基于CH341A的USB串口通讯设计

本设计采用MAX223是为了减小产品体积，实现标准9线RS232串口的转换，在实际成型产品中，可以采用3个MAX232代替，由于外围电容以及集成电路数量的增加，转换器的体积也会随之增大。在大多数场合，3线串口即可满足要求，如STC系列单片机的ISP程序下载应用，此时，可采用小型化的CH341T及单片MAX232进一步减小体积。
利用串口调试助手对转换器进行通讯测试的结果如图4所示。测试过程中，转换器与计算机连接后虚拟端口为COM3，利用RS232标准线缆将转换器与另一台计算机的COM1端口相连。通讯采用的波特率为9 600，8位数据位，1位停止位，无校验位，2个端口每隔1 000 ms自动发送数据。由图4可见，该转换器能够在不同计算机的USB／RS232端口间进行可靠通讯。此外，采用2个转换器，可实现不同计算机间的USB通讯，经测试工作可靠。

2．2 MCU与PC之间USB通讯适配
该适配电路适用于计算机无RS232接口，却需进行RS232通讯的数据采集系统，MCU进行底层相关数据的采集与存储，然后在上位机的控制下通过适配电路进行数据的传递。MCU与PC机通过USB接口进行通讯的适配器原理电路如图5所示，在本设计中MCU采用microchip公司的PIC1 6F877A，利用MCU的串口模块，可以与CH341A直接构成3线串口通讯方式，经过CH341A转换后，通过USB接口与PC机相连。当PC串口通讯波特率较高或者单片机来不及接收，利用MCU的RD0引脚控制CH341A的TEN#引脚，当MCU空闲且可以接收串口数据时置TEN#为低电平，当单片机较忙或者不便于接收串口数据时置TEN#为高电平。使CH341A暂停发送下一个字节，实现速率控制。

单片机软件流程如图6所示，系统初始化完成I／O口、看门狗等设置；串口初始化进行波特率、检验位、通讯方式等设置。

上位机软件向单片机发送一个指令，当单片机检测到该指令后判断是否有键按下，如果有，则进行相应键值的判断，根据键值的不同向上位机发送不同的数据。在对本电路测试中，上位机指令代码为“CCh”，单片机发送的数据与键值相对应，如按下1号键，发送数据“01h”，测试结果如图7所示。

上述两种产品结构紧凑，体积小巧，通讯可靠，可以满足绝大多数应用场合的需求，但在通讯速率的设置上，应尽量采用CH341推荐的波特率，否则可能出现通讯异常的情况。
实际上，CH341推荐的波特率基本涵盖了各类通讯软件及产品所采用的波特率，也与51系列MCU采用11．059 2 MHz晶振时设置的波特率相兼容，因此，推荐波特率也可以满足各种场合的需求。

3 结束语
CH341A作为一种新型的、功能强大的USB接口转换芯片，可以工作在多种模式，且接线简单、控制方便、使用灵活，可满足用户的多种需求。由于CH341A屏蔽了USB接口的底层协议，可以方便地在嵌入式系统中增加USB接口，无需电平转换器件，在驱动程序的控制下直接与PC机通讯，极大地方便了用户，缩短开发周期、减少研发费用。