設(shè)計(jì)少不了使用串口通信,但是現(xiàn)在的筆記本電腦基本上不帶串口了,好在現(xiàn)在有USB轉(zhuǎn)串口可以使用。市場上常見的USB轉(zhuǎn)串口芯片主要有4個(gè)系列:CP2102、CH340、FT232、PL2303。

本文主要介紹常見的這幾種USB轉(zhuǎn)串口的功能、特性,并對其輸出波形進(jìn)行了測試和對比。

(有些特性是特殊應(yīng)用下的需求,自己摸索測試出來的,網(wǎng)上也找不到,標(biāo)題黨一把,史上最全,O(∩_∩)O哈哈~)

1)主要功能對比

首先,一張表比較它們的各種特性:

4402d430-4f76-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

由上述表格可以看出,它們的區(qū)別還是有一些的。不過一般情況下都夠用,比如5、6位數(shù)據(jù)發(fā)送,一般是很少用到的;高于1M的波特率對設(shè)計(jì)和應(yīng)用場合要求比較高,容易出現(xiàn)誤碼,也用的很少;去除這些不太常用的特性,它們功能基本是一樣的。

2)串口波形測試

我們來測試一下它們的串口輸出波形。

這里使用的芯片具體型號是:CP2102、CH340E、FT232RL、PL2303HX。其中CP2102、PL2303是3.3v供電,CH340E、FT232RL是5V供電。

a)先設(shè)置為115200波特率、偶校驗(yàn)、1停止位,發(fā)送數(shù)據(jù)為連續(xù)的0x55,測試各芯片波形如下,基本一致:

442a5046-4f76-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

b)設(shè)置為115200波特率、偶校驗(yàn)、2停止位,發(fā)送數(shù)據(jù)仍為連續(xù)的0x55,測試各芯片波形如下,也是基本一致的:

可以看到,2停止位時(shí),和上一組圖片相比,在兩個(gè)字節(jié)之間,上一個(gè)字節(jié)的停止位到下一個(gè)字節(jié)的起始位間的寬度變寬了,變成了2個(gè)bit寬度。

446d7ef2-4f76-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

c)設(shè)置為921600波特率、偶校驗(yàn)、1停止位,發(fā)送數(shù)據(jù)仍為連續(xù)的0x55,測試各芯片波形如下,可以看到各芯片的波形有明顯不同,主要是上一個(gè)字節(jié)的停止位到下一個(gè)字節(jié)的起始位的間隔:

466e4ab0-4f76-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn):FT232芯片的輸出波形是最標(biāo)準(zhǔn)的,前一個(gè)字節(jié)的停止位到下一個(gè)字節(jié)的起始位間隔是一個(gè)bit的寬度;其他芯片的字節(jié)間隔都比一個(gè)bit寬度要寬一些,CP2102大于2個(gè)bit的寬度,CH340E等于2bit寬度,PL2303在1bit~2bit寬度之間。

所以,只有FT232芯片的字符是嚴(yán)格連續(xù)發(fā)送的。

d)設(shè)置為921600波特率、偶校驗(yàn)、2停止位,發(fā)送數(shù)據(jù)仍為連續(xù)的0x55,測試各芯片波形如下:

46ca1d22-4f76-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

對比上一組1停止位的波形,可以發(fā)現(xiàn),2停止位的波形:CP2102、PL2303芯片的字符間隔還是偏大,大于2個(gè)bit寬度;而CH340E、FT232芯片的波形是標(biāo)準(zhǔn)的,間隔剛好2bit寬度。

綜合上述現(xiàn)象可以看出,在波特率較低時(shí)(115200),各芯片都能輸出較為校準(zhǔn)的波形;在波特率較高時(shí)(921600),F(xiàn)T232芯片發(fā)送的字符是嚴(yán)格連續(xù)的,其他芯片字符間都有不同程度的延時(shí)。

3)收數(shù)測試

CP2102、PL2303、CH340E這三種芯片在發(fā)送時(shí)字符間有延時(shí),那么接收時(shí)會不會也有延時(shí)要求,導(dǎo)致丟數(shù)呢?

經(jīng)過測試,使用FT232作為發(fā)送端,其他幾款芯片作為接收端,傳輸中沒有出現(xiàn)丟失數(shù)據(jù)的情況。所以,即使發(fā)送端的數(shù)據(jù)字符間是連續(xù)無間隔的,這幾款芯片的收數(shù)功能也是完全正常的,不會有丟數(shù)問題發(fā)生。

4)總結(jié)

a)這幾種USB轉(zhuǎn)串口的芯片,F(xiàn)T232系列的芯片穩(wěn)定性是最好的;如果工作在高波特率,而且要求字符間沒有間隔,那么需選用FT232芯片;很多知名廠家的工業(yè)測試設(shè)備都使用的它作為串口實(shí)現(xiàn);價(jià)格較貴;

b)PL2303是臺灣廠家的產(chǎn)品,穩(wěn)定性較差,有出現(xiàn)過某些計(jì)算機(jī)高波特率使用時(shí)會藍(lán)屏的情況,而且這個(gè)芯片市場上仿造、假冒的也比較多,做產(chǎn)品不建議使用;

c)一般的應(yīng)用,如果價(jià)格敏感,可以選用CH340系列或CP2102系列,在業(yè)內(nèi)的口碑都是很不錯(cuò)的;

d)這里特別提一下國產(chǎn)芯片CH340,價(jià)格和穩(wěn)定性上都做的不錯(cuò),有多種封裝可選,國內(nèi)踏踏實(shí)實(shí)做產(chǎn)品的典范,它家的其他類型的接口轉(zhuǎn)換芯片也做得很不錯(cuò)。

好了,本節(jié)篇文章就到這里了。

審核編輯 :李倩

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原文標(biāo)題:4種常用的USB轉(zhuǎn)串口芯片特性比較

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