常用USB转串口芯片特性比较

常用USB转串口芯片特性比较

学电子设计少不了使用串口通信，但是现在的笔记本电脑基本上不带串口了，好在现在有USB转串口可以使用。市场上常见的USB转串口芯片主要有4个系列：CP2102、CH340、FT232、PL2303。

本文主要介绍常见的这几种USB转串口的功能、特性，并对其输出波形进行了测试和对比。

1. 主要功能对比

首先，一张表比较它们的各种特性：

由上述表格可以看出，它们的区别还是有一些的。不过一般情况下都够用，比如5、6位数据发送，一般是很少用到的；高于1M的波特率对设计和应用场合要求比较高，容易出现误码，也用的很少；去除这些不太常用的特性，他们功能基本是一样的。

2. 串口波形测试

我们来测试一下它们的串口输出波形。

这里使用的芯片具体型号是：CP2102、CH340E、FT232RL、PL2303HX。其中CP2102、PL2303是3.3v供电，CH340E、FT232RL是5V供电。

a）先设置为115200波特率、偶校验、1停止位，发送数据为连续的0x55，测试各芯片波形如下，基本一致：

b）设置为115200波特率、偶校验、2停止位，发送数据仍为连续的0x55，测试各芯片波形如下，也是基本一致的：

可以看到，2停止位时，和上一组图片相比，在两个字节之间，上一个字节的停止位到下一个字节的起始位间的宽度变宽了，变成了2个bit宽度。

c）设置为921600波特率、偶校验、1停止位，发送数据仍为连续的0x55，测试各芯片波形如下，可以看到各芯片的波形有明显不同，主要是上一个字节的停止位到下一个字节的起始位的间隔：

仔细观察可以发现：FT232芯片的输出波形是最标准的，前一个字节的停止位到下一个字节的起始位间隔是一个bit的宽度；其他芯片的字节间隔都比一个bit宽度要宽一些，CP2102大于2个bit的宽度，CH340E等于2bit宽度，PL2303在1bit~2bit宽度之间。

所以，只有FT232芯片的字符是严格连续发送的。

d）设置为921600波特率、偶校验、2停止位，发送数据仍为连续的0x55，测试各芯片波形如下：

对比上一组1停止位的波形，可以发现，2停止位的波形：CP2102、PL2303芯片的字符间隔还是偏大，大于2个bit宽度；而CH340E、FT232芯片的波形是标准的，间隔刚好2bit宽度。

综合上述现象可以看出，在波特率较低时（115200），各芯片都能输出较为校准的波形；在波特率较高时（921600），FT232芯片发送的字符是严格连续的，其他芯片字符间都有不同程度的延时。

3. 收数测试

CP2102、PL2303、CH340E这三种芯片在发送时字符间有延时，那么接收时会不会也有延时要求，导致丢数呢？

经过测试，使用FT232作为发送端，其他几款芯片作为接收端，传输中没有出现丢失数据的情况。所以，即使发送端的数据字符间是连续无间隔的，这几款芯片的收数功能也是完全正常的，不会有丢数问题发生。

4. 总结

a）这几种USB转串口的芯片，FT232系列的芯片稳定性是最好的；如果工作在高波特率，而且要求字符间没有间隔，那么需选用FT232芯片；很多知名厂家的工业测试设备都使用的它作为串口实现；价格较贵；

b）PL2303是台湾厂家的产品，稳定性较差，有出现过某些计算机高波特率使用时会蓝屏的情况，而且这个芯片市场上仿造、假冒的也比较多，做产品不建议使用；

c）一般的应用，如果价格敏感，可以选用CH340系列或CP2102系列，在业内的口碑都是很不错的；

d）这里特别提一下国产芯片CH340，价格和稳定性上都做的不错，有多种封装可选，国内踏踏实实做产品的典范，它家的其他类型的接口转换芯片也做得很不错。