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CP2101是一款高度集成的USB-to-UART桥接控制器

时间:2019-6-13, 来源:互联网, 文章类别:元器件知识库

CP2101是一款高度集成的USB-to-UART桥接控制器,可提供简单的更新解决方案RS-232使用最少的元件和PCB空间设计到USB。CP2101包括USB2.0全速功能控制器,USB收发器,振荡器,EEPROM和异步串行数据总线(UART)采用紧凑的5 x 5 mm QFN-28封装,具有完整的调制解调器控制信号。没有其他外部USB组件是必需的。

示例系统图

片上EEPROM可用于定制USB供应商ID,产品ID,产品描述OEM应用程序所需的字符串,电源描述符,设备版本号和设备序列号。EEPROM通过USB在板上编程,允许编程步骤轻松集成到产品制造和测试过程中。Silicon Laboratories提供的免版税虚拟COM端口(VCP)设备驱动程序允许使用CP2101-基于产品的产品,作为PC应用程序的COM端口出现。CP2101 UART接口实现全部RS-232信号,包括控制和握手信号,因此不需要现有的系统固件被修改。在许多现有的RS-232设计中,只需将设计从RS-232更新到USB将用CP2101取代RS-232电平转换器。提供直接访问驱动程序支持通过Silicon Laboratories USBXpress驱动程序集。

CP2101是一款成熟的产品,不建议用于新设计。 CP2102是CP2101的引脚和软件兼容的替代产品。建议所有新设计使用CP2102。

绝对最大额定值

超过“绝对最大额定值”下列出的应力可能会对器件造成永久性损坏。这仅是压力等级和设备在那些或任何其他条件下的功能操作不暗示在本规范的操作列表中指出。暴露于最大额定条件下延长时间可能会影响设备可靠性.

QFN-28引脚图(顶视图)

QFN-28封装图

QFN-28封装尺寸

1除非另有说明,否则所示的所有尺寸均以毫米(mm)为单位。

2.符合ANSI Y14.5M-1994的尺寸和公差。

3.此图符合JEDEC轮廓MO-243,变异VHHD,自定义功能D2,E2,L,Z和Y是每个供应商名称的公差。

4.推荐的卡片回流曲线符合JEDEC / IPC J-STD-020C小体积规范组件。

典型的QFN-28着陆图

USB功能控制器和收发器

CP2101中的通用串行总线功能控制器是符合USB 2.0标准的全速设备集成收发器和片上匹配和上拉电阻。USB功能控制器管理USB和UART之间的所有数据传输以及USB生成的命令请求主机控制器和用于控制UART功能的命令。支持USB挂起和恢复信号,以便对CP2101设备进行电源管理

以及外部电路。检测到挂起信号时,CP2101将进入挂起模式在公交车上。进入挂起模式后,CP2101会发出SUSPEND和SUSPEND信号。在CP2101复位后,SUSPEND和SUSPEND也会置位,直到USB期间的器件配置

枚举完成

发生以下任何情况时,CP2101退出挂起模式:(1)检测到恢复信号或生成,(2)检测到USB复位信号,或(3)发生器件复位。退出暂停模式时,SUSPEND和SUSPEND信号被置低。在CP2101复位期间,SUSPEND和SUSPEND都暂时浮动为高电平。如果不希望出现这种情况,可以使用强下拉(10kΩ)来确保SUSPEND在复位期间保持低电平。

典型连接图

选项1:可以添加一个4.7kΩ的上拉电阻,以提高抗噪性。

选项2:如果从片上稳压器为其他器件供电,则可以添加4.7?F电容。

选项3:可添加雪崩瞬态电压抑制二极管以实现ESD保护。

选项3:使用Littlefuse p / n SP0503BAHT或同等产品。

选项4:10kΩ电阻接地,以便在初始上电或器件复位时将SUSPEND保持为低电平。

异步串行数据总线(UART)接口CP2101 UART接口由TX(发送)和RX(接收)数据信号以及数据信号组成RTS,CTS,DSR,DTR,DCD和RI控制信号。UART支持RTS / CTS,DSR / DTR和X-On / XOff握手。UART可编程,支持各种数据格式和波特率。如果是虚拟COM端口使用驱动程序,在PC上的COM端口配置期间设置数据格式和波特率。如果使用USBXpress驱动程序,CP2101通过USBXpress API配置。

CP2101包含一个内部EEPROM,可用于自定义USB供应商ID(VID),产品ID(PID),产品描述字符串,电源描述符,设备版本号和设备串行OEM应用程序所需的编号。如果EEPROM未使用OEM数据编程,则为默认值使用表7.1中所示的配置数据。虽然USB配置数据的自定义是可选的,但建议自定义VID / PID组合。独特的VID / PID组合可防止驱动程序与任何其他USB冲突驱动程序。它还建议定制如果OEM应用程序是多个基于CP2101的设备可以使用的应用程序,则为序列号连接到同一台PC。内部EEPROM通过USB编程。这允许OEM的USB配置数据和在制造和测试过程中要在板上写入CP2101的序列号。一个用于编程内部EEPROM的独立实用程序可从Silicon Laboratories获得。图书馆也可以使用Windows?DLL形式提供的例程。该库可用于集成

EEPROM编程逐步进入OEM使用的定制软件,以简化制造过程中的测试和序列号管理。EEPROM具有100,000次写入周期的典型耐久性。

CP2101虚拟COM端口(VCP)设备驱动程序允许基于CP2101的设备出现在PC上应用软件作为COM端口。在PC上运行的应用程序软件访问基于CP2101的设备,因为它将访问标准硬件COM端口。但是,PC之间的实际数据传输CP2101设备通过USB接口执行。因此,现有的COM端口应用程序

可用于通过USB将数据传输到基于CP2101的设备,而无需修改应用程序。请参阅应用笔记AN197:使用虚拟COM连接CP2102的示例代码代码

Silicon Laboratories USBXpress驱动程序提供了与CP2102接口的替代解决方案设备。无需串行端口协议专业知识。相反,一个简单的高级应用程序interface(API)用于提供更简单的CP201x连接和功能。USBXpress forCP210x开发套件包括Windows设备驱动程序,Windows设备驱动程序安装程序和卸载程序,以及以Windows动态链接形式提供的主机接口函数库(主机API)库(DLL)。建议将USBXpress驱动程序集用于包含新PC软件的新产品。应用记“AN169:USBXpress Programmer's中描述了USBXpress接口指南。”

除了按第7章第7章“内部EEPROM”中所述自定义设备外,还可以自定义驱动程序和驱动程序安装包。请参阅应用笔记“AN220:USB驱动程序自定义“有关生成自定义VCP和USBXpress驱动程序的更多信息。

CP2101附带的默认驱动程序是Microsoft WHQL(Windows硬件质量)实验室)认证。该认证意味着这些驱动程序已经过Microsoft及其最新版本的测试操作系统(XP和Vista)将允许安装驱动程序,没有任何警告或错误。使用AN220软件生成的自定义驱动程序不会自动通过认证。他们必须首先通过Microsoft驱动程序经销商提交过程。请联系Silicon Laboratories,获取有关此过程的帮助。序列号0001(最多63个字符)

CP2101包括一个片内5至3 V稳压器。这允许将CP2101配置为USB总线供电设备或USB自供电设备。使能时,3 V稳压器输出出现在VDD引脚上,可以用于为外部3V设备供电。有关电压调节器的电气特性,或者,如果为VDD引脚提供3 V电源,则CP2101可用作USB自供电禁用电压调节器的设备。对于此配置,建议使用REGIN输入连接到3 V网络以禁用电压调节器。USB最大电源和电源属性描述符必须与设备电源使用和配置相匹配。


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