PCI-Express转4串/8串/28串口CH384的硬件配置及设计
CH384是应用广泛的PCI-Express(PCIe)总线转多串口及打印口扩展芯片,单芯片包含四个兼容16C550/16C750的异步串口和一个EPP/ECP增强型双向并口,如外加CH438可扩展达28串口。由于CH384支持挂接EEPROM设定PCIE板卡的设备标识,串口波特率可高达8Mbps,支持Windows/Linux等操作系统的优势,常用于工业制造、安防监控、商超结算、教学演示、大屏显示等需多串口的场合。
使用中常用的模式为PCIe转4串口1并口、PCIe转8串口,PCIe转28串口,下面就根据常用的这几种情况分别说明:
注:以下设计原理图如因上传压缩看不清,可直接下载原理图/PCB原文件查看。下载地址:https://wch.cn/downloads/CH384PCB_ZIP.html
1. 硬件功能的配置连接和区分:
CH348不同功能模式,通过Pin97和Pin98这2个引脚的高低电平连接来配置,具体连接和区分见下表:
No. |
功能模式 MODE |
模式配置引脚 |
设备标识DID Device ID |
|
Pin 97 |
Pin 98 |
|||
1 |
4串口 |
GND |
VCC or NC |
3470 |
2 |
4串口+1并口 |
GND |
GND |
3450 |
3 |
8串口(+CH438) |
NC |
VCC or NC |
3853 |
4 |
28串口(+CH438*3) |
NC |
GND |
4353 |
2. PCIe转4串口1并口:
CH384在PCIe转四串口及打印口模式下,根据Pin98 (4S1P#引脚)选择识别模式:
- 4S1P#接VCC33 或者悬空,即4S1P#=1,则是4 串口模式(并口/打印口不使用);
- 4S1P#接GND,即4S1P#=0,则是4 串口+打印口模式。
以下是PCIe转四串口,和PCIe转四串口及打印口2种模式的电路连接参考图
PCIe转四串口图(UART为RS232电平)
PCIe转四串口及打印口图(UART为RS232电平)
其中,CH384芯片的CKSEL引脚(Pin100)用于选择4串口的时钟频率:
- CKSEL 接VCC33 或者悬空,即CKSEL=1,则从XO 引脚输入时钟,频率由外部晶体决定,且内部频率系数默认为1/12 分频,支持再通过CK2X 或者CKnS选择2 倍频;
- CKSEL 接GND,即CKSEL=0,则从XO引脚输入时钟,频率由外部晶体决定,且内部频率系数总是强制为2 倍频;
- CKSEL 接PERST#引脚,即CKSEL=R,则内部晶体振荡器禁用,而由内部PLL提供频率为125MHz的时钟,且内部频率系数默认为1/68分频,支持再通过CK2X 或者CKnS选择不分频。
适合分频和倍频的晶振选择和支持的波特率,可参考
《PCIe转多串口CH382/CH384时钟和波特率、分频与倍频》或直接看手册的5.3节和用驱动包中的计算工具:
CH384手册(4S1P模式):CH384DS1.PDF
CH384驱动:https://wch.cn/downloads/CH38XDRV_ZIP.html
驱动支持PCIE转2串、4串、8串卡、28串,及2串1并口、4串1并口,支持32和64位从Windows 2000到Win11,支持DOS和Linux,《PCIE串口基准频率调整方法》和计算波特率工具在 CH38XDRV\TOOL目录。
3. PCIe转8串口:
PCIe转8串口使用得是CH438外扩的8个串口,电路连接参考图如下:
PCIe转8串口图(MODEM调制解调器信号CTS、DSR、RI、DCD、DTR、RTS齐全)
PCIe转8串口图(只TXD、RXD、GND三线)
4. PCIe转28串口:
以上就是常用的PCIe转4串口1并口、PCIe转8串口以及PCIe转28串口设计图,此外,这些多串口的Linux驱动在统信、麒麟等国产系统中做过适配,可以方便地进行PCIE总线的RS232串口扩展、带自动硬件速率控制的PCIE高速串口、串口组网、RS485通讯、IrDA通讯、并口/打印口扩展。
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