Puentes de Interfaz y USBEn producción

CH340G

Fabricante: WCH (Jiangsu Qinheng)

Datos tomados de la hoja de datos: WCH (Jiangsu Qinheng) CH340DS1, revisión 3D

Puente USB–UART en encapsulado SOP-16 con señales de módem y cristal externo de 12 MHz, habitual en placas económicas compatibles con Arduino y con ESP8266.

EncapsuladosSOP-16
Tensión de alimentación2.9 – 5.3 V

Descripción técnica

El CH340G es un puente USB 2.0 de velocidad completa a puerto serie de WCH. Ofrece TXD/RXD y las señales de módem RTS#, DTR#, CTS#, DSR#, RI# y DCD#, admite velocidades de 50 bps a 2 Mbps y funciona con 5 V o 3,3 V. A diferencia de los CH340C/N/K/E/X/B, necesita un cristal externo de 12 MHz. En el ordenador utiliza el controlador CH341 VCP de WCH. Los fabricantes de placas suelen controlar un circuito de reinicio automático con DTR# y RTS#. Los datos de esta página proceden de la hoja de datos CH340 de WCH, versión 3D.

Distribución de pines y funciones alternativas

Distribución interactiva de pines y funciones del encapsulado SOP-16.

Diagrama de pinout interactivoSuperior

CH340G: ilustración del encapsulado SOP-16Distribución interactiva de pines y funciones del encapsulado SOP-16.1: GND2: TXD3: RXD4: V35: UD+6: UD-7: XI8: XO16: VCC15: R23214: RTS#13: DTR#12: DCD#11: RI#10: DSR#9: CTS#

Ilustración del encapsulado, no un plano mecánico acotado.

16 / 16 pines
#Nombre del pinTipoTolerante a 5VFunciones alternativas / detalles
GNDground—
Masa común, conectada directamente a la masa del USB
TXDdigital ioNo
Salida de datos serie (transmisión); nivel alto en reposo
RXDdigital ioNo
Entrada de datos serie (recepción) con resistencias de pull-up y pull-down internas controlables; nivel alto en reposo
V3power in—
Nodo interno de 3,3 V: 0,1 µF a GND cuando VCC es 5 V; unir a VCC cuando VCC es 3,3 V
UD+digital ioNo
USB D+; conectar directamente al bus USB sin resistencia en serie (el pull-up es interno)
UD-digital ioNo
USB D−; conectar directamente al bus USB sin resistencia en serie
XIanalog inNo
Entrada del oscilador de cristal: cristal de 12 MHz con condensador de carga a GND
XOanalog out—
Salida del oscilador de cristal: cristal de 12 MHz con condensador de carga a GND
CTS#digital ioNo
Entrada de módem Clear To Send, activa a nivel bajo (la hoja de datos no indica pull-up interno)
DSR#digital ioNo
Entrada de módem Data Set Ready, activa a nivel bajo (la hoja de datos no indica pull-up interno)
RI#digital ioNo
Entrada de módem Ring Indicator, activa a nivel bajo (la hoja de datos no indica pull-up interno)
DCD#digital ioNo
Entrada de módem Data Carrier Detect, activa a nivel bajo (la hoja de datos no indica pull-up interno)
DTR#digital ioNo
Salida de módem Data Terminal Ready, activa a nivel bajo; suele controlar el reinicio automático del MCU. Antes de completar la configuración USB se lee como entrada (un pull-down de 4,7 kΩ solicita más corriente de alimentación)
RTS#digital ioNo
Salida de módem Request To Send, activa a nivel bajo; suele controlar el circuito de arranque/reinicio
R232digital ioNo
Habilitación de RS232 auxiliar, activa a nivel alto, con pull-down interno; dejar sin conectar para un UART TTL
VCCpower in—
Alimentación: 4,0–5,3 V (modo 5 V) o 2,9–3,6 V con V3 unido a VCC; condensador de desacoplo de 0,1 µF

Especificaciones clave

Atributos paramétricos

ParámetroMín.TípicoMáx.UnidadCondición de prueba
Tensión de alimentación, modo 5 V(VCC_5V)455.3VV3 conectado solo a un condensador de 0,1 µF
Tensión de alimentación, modo 3,3 V(VCC_3V3)2.93.33.6VV3 unido a VCC (CH340G)
Tensión en los pines(VIO)-0.5—VCC + 0.5VMáximo absoluto; con 3,3 V las E/S no toleran 5 V
Corriente de alimentación(ICC)—720mAVCC = 5 V, en funcionamiento (4 / 12 mA con 3,3 V)
Corriente en suspensión(ISLP)—0.090.2mAUSB en suspensión, VCC = 5 V
Velocidad de transmisión(Baud)—50 bps – 2 Mbps—bpsVelocidades estándar hasta 2 000 000
Error de velocidad de transmisión(BaudErr)—< 0.3—%CH340G con cristal de 12 MHz; tolerancia en recepción de aproximadamente 2 %
Interfaz USB(USB)—2.0 Full-Speed—USB—
Frecuencia del cristal(f_osc)11.981212.02MHzCondensadores de carga de 33 pF (47 pF para un resonador cerámico)
Umbral de reinicio al encendido(VR)2.42.62.8V—

Valores máximos absolutos

Tensión de alimentación máx. (VDD/VCC)6 V
Temperatura de unión de operación-40 – 85 °C
Temperatura de almacenamiento-55 – 125 °C

Puntos críticos de ingeniería

Advertencias reales de hardware, restricciones de diseño de PCB y erratas del silicio que conviene conocer antes de fabricar.

CRITICAL

Conecta V3 según la tensión de alimentación

El pin 4 (V3) se conecta de forma distinta en los dos modos de alimentación. Con 5 V, V3 solo lleva un condensador de 0,1 µF a GND y no debe conectarse a VCC. Con 3,3 V, V3 se une a VCC y ninguna señal conectada al chip puede superar 3,3 V.

Mitigación: 5 V: 0,1 µF de V3 a GND. 3,3 V: une V3 a VCC y mantén todas las señales conectadas a 3,3 V.
WARNING

Sin resistencias en serie en D+ y D−

El transceptor USB y el pull-up de D+ son internos. WCH recomienda conectar UD+ y UD− directamente a las líneas USB sin resistencias adicionales.

Mitigación: Lleva UD+/UD− directamente al conector como un par paralelo con masa a ambos lados.
WARNING

Alimentación inversa entre chips con alimentación separada

Si el CH340G se alimenta de USB VBUS mientras el microcontrolador tiene su propia fuente, circula corriente por TXD/RXD hacia el lado sin alimentación. Los pines del CH340G no están protegidos contra esto (a diferencia de CH340K, CH340X y lotes posteriores de CH340C/N).

Mitigación: Alimenta ambos desde la misma fuente o añade el aislamiento con diodos y N-MOSFET de la sección 7.7 de la hoja de datos.
INFO

Condensadores de carga del cristal

El CH340G necesita un cristal de cuarzo de 12 MHz entre XI y XO con condensadores de 33 pF a GND; un resonador cerámico suele necesitar unos 47 pF. Si el oscilador arranca con dificultad, WCH sugiere reducir a la mitad el condensador de XI.

Mitigación: Mantén cortas las pistas de XI/XO y el cristal cerca del chip, rodeado de masa.

Equivalencias y referencias cruzadas

Número de pieza (MPN)FabricanteCompatibilidadDiferencias eléctricas / consideraciones de BOM
CH340CWCHpin to pin drop inReloj interno: se omiten el cristal y sus condensadores; el pin 7 debe quedar sin conectar y el pin 8 pasa a ser OUT#. Rango de funcionamiento −20…70 °C; error de velocidad de transmisión inferior al 1,8 %.
CP2102Silicon Labsfunctional requires bom changeEncapsulado (QFN-28) y pines distintos, con su propio controlador; consulta la hoja de datos de Silicon Labs.

Presente en estas placas

Este componente está montado físicamente en las siguientes placas de desarrollo de referencia de CircuitBase:

Documentación oficial y hojas de datos citadas

Hojas de datos, erratas y notas de aplicación de los fabricantes de semiconductores.

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