常見幾種USB轉(zhuǎn)串口的功能、特性

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(chǎng)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(duì)其輸出波形進(jìn)行了測(cè)試和對(duì)比。

（有些特性是特殊應(yīng)用下的需求，自己摸索測(cè)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(duì)比

首先，一張表比較它們的各種特性：

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?jí)蛴茫热?、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(duì)設(shè)計(jì)和應(yīng)用場(chǎng)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(cè)試

我們來測(cè)試一下它們的串口輸出波形。

這里使用的芯片具體型號(hào)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(cè)試各芯片波形如下，基本一致：

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(cè)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。

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(cè)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：

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(cè)試各芯片波形如下：

對(duì)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(cè)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(huì)不會(huì)也有延時(shí)要求，導(dǎo)致丟數(shù)呢？

經(jīng)過測(cè)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(huì)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(cè)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(tái)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(huì)藍(lán)屏的情況，而且這個(gè)芯片市場(chǎng)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(guó)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(guó)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