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0、说明
USB转4串口芯片CH9344数据手册 版本：1C
1、概述
CH9344是一款USB转4串口控制芯片，提供4组全双工的异步串口UART0/1/2/3，用于为计算机扩展异步串口，或者将普通的串口设备升级到USB总线。
计算机或者 其他USB主机 USB CH9344 转接芯片 VIO VCC33 RXD0/TXD0 MODEM信号 RXD1/TXD1 CTS1、RTS1 RXD2/TXD2 CTS2、RTS2 RXD3/TXD3 CTS3、RTS3 UART0 UART1 UART2 UART3
2、特点
l 工作电压：3.3V。
l 高速USB 2.0接口，外围元器件只需要晶体和电容。 l 兼容16C550异步串口并且有所增强。
l 支持5、6、7或者8个数据位以及1或者2个停止位。 l 支持奇、偶、无校验、空白0、标志1等校验方式。 l 支持RTS和CTS硬件自动流控。
l 支持半双工，提供正在发送状态支持RS485切换，默认开启此功能。 l 提供12个GPIO，可任意输入、输出。
l 可编程通讯波特率，支持115200bps以及最高达12Mbps的通讯波特率。
l 串口0/1/2及部分I/O独立供电，支持3.3V和2.5V及1.8V电源电压。串口3支持3.3V供
电。
l 串口驱动支持：Windows XP/Vista/Win7/Win8/Win10/Win server/Linux等。 l 提供LQFP-48无铅封装，兼容RoHS。
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3、封装
封装形式 LQFP-48
塑体宽度 7 x 7mm
引脚间距 0.5mm
封装说明
订货型号 CH9344L
19.7mil 标准LQFP48脚贴片
4、引脚
引脚号 1、34 2、27、33
18 48 3 35 11 12 13 14 15
引脚名称 GND VCC33 VIO1 VIO2 V12O V12I CTS1/GPIO3 RTS1/GPIO4 CTS2/GPIO6 RTS2/GPIO7 CTS3/GPIO9
类型 电源 电源 电源 电源 电源 电源 输入/输出 输入/输出 输入/输出 输入/输出 输入/输出
引脚说明
公共接地端，0V参考点。
输入3.3V电源，需外接0.1uF电容。 I/O 端口电源输入端，需外接退耦电容。
用于11-26引脚提供I/O电源。
I/O 端口电源输入端，需外接退耦电容。 用于42-48引脚提供I/O电源。
内核电源1.2V输出，需外接3.3uF电容。 内核电源1.2V输入，需外接0.1uF电容。 UART1的MODEM输入信号，清除发送。 通用GPIO3，用于IO口输入输出。 UART1的MODEM输出信号，请求发送。 通用GPIO4，用于IO口输入输出。 UART2的MODEM输入信号，清除发送。 通用GPIO6，用于IO口输入输出。 UART2的MODEM输出信号，请求发送。 通用GPIO7，用于IO口输入输出。 UART3的MODEM输入信号，清除发送。 通用GPIO9，用于IO口输入输出。
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16 17 19 20 21 22 23 24 25 26 28 29 30 31 32 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 4、5、6、7、8、9、10、
RTS3/GPIO10
TEST TXD0 RTS0/GPIO1
DTR0 RXD0 DCD0 RI0 DSR0 CTS0/GPIO0
XO XI RSVD1 UD+ UD- TNOW0/GPIO2
ISP RST# TNOW1/GPIO5
RXD3 TXD3 RXD2 TXD2 RXD1 TXD1 TNOW2/GPIO8 TNOW3/GPIO11
NC
输入/输出 输出 输出 输入/输出 输出 输入 输入 输入 输入 输入/输出 输出 输入 输入 USB信号 USB信号 输入/输出 输入 输入 输入/输出 输入 输出 输入 输出 输入 输出 输入/输出 输入/输出 空脚
UART3的MODEM输出信号，请求发送。 通用GPIO10，用于IO口输入输出。 测试引脚，默认悬空。 UART0串行数据输出。
UART0的MODEM输出信号，请求发送。 通用GPIO1，用于IO口输入输出。 UART0的MODEM输出信号，数据终端就绪。 UART0串行数据输入。
UART0的MODEM输入信号，载波检测。 UART0的MODEM输入信号，振铃指示。 UART0的MODEM输入信号，数据装置就绪。 UART0的MODEM输入信号，清除发送。 通用GPIO0，用于IO口输入输出。 晶体振荡反相输出端。 晶体振荡输入端。
保留，需对地接12KΩ电阻，同时并接20pF电容。 直接连到USB总线的D+数据线。 直接连到USB总线的D-数据线。 UART0的485发送和接收使能引脚。 通用GPIO2，用于IO口输入输出。
固件升级配置引脚，低电平有效，内置上拉电阻。 外部复位输入脚，低电平有效，内置上拉电阻。 UART1的485发送和接收使能引脚。 通用GPIO5，用于IO口输入输出。 UART3串行数据输入。 UART3串行数据输出。 UART2串行数据输入。 UART2串行数据输出。 UART1串行数据输入。 UART1串行数据输出。
UART2的485发送和接收使能引脚。 通用GPIO8，用于IO口输入输出。 UART3的485发送和接收使能引脚。 通用GPIO11，用于IO口输入输出。 禁止连接，必须悬空
注：芯片上电默认启用MODEM信号引脚以及TNOW信号引脚功能。关闭GPIO引脚功能。
4.1 VIO引脚说明
为了兼容外部器件的电源系统，CH9344提供两组电源引脚。具体分配如下：
电源名称 VIO1 VIO2
电源范围
支持1.8V/2.5V/3.3V独立供电 支持1.8V/2.5V/3.3V独立供电
电源输出引脚序号
11-26 42-48
CH9344数据手册 4
5、功能说明
5.1 一般说明
CH9344芯片内置了电源上电复位电路，芯片正常工作时需要外部向XI引脚提供30MHz时钟信号。 时钟信号可通过CH9344内置的反相器通过晶体稳频振荡产生。外围电路需要在XI和XO引脚之间连接一个30MHz晶体，XI和XO引脚对地接20pF振荡电容。
CH9344芯片内置了USB总线所需要的所有外围电路，包括内嵌USB2.0控制器和USB-PHY、USB信号线的串联匹配电阻、Device设备所需的1.5K上拉电阻等。UD+和UD-引脚可以直接连接PC或其它USB主机，如果为了芯片安全而串接保险电阻或者电感或者ESD保护器件，那么交直流等效串联电阻应该在5Ω之内。CH9344芯片和USB产品可以直接使用USB总线上VBUS经过LDO稳压后输出的3.3V电源。如果USB产品通过其它供电方式提供常备电源，那么CH9344也应该使用该常备电源，这样可以避免与USB电源之间的I/O电流倒灌。
5.2 串口说明
CH9344提供4组全双工的异步串口UART0/1/2/3。其中UART0支持MODEM调制解调器信号：RTS、DTR、DCD、RI、DSR、CTS。UART1/2/3支持MODEM调制解调器信号：RTS、CTS。
串行数据包括1个低电平起始位，5、6、7或8个数据位，1个或者2个高电平停止位，支持奇校验/偶校验/标志校验/空白校验。支持常用通讯波特率：1200、2400、4800、9600、19.2K、38.4K、57.6K、115.2K、230.4K、250K、460.8K、500K、921.6K、1M、2M、3M、4M、6M、12M等。串口发送信号的波特率误差小于0.2％，串口接收信号的允许波特率误差不大于2％。
CH9344支持485信号自动收发使能引脚，默认启用此功能。UART0/1/2/3对应的引脚为：TNOW0、TNOW1、TNOW2、TNOW3。
CH9344支持12个通用GPIO引脚，可作输入和输出使用。引脚和UART0/1/2/3的MODEM信号以及TNOW引脚复用。
6、参数
6.1 绝对最大值
（临界或者超过绝对最大值将可能导致芯片工作不正常甚至损坏） 名称 TA TS VCC33 VIO VUART VESD
参数说明
工作时的环境温度
VCC33=3.3V
存储时的环境温度
系统电源电压（VCC33接电源，GND接地） 串口I/O电源电压（VIO1、VIO2供电，GND接地）
串口及其它引脚上的电压 USB或I/O引脚上的HBM ESD耐压
最小值 -40 -55 -0.4 -0.4 -0.4 2
最大值 85 125 4.2 4.2 VIO+0.4
单位 ℃ ℃ V V V KV
6.2 电气参数
（测试条件：TA=25℃，VCC33=VIO1=VIO2=3.3V） 名称 VCC33 VIO
参数说明 系统电源电压
串口I/O电源电压（VIO1、VIO2）
最小值 3.0 1.7
典型值 3.3 3.3
最大值 3.6 3.6
单位 V V
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ICC 工作时的总电源电流 USB挂起电源电流 低电平输入电压
（VCC33=VIO1=VIO2=3.3V） 高电平输入电压
（VCC33=VIO1=VIO2=3.3V） 低电平输出电压（6mA吸入电流） 高电平输出电压（5mA输出电流） 内置上拉电阻的输入端的输入电流 内置下拉电阻的输入端的输入电流
30 500 -0.4 2.0 - VIO-0.4 25 -25
55 770 - - - - 45 -45
70 1000 0.7 VIO+0.4 0.4 - 80 -80
mA uA V V V V uA uA
ISLP
VIL VIH VOL VOH IUP IDN
7、应用
7.1 USB转四路TTL串口
上图由CH9344实现USB转四路TTL串口。其中串口0支持9线MODEM信号。串口1-3仅支持RTS和CTS信号实现流控制。
P1是USB端口，USB总线包括一对5V电源线和一对数据信号线，通常，+5V电源线是红色，接地线是黑色，D+信号线是绿色，D-信号线是白色。USB总线提供的电源电流可以达到500mA，VBUS引脚在此检测USB供电状态。
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供电方案VCC33引脚采用3.3V供电。每一个VCC33引脚靠近接0.1μF退耦电容。V12O引脚外接3.3μF电容，连接至V12I引脚。V12I引脚外接0.1μF退耦电容。VIO1为11-26引脚提供外设引脚电源。VIO2为42-48引脚提供外设引脚电源。VIO1、VIO2支持3.3V和2.5V及1.8V电源电压。引脚需外接0.1μF电容。
RSVD1引脚需对地12K电阻，同时并接20pF电容。
电阻R1主要目的是防止与CH9344相连的串口设备通过信号引脚灌电流至CH9344导致其工作异常，可以在VCC33和GND之间并联100Ω电阻，具体阻值大小需和外接串口的引脚的驱动能力进行调整。
晶体X1、电容C6和C7用于CH9344的时钟振荡电路。X1的频率是30MHz±0.4‰，C6和C7是容量约为20pF的独石或高频瓷片电容。
P2-P5为四个TTL串口输出，可外接MAX3245/SP3243等器件实现TTL转RS232信号的转换。 在设计印刷线路板PCB时，需要注意：退耦电容尽量靠近CH9344的相连引脚，包括VCC33、VIO1、VIO2、V12O和V12I电源输入输出引脚；USB D+和 D-信号线贴近平行布线，尽量在两侧提供地线或者覆铜，减少来自外界的信号干扰。
USB转4串口芯片CH9344手册 - 图文
