Ovladač rozhraní SILICON LABS CP2101

Specifikace

• Název produktu: CP2102C USB to UART Bridge
• Maximální přenosová rychlost: 3 Mbps
• Datové bity: 8
• Stop bitů: 1
• Paritní bit: Lichá, Sudá, Žádná
• Hardwarový handshake: Ano
• Podpora ovladačů: Ovladač virtuálního portu COM, ovladač USBXpress
• Další funkce: Podpora RS-232, GPIO, signalizace přerušení

Návod k použití produktu

Kompatibilita zařízení

• Zařízení CP2102C je navrženo tak, aby nahradilo stávající zařízení CP210x s jedním rozhraním USB-UART bez nutnosti dalších ovladačů. Je kompatibilní se zařízeními jako CP2102, CP2102N a CP2104 s minimálními hardwarovými změnami.

Kompatibilita pinů

• CP2102C je z velké části pinovo kompatibilní s většinou zařízení CP210x, s výjimkou pinu VBUS, který vyžaduje připojení k voltmetru.tagdělič pro správnou funkci. V tabulce naleznete konkrétní náhradní díly pro různá zařízení CP210x.

Kroky instalace

1. Připojte zařízení CP2102C k hostitelskému počítači pomocí kabelu USB.
2. Výchozí ovladač CDC poskytovaný operačním systémem automaticky rozpozná CP2102C jako můstek USB-UART.
3. Pro základní funkce není nutná instalace žádných dalších ovladačů.
4. V případě potřeby proveďte drobné změny hardwaru podle konkrétního nahrazovaného zařízení.

Nadview

Zařízení CP2102C je navrženo tak, aby fungovalo jako můstek USB-UART, který pracuje s výchozím ovladačem CDC poskytovaným operačním systémem. Toto zařízení lze použít k nahrazení stávajících zařízení CP210x USB-UART s jedním rozhraním bez instalace jakýchkoli ovladačů.

U některých zařízení, jako například CP2102, CP2102N a CP2104, je CP2102C prakticky náhradou. Kromě přidání dvou rezistorů nejsou pro použití CP2102C ve stávajících návrzích nutné žádné další hardwarové ani softwarové změny. U jiných zařízení mohou drobné rozdíly v pouzdře nebo funkcích vyžadovat drobné hardwarové změny. Tato aplikační poznámka podrobně popisuje kroky potřebné k integraci zařízení CP2102C do návrhu namísto předchozího zařízení CP210x.

Zařízení, na která se vztahuje tato aplikační poznámka, jsou: CP2101, CP2102/9, CP2103, CP2104 a CP2102N. Zařízení s více rozhraními, jako jsou CP2105 a CP2108, nejsou diskutována.

KLÍČOVÉ BODY

• CP2102C si zachovává vysoký stupeň kompatibility funkcí UART s většinou stávajících zařízení CP210x.
• Při přechodu na CP2102C bude vyžadovat minimální změny hardwaru.
• CP2102C nabízí migrační cestu pro:
  • CP2101
  • CP2102/9
  • CP2103
  • CP2104
  • CP2102N

Porovnání zařízení

Kompatibilita funkcí

Níže uvedená tabulka poskytuje úplnou srovnávací tabulku funkcí pro všechna zařízení CP210x, včetně CP2102C. Obecně platí, že CP2102C splňuje nebo překračuje sadu funkcí všech předchozích zařízení CP210x.

Tabulka 1.1. Funkce rodiny CP210x

Funkce	CP2101	CP2102	CP2109	CP2103	CP2104	CP2102N	CP2102C
Přeprogramovatelné	X	X		X		X
Jednorázově programovatelné			X		X
Funkce UARTu
Maximální přenosová rychlost	921.6 kbps	921.6 kbps	921.6 kbps	921.6 kbps	921.6 kbps	3 Mbps	3 Mbps
Datové bity: 8	X	X	X	X	X	X	X
Datové bity: 5, 6, 7		X	X	X	X	X	X
Stop bitů: 1	X	X	X	X	X	X	X
Stop bity: 1.5, 2		X	X	X	X	X	X
Paritní bit: Lichá, Sudá, Žádná	X	X	X	X	X	X	X
Paritní bit: Mark, Space		X	X	X	X	X	X
Hardwarový handshake	X	X	X	X	X	X	X1
Handshake X-ON/X-OFF	X	X	X	X	X	X
Podpora postav událostí	X	X	X			X
Přenos přerušení linky		X	X		X	X	X2
Aliasing přenosové rychlosti		X	X	X
Podpora ovladačů
Ovladač virtuálního COM portu	X	X	X	X	X	X
Ovladač USBXpress	X	X	X	X	X	X
Další funkce
Podpora RS-232	X	X	X	X	X	X	X
Podpora RS-485				X	X	X
GPIO	Žádný	Žádný	Žádný	4	4	4-7	Žádný
Detekce nabíječky baterie						X
Vzdálené probuzení						X
Výstup hodin						X

Poznámka

1. Protože je hardwarové navazování spojení (handshake) ve výchozím nastavení povoleno, doporučujeme propojit CTS se slabým pull-down rezistorem, aby zařízení mohlo normálně fungovat i v případě, že piny nejsou plně propojeny (RTS, CTS).
2. CP2102C podporuje signalizaci přerušení s externím rezistorem 10 kOhm mezi TXD a zemí.

Kompatibilita pinů

S výjimkou jeho VBUS pinu, který musí být připojen k zvtagAby byl dělič správně fungován, je obvod CP2102C z velké části kompatibilní s většinou zařízení CP210x, co se týče pinů. Níže je uvedena tabulka variant obvodu CP2102C, které lze použít k nahrazení předchozích zařízení CP210x.

Tabulka 1.2. CP2102C Náhrada za zařízení CP210x

Zařízení CP210x	Náhrada kompatibilní s piny
CP2101	CP2102C-A01-GQFN28
CP2102/9	CP2102C-A01-GQFN28
CP2103	Žádné (viz pokyny k migraci)
CP2104	CP2102C-A01-GQFN24
CP2102N	CP2102C-A01-GQFN24 / CP2102C-A01-GQFN28

Jak uvádí datový list CP2102C, existují dvě relevantní omezení pro pin VBUS voltage v konfiguraci s vlastním napájením a napájenou ze sběrnice. První je absolutní maximální objemtagNa pinu VBUS je povoleno napětí e, které je definováno jako VIO + 2.5 V v absolutním

Tabulka maximálních hodnot. Druhá je vstup s vysokou hlasitostítage (VIH), které je aplikováno na VBUS, když je zařízení připojeno ke sběrnici, což je v tabulce specifikací GPIO definováno jako VIO – 0.6 V.

Odporový dělič (nebo funkčně ekvivalentní obvod) na VBUS, jak je znázorněno na Obrázek 1.1 Schéma zapojení USB pinu pro napájení ze sběrnice Obrázek 1.2 Schéma zapojení vlastního napájení pro piny USB pro provoz ze sběrnice a s vlastním napájením je nutné pro splnění těchto specifikací a zajištění spolehlivého provozu zařízení. V tomto případě omezení proudu rezistorovým děličem zabraňuje vysokému svodovému proudu na pinu VBUS, a to i v případě, že specifikace VIO + 2.5 V není striktně splněna, když zařízení není napájeno.

Obrázek 1.1. Schéma zapojení USB pinů pro napájení ze sběrnice

Obrázek 1.2. Schéma připojení s vlastním napájením pro kolíky USB

Migrace zařízení

Následující části popisují úvahy o migraci při přechodu ze stávajícího zařízení CP210x na zařízení CP2102C.

CP2101 až CP2102C

Hardwarová kompatibilita

• CP2102C-A01-GQFN28 je pinovo kompatibilní s CP2101 s přidáním volt.tagobvod děliče znázorněný na Obrázek 1.1 Schéma zapojení USB pinu pro napájení ze sběrnice Obrázek 1.2 Schéma zapojení USB pinů s vlastním napájením.

Softwarová kompatibilita

CP2102C má funkci UART kompatibilní s CP2101. Při přechodu designu CP2101 na CP2012C nebudou vyžadovány žádné změny softwaru.

CP2102/9 až CP2102C

Hardwarová kompatibilita

• CP2102C-A01-GQFN28 je pinovo kompatibilní s CP2102/9 s přidáním vol.tagobvod děliče znázorněný na Obrázek 1.1 Schéma zapojení USB pinu pro napájení ze sběrnice Obrázek 1.2 Schéma zapojení USB pinů s vlastním napájením.
• CP2109 má další hardwarový požadavek, že pin VPP (pin 18) musí být pro programování v systému připojen ke kondenzátoru a zemi. Tento kondenzátor není u CP2102C vyžadován a lze jej bezpečně vynechat.

Softwarová kompatibilita

CP2102C je kompatibilní s CP2102/9 s jednou výjimkou:

• Aliasing přenosové rychlosti

Aliasing přenosové rychlosti je funkce, která umožňuje zařízení používat předdefinovanou přenosovou rychlost místo přenosové rychlosti požadované uživatelem. NapříkladampZařízení používající aliasing přenosové rychlosti (Baud Rate Aliasing) lze naprogramovat tak, aby používalo přenosovou rychlost 45 bps, kdykoli je požadována rychlost 300 bps.

CP2102C nepodporuje aliasing přenosové rychlosti.

Pokud se v provedení CP2102/9 používá aliasing přenosové rychlosti, není CP2102C jako náhrada kompatibilní.

CP2103 až CP2102C

Hardwarová kompatibilita

CP2102C nemá variantu kompatibilní s pinovými parametry, která by mohla nahradit CP2103:

• Pouzdro CP2103 QFN28 má na pinu 5 další pin VIO, který posouvá funkci předchozích pinů na pouzdře ve směru hodinových ručiček o jeden pin ve srovnání s pouzdrem CP2102C QFN28. To ovlivňuje piny 1-5 a 22-28.
• Na rozdíl od CP2103 nepodporuje CP2102C další funkce na pinech 16-19.
• Všechny ostatní piny zůstávají ve stejné konfiguraci.

Pokud je pro návrh vyžadována samostatná sběrnice VIO, lze použít menší variantu CP2102C QFN24. Tato varianta má stejnou funkční sadu jako CP2103, ale v menším pouzdře QFN24.

Kromě tohoto rozdílu v zapojení pinů nejsou pro migraci z CP2103 na CP2102C nutné žádné další hardwarové změny.

Softwarová kompatibilita

CP2102C má funkci UART kompatibilní s CP2103 s jednou výjimkou: Baud Rate Aliasing.

Aliasing přenosové rychlosti je funkce, která umožňuje zařízení používat předdefinovanou přenosovou rychlost místo přenosové rychlosti požadované uživatelem. NapříkladampZařízení používající aliasing přenosové rychlosti (Baud Rate Aliasing) lze naprogramovat tak, aby používalo přenosovou rychlost 45 bps, kdykoli je požadována rychlost 300 bps.

CP2102C nepodporuje aliasing přenosové rychlosti.

Pokud se v provedení CP2103 používá aliasing přenosové rychlosti, není CP2102C jako náhrada kompatibilní.

CP2104 až CP2102C

Hardwarová kompatibilita

CP2102C-A01-GQFN24 je pinově kompatibilní s CP2104 s přidáním obj.tagobvod děliče znázorněný na Obrázek 1.1 Schéma zapojení USB pinu pro napájení ze sběrnice Obrázek 1.2 Schéma zapojení USB pinů s vlastním napájením.

Při přechodu z návrhu CP2104 na CP2102C nejsou nutné žádné další hardwarové změny. CP2104 vyžaduje kondenzátor mezi VPP (pin 16) a zemí pro programování v systému, ale tento pin není na CP2102C připojen. To, zda je tento kondenzátor k tomuto pinu připojen, nebude mít na CP2102C žádný vliv.

Softwarová kompatibilita

CP2102C má funkci UART kompatibilní s CP2104. Při přechodu designu CP2104 na CP2012C nebudou vyžadovány žádné změny softwaru.

CP2102N až CP2102C

Hardwarová kompatibilita

CP2102C-A01-GQFN24 / CP2102C-A01-GQFN28 jsou pinově kompatibilní s CP2102N-A02-GQFN24 / CP2102N-A02-GQFN28 s přidáním obj.tagobvod děliče znázorněný na Obrázek 1.1 Schéma zapojení USB pinu pro napájení ze sběrnice Obrázek 1.2 Schéma zapojení USB pinů s vlastním napájením. Při přechodu z návrhu CP2102N na CP2102C nejsou nutné žádné další hardwarové změny.

Softwarová kompatibilita

CP2102C má funkci UART kompatibilní s CP2102N. Při přechodu designu CP2102N na CP2012C nebudou nutné žádné změny softwaru.

Zřeknutí se odpovědnosti

Silicon Labs má v úmyslu poskytovat zákazníkům nejnovější, přesnou a hloubkovou dokumentaci všech periferií a modulů dostupných pro systémové a softwarové implementátory, kteří používají nebo hodlají používat produkty Silicon Labs. Charakterizační údaje, dostupné moduly a periferie, velikosti paměti a adresy paměti se vztahují ke každému konkrétnímu zařízení a poskytnuté „typické“ parametry se mohou v různých aplikacích lišit a mění se. Aplikace exampzde popsané texty slouží pouze pro ilustrativní účely. Společnost Silicon Labs si vyhrazuje právo provádět změny bez dalšího upozornění v informacích o produktech, specifikacích a popisech zde uvedených a neposkytuje žádné záruky na přesnost nebo úplnost obsažených informací. Bez předchozího upozornění může společnost Silicon Labs aktualizovat firmware produktu během výrobního procesu z důvodu bezpečnosti nebo spolehlivosti. Tyto změny nezmění specifikace ani výkon produktu. Silicon Labs nenese žádnou odpovědnost za důsledky použití informací uvedených v tomto dokumentu. Tento dokument neimplikuje ani výslovně neuděluje žádnou licenci k navrhování nebo výrobě jakýchkoli integrovaných obvodů. Produkty nejsou navrženy ani schváleny k použití v zařízeních třídy III FDA, aplikacích, pro které je vyžadováno schválení FDA před uvedením na trh, nebo v systémech podpory života bez konkrétního písemného souhlasu Silicon Labs. „Systém podpory života“ je jakýkoli produkt nebo systém určený k podpoře nebo udržení života a/nebo zdraví, u kterého lze důvodně předpokládat, že pokud selže, povede k vážnému zranění nebo smrti. Produkty Silicon Labs nejsou navrženy ani schváleny pro vojenské aplikace. Produkty Silicon Labs se za žádných okolností nesmějí používat ve zbraních hromadného ničení, včetně (ale nejen) jaderných, biologických nebo chemických zbraní nebo střel schopných takové zbraně nést. Silicon Labs se zříká všech výslovných a předpokládaných záruk a nenese odpovědnost za jakákoli zranění nebo škody související s používáním produktu Silicon Labs v takových neautorizovaných aplikacích.

Informace o ochranné známce

Silicon Laboratories Inc.®, Silicon Laboratories®, Silicon Labs®, SiLabs® a logo Silicon Labs®, Bluegiga®, Bluegiga Logo®, EFM®, EFM32®, EFR, Ember®, Energy Micro, logo Energy Micro a jejich kombinace , „energeticky nejšetrnější mikrokontroléry na světě“, Redpine Signals®, WiSeConnect, n-Link, EZLink®, EZRadio®, EZRadioPRO®, Gecko®, Gecko OS, Gecko OS Studio, Precision32®, Simplicity Studio®, Telegesis, Telegesis Logo®, USBXpress®, Zentri, logo Zentri a Zentri DMS, Z-Wave® a další jsou ochranné známky nebo registrované ochranné známky společnosti Silicon Labs. ARM, CORTEX, Cortex-M3 a THUMB jsou ochranné známky nebo registrované ochranné známky společnosti ARM Holdings. Keil je registrovaná ochranná známka společnosti ARM Limited. Wi-Fi je registrovaná ochranná známka sdružení Wi-Fi Alliance. Všechny ostatní produkty nebo názvy značek zde uvedené jsou ochrannými známkami příslušných vlastníků.

Více informací

Portfolio IoT

• www.silabs.com/IoT

SW/HW

• www.silabs.com/simplicity

Kvalitní

• www.silabs.com/quality

Podpora a komunita

• www.silabs.com/community

Silicon Laboratories Inc.

400 West Cesar Chavez Austin, TX 78701

USA

• www.silabs.com

FAQ

• Otázka: Lze CP2102C použít jako náhradní náhradu pro všechna zařízení CP210x?
  • A: CP2102C je prakticky bezproblémovou náhradou za zařízení jako CP2102, CP2102N a CP2104 s minimálními změnami hardwaru. U jiných zařízení mohou drobné rozdíly v pouzdře nebo funkcích vyžadovat drobné úpravy hardwaru.
• Otázka: Jaká je doporučená přenosová rychlost pro CP2102C?
  • A: CP2102C podporuje maximální přenosovou rychlost 3 Mb/s.

Dokumenty / zdroje

Ovladač rozhraní SILICON LABS CP2101 [pdfUživatelská příručka CP2101, CP2101 řadič rozhraní, řadič rozhraní, řadič

Reference

• Uživatelská příručka