SILICON LABS CP2101 接口控制器用户指南

对于某些器件，例如 CP2102、CP2102N 和 CP2104，CP2102C 几乎可以作为直接替代品。除了增加两个电阻外，无需进行其他硬件或软件更改即可在现有设计中使用 CP2102C。对于其他器件，轻微的封装或功能差异可能需要对硬件进行微小更改。本应用笔记详细描述了将 CP2102C 器件集成到设计中以替代之前的 CP210x 器件所需的步骤。

本应用笔记涵盖的器件包括：CP2101、CP2102/9、CP2103、CP2104 和 CP2102N。不讨论 CP2105 和 CP2108 等多接口器件。

关键点

CP2102C 与大多数现有的 CP210x 设备保持高度的 UART 功能兼容性。

迁移到 CP2102C 时，设计只需要最少的硬件更改。
CP2102C 提供了以下迁移路径：
- CP2101
- CP2102 / 9
- CP2103
- CP2104
- CP2102N

设备比较

功能兼容性

下表提供了所有 CP210x 器件（包括 CP2102C）的完整功能比较表。总体而言，CP2102C 的功能集达到或超越了所有前代 CP210x 器件的功能集。

表 1.1. CP210x 系列特性

特征	CP2101	CP2102	CP2109	CP2103	CP2104	CP2102N	CP2102C
可重新编程	X	X		X		X
一次性可编程			X		X
UART 功能
最大波特率	921.6kbps	921.6kbps	921.6kbps	921.6kbps	921.6kbps	3Mbps	3Mbps
数据位：8	X	X	X	X	X	X	X
数据位：5、6、7		X	X	X	X	X	X
停止位：1	X	X	X	X	X	X	X
停止位：1.5、2		X	X	X	X	X	X
校验位：奇、偶、无	X	X	X	X	X	X	X
奇偶校验位：Mark、Space		X	X	X	X	X	X
硬件握手	X	X	X	X	X	X	X1
X-ON/X-OFF握手	X	X	X	X	X	X
活动角色支持	X	X	X			X
断线传输		X	X		X	X	X2
Baud Rate Aliasing		X	X	X
驱动支持
虚拟 COM 端口驱动程序	X	X	X	X	X	X
USBXpress 驱动程序	X	X	X	X	X	X
其他功能
RS-232支持	X	X	X	X	X	X	X
RS-485支持				X	X	X
GPIO	没有任何	没有任何	没有任何	4	4	4-7	没有任何
电池充电器检测						X
远程唤醒						X
时钟输出						X

笔记

由于硬件握手是默认启用的，我们建议将 CTS 连接一个弱下拉电阻，以便在引脚未完全连接（RTS、CTS）时设备仍能正常工作。

CP2102C 支持通过在 TXD 和地之间连接一个外部 10 kOhm 电阻来发送中断信号。

引脚兼容性

除了其 VBUS 引脚必须连接到 voltag为了确保分压器正常工作，CP2102C 与大多数 CP210x 器件引脚基本兼容。下表列出了可用于替换旧版 CP2102x 器件的 CP210C 型号。

表 1.2. CP2102C 替代 CP210x 设备

CP210x 设备	引脚兼容替换
CP2101	CP2102C-A01-GQFN28
CP2102 / 9	CP2102C-A01-GQFN28
CP2103	无（请参阅迁移注意事项）
CP2104	CP2102C-A01-GQFN24
CP2102N	CP2102C-A01-GQFN24 / CP2102C-A01-GQFN28

正如 CP2102C 数据表所述，VBUS 引脚电压有两个相关限制tag在自供电和总线供电配置中。第一个是绝对最大音量tagVBUS 引脚上允许的电压，定义为 VIO + 2.5 V（绝对值）

最大额定值表。第二个是输入高电压tag当设备连接到总线时，施加到 VBUS 的电压 (VIH)，在 GPIO 规格表中定义为 VIO – 0.6 V。

VBUS 上的电阻分压器（或功能等效电路），如图所示 图 1.1 USB 引脚和总线供电连接图 图 1.2 为了满足这些规范并确保设备可靠运行，需要分别针对总线供电和自供电操作的 USB 引脚的自供电连接图。在这种情况下，即使在设备未通电时未严格满足 VIO + 2.5 V 规范，电阻分压器的电流限制也能防止 VBUS 引脚出现高漏电流。

图 1.1. USB 引脚总线供电连接图

图 1.2. USB 引脚自供电连接图

设备迁移

以下部分介绍了从现有 CP210x 设备过渡到 CP2102C 设备时的迁移注意事项。

CP2101 至 CP2102C

硬件兼容性

CP2102C-A01-GQFN28 与 CP2101 引脚兼容，但增加了 voltag分压器电路如图所示 图 1.1 USB 引脚和总线供电连接图 图 1.2 USB 引脚的自供电连接图。

软件兼容性

CP2102C 具有与 CP2101 兼容的 UART 功能。将 CP2101 设计迁移到 CP2012C 时无需进行任何软件更改。

CP2102/9 至 CP2102C

硬件兼容性

CP2102C-A01-GQFN28 与 CP2102/9 引脚兼容，但增加了 voltag分压器电路如图所示 图 1.1 USB 引脚和总线供电连接图 图 1.2 USB 引脚的自供电连接图。
CP2109 有一个额外的硬件要求，即 VPP 引脚（引脚 18）应连接到接地电容，以便在系统内编程。CP2102C 无需此电容，可以放心地省略。

软件兼容性

CP2102C 与 CP2102/9 兼容，但有一点例外：

Baud Rate Aliasing

Baud Rate Aliasing is a feature that allows a device to use a pre-defined baud rate in place of a baud rate that is requested by the user. For example, a device using Baud Rate Aliasing can be programmed to use a baud rate of 45 bps whenever 300 bps is requested.

Baud Rate Aliasing is not supported on the CP2102C.

If Baud Rate Aliasing is used in a CP2102/9 design, the CP2102C is incompatible as a replacement.

CP2103 至 CP2102C

硬件兼容性

CP2102C 没有可以替代 CP2103 的引脚兼容变体：

CP2103 QFN28 封装在第 5 引脚处增加了一个 VIO 引脚，与 CP2102C QFN28 封装相比，该引脚将封装上先前引脚的功能沿顺时针方向移动了一个引脚。这会影响 1-5 引脚和 22-28 引脚。
与 CP2103 不同，CP2102C 不支持引脚 16-19 上的额外功能。

所有其他引脚保持相同的配置。

如果设计需要单独的 VIO 导轨，可以使用尺寸较小的 CP2102C QFN24 型号。该型号的功能设置与 CP2103 相同，但采用尺寸较小的 QFN24 封装。

除了引脚排列的差异之外，从 CP2103 迁移到 CP2102C 不需要进行任何其他硬件更改。

软件兼容性

The CP2102C has a UART feature compatible with the CP2103 with one exception: Baud Rate Aliasing.

Baud Rate Aliasing is not supported on the CP2102C.

If Baud Rate Aliasing is used in a CP2103 design, the CP2102C is incompatible as a replacement.

CP2104 至 CP2102C

硬件兼容性

CP2102C-A01-GQFN24 与 CP2104 引脚兼容，但增加了 voltag分压器电路如图所示 图 1.1 USB 引脚和总线供电连接图 图 1.2 USB 引脚的自供电连接图。

将 CP2104 设计迁移到 CP2102C 时无需进行其他硬件更改。CP2104 需要在 VPP（引脚 16）和地之间连接一个电容，以便进行在系统编程，但 CP2102C 上未连接此引脚。无论是否连接此电容，都不会对 CP2102C 产生影响。

软件兼容性

CP2102C 具有与 CP2104 兼容的 UART 功能。将 CP2104 设计迁移到 CP2012C 时无需进行任何软件更改。

CP2102N 至 CP2102C

硬件兼容性

CP2102C-A01-GQFN24 / CP2102C-A01-GQFN28 与 CP2102N-A02-GQFN24 / CP2102N-A02-GQFN28 引脚兼容，并增加了 voltag分压器电路如图所示 图 1.1 USB 引脚和总线供电连接图 图 1.2 USB 引脚自供电连接图。将 CP2102N 设计过渡到 CP2102C 时无需进行其他硬件更改。

软件兼容性

CP2102C 的 UART 功能与 CP2102N 兼容。将 CP2102N 设计迁移至 CP2012C 时无需进行任何软件更改。

免责声明

Silicon Labs 打算为使用或打算使用 Silicon Labs 产品的系统和软件实施者提供所有外围设备和模块的最新、准确和深入的文档。特性数据、可用模块和外围设备、内存大小和内存地址是指每个特定的设备，并且提供的“典型”参数在不同的应用程序中可能并且确实会有所不同。应用前amp本文描述的文件仅用于说明目的。 Silicon Labs 保留对本文中的产品信息、规格和描述进行更改的权利，恕不另行通知，并且不对所包含信息的准确性或完整性提供保证。出于安全或可靠性原因，Silicon Labs 可能会在制造过程中更新产品固件，恕不另行通知。此类更改不会改变产品的规格或性能。对于使用本文档中提供的信息所造成的后果，Silicon Labs 不承担任何责任。本文件并不暗示或明确授予设计或制造任何集成电路的任何许可。未经 Silicon Labs 具体书面同意，这些产品未设计或授权用于任何 FDA III 类设备、需要 FDA 上市前批准的应用或生命支持系统。 “生命支持系统”是指旨在支持或维持生命和/或健康的任何产品或系统，如果出现故障，可以合理预期会导致重大人身伤害或死亡。 Silicon Labs 产品并非为军事应用而设计或授权。 Silicon Labs 产品在任何情况下均不得用于大规模杀伤性武器，包括（但不限于）核武器、生物武器或化学武器，或能够运载此类武器的导弹。 Silicon Labs 不承担所有明示和默示的保证，并且对于因在此类未经授权的应用程序中使用 Silicon Labs 产品而造成的任何伤害或损害不承担任何责任。

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常问问题

问：CP2102C 可以作为所有 CP210x 设备的直接替代品吗？
- A: CP2102C 几乎可以直接替代 CP2102、CP2102N 和 CP2104 等设备，只需进行少量硬件改动。对于其他设备，封装或功能上的细微差异可能需要进行少量硬件修改。
问：CP2102C 的推荐波特率是多少？
- A: CP2102C支持最大波特率为3Mbps。

文件/资源

SILICON LABS CP2101接口控制器 [pdf] 用户指南
CP2101，CP2101接口控制器，接口控制器，控制器

参考

用户手册

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