探索SparkFun Serial Basic Breakout - CH340G：低成本串口通信解决方案

在电子工程师的日常工作中，串口通信是一项基础且关键的技术。今天，我们来深入了解一款实用的USB转串口适配器——SparkFun Serial Basic Breakout - CH340G。

文件下载：DEV-14050.pdf

产品简介

SparkFun Serial Basic Breakout - CH340G是一款基于WCH公司CH340G芯片的USB转串口适配器。它具有诸多优点，适用于5V和3.3V系统，并且在大多数操作系统上无需额外驱动即可自动安装。与广受欢迎的FTDI Basic相比，它是一个成本更低的选择。该适配器能够快速、轻松地将串口信号转换为USB信号，可与众多产品配合使用，包括Arduino Pro Mini、GPS模块、蜂窝模块等使用串口通信的设备。

技术要点

引脚定义

其引脚布局模仿了数百种FTDI转USB衍生物常见的DTR/RX/TX/VCC/CTS/GND引脚排列。具体引脚信息如下：	Pin Label	Input/Output	Description
DTR	Output	Data Terminal Ready, Active Low
RXI	Input	Serial Receive
TXO	Output	Serial Transmit
VCC	Supply Output	Power supply 3.3V or 5V
CTS	Input	Clear To Send, Active Low
GND	Supply Output	Ground (0V) supply

对齐标记

电路板上的GRN和BLK标记是为了帮助用户将该板与使用相同引脚布局的产品正确对齐。早在2008年，为了实现Arduino Pro Mini的串口引导加载，我们需要一种引脚布局。当时，最好的USB转TTL串口设备是FT232电缆，其无极性连接器可以任意翻转，因此我们在PCB上添加了GRN和BLK字样，以告知用户如何对齐彩色电线。如今，许多电路板都采用了这一标准。

电压选择跳线

电路板背面有一个跳线，用于控制VCC引脚的输出电压。默认情况下，电路板输出3.3V电压和3.3V信号。将跳线设置为5V时，VCC引脚将输出5V电压和5V信号。当跳线设置为3.3V时，电路板使用一个能够提供600mA电流的3.3V板载稳压器。如果尝试汲取超过600mA的电流，稳压器将进入短路保护状态，此时仅输出150mA电流。当跳线设置为5V时，电路板将从USB端口获取尽可能多的功率。

指示灯

电路板上有两个LED，分别连接到TX（绿色）和RX（黄色）。通过观察这两个LED，我们可以快速了解串口通信的情况。

硬件测试与使用

连接电脑

要将电路板连接到计算机，需要使用标准的A到micro - B USB电缆。将micro - B USB电缆的一端插入计算机的USB端口，另一端插入Serial Basic。计算机应自动安装必要的驱动程序，并在计算机上创建一个COM端口。如果提示需要安装驱动程序，请参考“安装驱动程序”部分。

环路测试

验证一切正常的最快、最简单的方法是进行TX/RX环路测试。在TX和RX之间插入一个跳线，从TX引脚发送的任何数据都将回显到RX引脚。打开您喜欢的终端程序，选择Serial Basic分配的COM端口并连接。当您输入一个字符时，应该在终端中看到输入的字符被回显。

COM端口选择

大多数程序会显示创建端口的USB设备的描述信息，我们可以查找与CH340相关的端口。如果使用Arduino IDE，确定所需的COM端口会比较困难。可以通过以下方法解决：将Serial Basic连接到计算机，查看列出的COM端口。然后断开Serial Basic的连接，重新打开“Tools -> Ports”子菜单，会发现其中一个串口消失了，这个消失的端口就是我们需要的。再次连接Serial Basic并使用该COM端口。需要注意的是，在Arduino刷新端口列表之前，需要关闭并重新打开工具菜单。

驱动程序

Serial Basic已经在Windows 7、Windows 8.x、Windows 10、Linux Mint以及OSX Yosemite、El Capitan和Sierra等操作系统上进行了测试。这些操作系统预装了CDC驱动程序，通常无需安装额外的软件。但由于操作系统种类繁多，如果遇到驱动问题，可以从以下链接获取驱动程序：

• Windows：Driver version 3.4 (2016 - 09 - 27)
• Linux：Driver v1.4 (2015 - 09 - 12)
• Mac：Driver v1.3 (2016 - 09 - 27)

CH340G由WCH公司生产，您可以在他们的网站上找到最新版本的驱动程序，但大多数页面是中文的。

资源与拓展

一旦成功实现串口通信，就可以开始进行各种串口项目了。例如，连接到像LS20031这样的GPS模块，观察串口数据的滚动；或者使用Serial Basic对Arduino Pro Mini等设备进行编程和调试。市面上有大量使用串口通信的设备，等待我们去探索。此外，还可以查看以下资源：

• 原理图
• Eagle文件
• 连接指南
• 数据手册（CH340G）
• 驱动程序（Windows、Linux、Mac）
• GitHub

同时，SparkFun还有其他精彩的教程，如“Serial Terminal Basics”“CP2102 USB to Serial Converter Hook - Up Guide”“nRF24L01+ Transceiver Hookup Guide”“MIDI Tutorial”等，大家可以根据自己的需求进行学习。

总之，SparkFun Serial Basic Breakout - CH340G是一款功能强大、使用方便且成本较低的USB转串口适配器，非常适合电子工程师在各种项目中使用。大家在使用过程中遇到什么问题，欢迎在评论区留言讨论。