【经验】USB转串接口芯片CP2102N的硬件电路设计注意事项

时间： 2020-10-10 来源：世强

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SILICON LABS推出的USB转串口芯片CP2102N具备功能强大、无需固件开发、简单易用等显著特点，深受广大工程师喜爱。被广泛用于医疗设备、手持设备、测试设备等。但CP2102N在硬件设计中，会有诸多注意事项，为避免工程师少走弯路，本文做了详细整理，供大家参考。

一、电源电路

如下图1，根据功能需求及电路条件的不同，CP2102N有3个供电模式可供选择。因此，为了实现电路的小体积、低成本等，首先要注意自己电路的功能需求及电路条件，并据此选择恰当的供电模式。无论哪种电源模式，为保障供电稳定，还要正确放置滤波电容位置并选择恰当的容值：4.7uF+100nF。

图1 CP2102N供电模式

二、复位电路

将RSTb引脚连接到高电平，可使CP2102N在工作期间避免干扰、保持稳定。如上图1，在所有情况下，建议在RSTb引脚上都上拉1kΩ电阻。该上拉电阻应与CP2102N的VIO绑定，没有VIO设备的，该上拉电阻应连接到VDD上。上电和电源故障复位事件期间，RSTb引脚将被驱动为低电平。

三、USB接口电路

USB接口支持热插拔，这给使用者带来了很大的方便。但在热插拔的过程中，会有静电放电及浪涌等发生，因此，这就需要在USB接口的电源线及数据线上添加TVS进行保护。这里原厂推荐的是力特的SP0503，这在世强平台上也有。

另外，USB接口的连接及断开，是通过CP2102N的VBUS接口检测的，但鉴于VBUS输入电压的限制，需要添加图2蓝线框内的分压电阻，且无论是自供电还是总线供电，都需要添加，只是电路会稍有不同，详细参考下图2。

图2 USB接口的保护及连接信号检测电路

四、LED指示电路

CP2102N的工作状态，可以通过连接到TXT及RXT脚的LED来指示，这里采用了灌电流的方式。连接的LED需要串电阻，电阻阻值大小，主要取决于所选LED的功率及VIO电压取值（VIO供电电压为1.71V~VDD）。

图3 工作状态LED指示电路

五、支持RS485总线的处理：

CP2102N支持外接RS485接口转换芯片，如图4右方，RS485芯片的使能控制，需要遵循一定的时序，这就要求CP2102N的“RS485”脚同RS485芯片管脚“/RE及DE”正确连接，如下图4。如此，可以让CP2102N自动地开启及关闭RS485总线。

图4 支持RS485时电路连接

综上述，CP2102N在硬件设计过程中，有电源电路、复位电路、USB接口电路、LED指示电路、RS485总线电路等需要注意，这些电路正确处理，可以在很大程度上保障CP2102N的可靠运行。

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极度认真 Lv8. 研究员 2023-07-24

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