【经验】USB转串口桥接芯片CP2104在硬件设计中需要注意哪些事项？

时间： 2019-10-27 来源：世强

技术问答

在生产、生活中，会有诸多电子产品需要使用USB接口同PC连接进行通信，但是，USB接口协议比较复杂，一般工程师很少会涉及。针对这种情况，美国著名精密混合器件方案提供商SILICON LABS推出了USB转串口桥接芯片 CP2104，可以实现USB转串功能。那么，这个芯片电路设计，需要注意哪些事项呢？

图1 CP2104硬件结构简图

一、USB接口保护

USB2.0接口在应用中需要支持热插拔，CP2104在全速模式下，最高传输速率12Mbps，传输数据过程中不能丢包，而且USB接口芯片比较脆弱，易受到静电损伤。为了应对ESD对USB芯片的潜在损伤，国产高特微电子推出了静电防护TVS管GESD0504TL，具有结电容低、体积小、符合IEC61000-4-2防护标准的特点，可用于CP2104的USB接口的ESD保护。

图2 USB接口ESD保护

另，为了进一步增强保护，VBUS还可以串磁珠保护。

二、电源滤波。

VIO及VREG都是电源引脚，前者为IO口提供电源，后者是芯片内部调节器的输入引脚。这两个引脚都需要外加电容用于退偶及旁路，推荐电容为4.7uF+104Pf。

三、GPIO口使用。

图3 GPIO口的作用

CP2104的GPIO，是一系列多功能脚，可被配置成不同功能，比如，如下图4，它可以用于TX、RX工作状态指示，RS-485收发控制，RS232的硬件流控制，等。用户可以根据需要进行配置。

图4 GPIO口应用实例

四、其他注意事项。

对于RESET脚，该脚可以悬空，但如果加上拉电阻，可以增强抗干扰能力。另外，对于VPP脚，如果需要对CP2104进行再编程，那么，该脚外部务必要加一个4.7uF的对地电容。

综上，CP2104可以让广大工程师更方便、更简单地使用USB接口，但在硬件设计上，需要注意USB接口保护、电源滤波、RESET脚处理等多个事项，只有这样，才能让该接口电路稳定、可靠地工作。

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全部评论（1）

潇雨晨露 Lv7. 资深专家 2022-11-14

好文，学习了

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