【经验】USB转串接口芯片CP2102N的硬件电路设计注意事项
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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品牌:SILICON LABS
品类:Wireless Gecko SoC
价格:¥8.1764
现货: 111,378
品牌:SILICON LABS
品类:Mighty Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格:¥27.0929
现货: 98,034
品牌:SILICON LABS
品类:Wireless Gecko SoC
价格:¥10.4994
现货: 67,034
现货市场
品牌:SILICON LABS
品类:Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
价格:¥2.2924
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根据用户的接口模块,使用是德示波器及夹具查看实时眼图演示,测试USB/MIPI/DDR/SATA/HDMI协议,支持最高到1.2GHz的实时眼图协议测试。支持到场/视频直播测试,资深专家全程指导。
实验室地址: 深圳 提交需求>
深圳市启威测实验室,面向所有企业提供信号完整性测试服务,主要包括USB、HDMI 、DP、MIPI、PCIe 、SD/EMMC、DDR接口信号测试。测试手段有波形测试、眼图测试、抖动测试等。
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