CH347F多协议转接芯片

作者 零一美 2024年01月24日 00:02 阅读 120

CH347F开发板是以QFN28封装的CH347F型高速USB总线转接芯片为核心设计的开发板产品,具备USB总线转2路异步串口、1路I2C同步串行接口、1路SPI同步串行接口、1路JTAG接口、1路SWD接口和8个GPIO接口的功能。该开发板有3.3V1.8V通用I/O接口电压的可选配置方式,可以满足3.3V1.8V供电芯片对CH347芯片的需求。为了给予计算机USB接口更好的保护,在开发板的USB接口电路中包含对静电和热插拔产生异常高压(ESD)的保护芯片,同时在USB电源接口引入了毫秒级自恢复保险丝的慢过流保护和微秒级USB接口芯片过流保护,共3USB接口的保护手段。在1.8V3.3V5V电源输出接口配置有过压(ESD)双向保护二极管,用于提高电源稳定性和可靠性。

CH347是南京沁恒公司推出的一款高速USB总线转接芯片,通过USB总线提供异步串口、I2C同步串行接口、SPI同步串行接口、JTAG接口、SWD接口和GPIO接口。该芯片应用结构详见图1-1所示。

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1-1 CH347高速USB总线转接芯片功能应用结构图

CH347系列芯片提供以下两种封装型号,其封装信息详见图1-2所示:

(1)CH347F:QFN28_4×4封装,共28个引脚,无模式配置,基本能实现USB转多总线接口同时使用。本开发板采用的就是CH347F芯片,相对功能根全面。

(2)CH347T:TSSOP-20封装,共20个引脚,引脚少,需要通过模式配置,才能实现对应的功能,不支持全功能同时使用。

CH347F封装图片.png

1-2 CH347高速USB总线转接芯片封装

CH347F开发板实现高速USB总线转6种接口的功能,这6种接口功能概述为:

(1)在异步串口方式下,CH347提供了2个高速串口,支持RS485串口收发使能控制、硬件流控和常用的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。

(2)在同步串行接口方式下,CH347提供了1个2线I2C接口(SCL线、SDA线),用于为计算机扩展2线同步串行接口,操作EEPROM和传感器等器件。

(3)在同步串行接口方式下,CH347提供了1个4线SPI接口(SCS线、SCK/CLK线、MISO/SDI/DIN线、MOSI/SDO/DOUT线),用于为计算机扩展4线同步串行接口,操作FLASH和传感器等器件。

(4)JTAG接口方式下,CH347提供了1个JTAG接口,支持4/5/6线接口(TMS线、TCK线、TDI线、TDO线、TRST线和SRST线),用于为计算机扩展JTAG接口,操作CPU、DSP、FPGA和CPLD等器件。

(5)SWD接口方式下,CH347提供了1个SWD接口(SWDCLK线,SWDIO线),用于为计算机扩展SWD接口,操作ARM MCU和CPU等器件。

(6)提供8路GPIO口,不过,其和其它接口功能引脚复用,需要通过上位机软件配置方可使用。

0. 关键特性

0.1. 开发板总体特性概述

(1)480Mbps高速USB设备接口。

(2)采用QFN28封装的CH347F芯片

(3)无模式配置,同时支持USB2UART口、1SPI口、1I2C口、1JTAG口(1SWD口和JTAG复用,只能同时用1个)和若干GPIO口。

(4)采用Type-C接口,不分反正,方便使用。

(5)USB5V输入电源接口回路,采用毫秒级500mA自恢复保险丝和微秒级USB电源接口芯片做快慢双重过流保护,尽可能防止异常过流对计算机产生危害。

(6)USB接口差分线、USB5V电源输入接口、5V电源输出接口、3.3V电源输出接口和1.8V电源输出接口共5处关键保护点都设计有过压(ESD)保护元件,提高关键接口的抗干扰能力和可靠性。

(7)CH347F内置EEPROM,可配置工作模式、芯片VIDPID、最大电流值、厂商和产品信息字符串等参数。

(8)CH347F开发板支持I/O独立供电,3.3V1.8V电源电压可以通过短路块配置,2.5V电源电压需外部供电。

(9)CH347F芯片采用3.3V供电。

(10)CH347F开发板有3.3V电源指示灯和ACT指示灯。

(11)CH347F开发板采用0.8Au铜镀金排针。

(12)CH347F开发板在正反面有每根排针对应引脚的定义。方便客户使用。

(13)CH347F开发板包含42mm直径的固定孔,具备固定扩展板和安装铜立柱等功能。

(14)CH347F开发板尺寸:50(长)×30(宽)×12(带排针高)mm

0.2. UART异步串口

(1)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。

(2)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。

(3)硬件全双工串口,内置独立的收发缓冲区,通讯波特率支持1200bps9Mbps

(4)串口支持8个数据位,支持奇校验、偶校验以及无校验,支持12停止位。

(5)每个串口内置12K字节的接收FIFO4K字节的发送FIFO

(6)支持常用的MODEM联络信号RTSDTRDCDRIDSRCTS

(7)支持CTSRTS硬件自动流控。

(8)支持半双工,提供串口正在发送状态指示TNOW,可用于控制RS485收发切换。

(9)支持最多8GPIO输入输出功能。

(10)通过外加电平转换器件,支持RS232RS485RS422等接口。

0.3. I2C同步串行接口

(1)作为Host/Master主机模式。

(2)提供SCLSDA两根信号线,支持5种传输速度,传输频率可达1MHz

(3)通过计算机API配合,可灵活操作2线接口的A/DD/AEEPROM和传感器等器件。

0.4. SPI同步串行接口

(1)作为Host/Master主机模式。

(2)提供SCS线、SCK/CLK线、MISO/SDI/DIN线、MOSI/SDO/DOUT四根信号线。

(3)支持2根片选信号线,可分时操作2SPI接口设备。

(4)支持8/16位数据结构,支持MSBLSB传输。

(5)支持SPI模式0/1/2/3,支持传输频率配置,传输频率可达60MHz

(6)支持硬件DMA发送和接收。

(7)通过计算机API配合,可灵活操作4线接口的FLASHMCU、传感器等器件。

0.5. JTAG接口

(1)作为Host/Master主机模式。

(2)JTAG接口提供TMS线、TCK线、TDI线、TDO线、TRST线(可选)SRST线(可选)

(3)支持高速USB数据传输。

(4)通过计算机API配合,可灵活操作CPUDSPFPGACPLDMCU等器件。

0.6. SWD接口

(1)作为Host/Master主机模式。

(2)SWD接口提供SWDCLK线、SWDIO线。

(3)通过计算机API配合,可灵活操作ARM MCUCPU等器件。

0.7. GPIO接口

(1)8GPIO口,其和其它接口功能引脚复用,需通过上位机软件控制。

(2)CH347F 的第 17 和第 18 引脚的电源来自 VCC,为 3.3V 信号电平;其它引脚的电源来自 VIO,为 VIO 相匹配的 3.3V/2.5/1.8V 信号电平。


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