CH340T、CH341T、CH343G 三款USB转串口芯片实用效果对比

在研发产品或工业控制现场,经常会用到USB转串口以方便进行数据交互,而USB转RS485和RS232又是最常用到的。

我用过南京沁恒的CH340T、CH341T、CH340G三种USB转串口芯片,今天从实际使用角度做个对比。

一、CH340T:经典款

CH340T是我用得最多的芯片,也是市面上USB转TTL模块最常见的方案。

核心参数 :

  • 波特率范围:50bps~2Mbps
  • 支持全双工串口,内置收发缓冲区
  • 提供MODEM联络信号(RTS、DTR、DCD、RI、DSR、CTS)
  • 需要外部12MHz晶振和振荡电容

实际使用效果 :

  • 115200bps下长期运行稳定,这是它最常用的档位
  • 我在办公室实测过3Mbps也能跑,但超过460800bps需要PCB布线和电源质量到位
  • 在工控现场(变频器旁、电机附近)只要做好防护,表现依然可靠
  • 晶体精度要求较高,外部12MHz晶振精度建议±0.5%以内

优点 :价格便宜、驱动成熟、兼容性好、市场保有量大
缺点 :需要外部晶振(CH340T没有内置时钟);极限高波特率下对PCB布线要求较高

二、CH341T:功能多但不精

CH341系列比CH340多了不少功能------除了USB转串口,还能转I2C、并口、打印口等。

CH341T 与 CH340T 的关键区别 :

  • CH340T:USB转9线TTL串口
  • CH341T:USB转3线TTL串口 + 可接IIC

实际使用效果 :

  • 串口稳定性方面,与CH340T"没有区别"
  • 但如果只用串口功能,CH340T更纯粹、更省事、成本也低
  • CH341T的I2C是通过软件模拟实现的

优点 :功能丰富,一个芯片能当多个用(串口+I2C+并口)
缺点 :串口只是它的功能之一,不是唯一专长;如果只用串口,没必要选它

三、CH343G:新一代高速款

CH343G是沁恒新一代USB转串口芯片。

核心参数 :

  • 波特率范围:50bps~6Mbps
  • 内置时钟,无需外部晶振
  • 串口I/O独立供电,支持1.8V、2.5V、3.3V、5V多种电平
  • 支持CTS/RTS硬件自动流控

实际使用效果 :

  • 高速场景优势明显:1Mbps以上远优于CH340T
  • 内置晶振省去了外部晶体和电容,外围电路更简洁
  • VIO独立供电意味着可以直接匹配1.8V或2.5V的MCU,不用额外电平转换
  • CH343G的TXD空闲态为高电平,RXD内置上拉电阻,和标准UART接口兼容性好

优点 :速率更高、外围更简、电平更灵活
缺点 :成本比CH340高

四、三款芯片实用对比总结

|------------------|-------------|---------------|----------------------------|
| 对比项 | CH340T | CH341T | CH343G |
| 定位 | 经典USB转串口 | 多功能(串口+I2C) | 新一代高速串口 |
| 最高波特率 | 2Mbps | 2Mbps | 6Mbps |
| 外部晶振 | 需要12MHz | 需要12MHz | 内置,不需要 |
| 串口线数 | 9线(含MODEM信号 | 3线 | 9线(含MODEM信号 |
| I/O 独立供电 | 不支持 | 不支持 | 支持( 1.8V~5V ) |
| 典型成本 | 低 | 中 | 中高 |
| 适合场景 | 常规串口通信、调试 | 需要I2C/并口的特殊应用 | 高速通信、多电平匹配 |

做 USB 转 RS232/RS485 转换器,首选 CH340 系列,波特率超过 1M 最好使用 CH343G

下图是我一直使用的RS232接口电路图

上图中MAX3232是RS232接口芯片,11脚的tx1和12脚的rx1是TTL电平,接单片机的串口,芯片供电图中用的是3.3V,要和单片机的电源电压一致,如果单片机供电是5V,则接口芯片要选5V供电的,这样就不需要电平匹配了。C19-C22都是0.1uF电容,13脚(RXD)和14脚(TXD)都串了一个100欧电阻可以起到限流作用,DB9座用的是母头(也可以用接线端子),可以和USB-232的公头对接;一般RS232接口用RXD、TXD和GND三根线就够了(除非特别要求),RS232设备之间连接需要RXD、TXD交叉连接,GND直连。D9、D10是TVS双向瞬变二极管,对接口起保护作用,我用的型号是SMBJ15CA。5V供电、波特率115200实际测试时通信距离可以达到30几米,如果是9600波特率距离可以到50米。

下图是我一直使用的RS485接口电路图

RS485是差分信号,防护的重点就是A/B两个信号线,上图从右往左共有三重防护

一是气体放电管qt1,用于泄放雷击、浪涌等大能量冲击,我用的型号是B3D090L。

二是串联PPTC****自恢复保险丝( R16 、 R17 ) ,在电流过大时切断电路进行保护。

三是在差分线A和B之间,以及每根差分线对地之间,都放置双向****TVS 管 (D6-D8) 。其中,A-B之间的TVS管用于保护差模干扰,A-GND和B-GND的TVS管用于保护共模干扰。我用的型号是SMBJ6.0CA。

R14/R15是下拉/上拉电阻保证总线空闲电平稳定。C18是0.1uF电容跨接在MAX3485的VCC和GND两脚之间。

两个RS485接口的设备A接A、B接B。

RS485一般是一主多从,因为是半双工传输机制,主机发送命令给不同地址的从机,挂在总线上的从机都会收到命令,地址对的从机才回复主机,一般可以挂32个从机,我测试过最多可以挂36个。

一般从机数量少、距离又近的话,两总线间120欧的电阻可以不加,从机多、距离远则总线要加一个120欧的电阻。

通信距离按标准可以达到1200米,这与波特率高低及现场环境等都有关系,我做过的工业控制现场最远的距离只有500多米,带20多个从机,波特率9600,数据收发都没有问题,再远的距离没有合适的机会试。

这3 个系列芯片资料沁恒官网可以下载

后续干货不断,咱们一起在单片机的世界里,共同进步。

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