单片机是如何与电脑进行通信的，电子工程师必知内容

单片机怎样才能与电脑进行通信呢？相信很多初学者对此都有疑问，今天从应用层面跟大家分析一下。

单片机的串口是TTL电平无法直接与电脑进行通信，需要进行电平转换。现在市面上有很多型号的电平转换芯片，今天给你推荐三款，分别是MAX232，CH340G,CH340C。下面分别介绍。

1. MAX232芯片

这款芯片是出镜率比较高的芯片，不管实在大学的课本上还是在单片机开发板上，只要涉及到USB/串口，一定会讲到这款芯片。这款芯片具有双通道的转换接口，设计电路也不复杂，下图是典型的设计原理图：

MAX232芯片典型原理图

这款芯片需要四个电容来搭建外设电路，手册上推荐用1uF的极性电容，但是经过验证使用0.1uF的电容也是可以的，这大大降低了板子的体积。

2.CH340G芯片

CH340G是南京沁恒生产的，可以说这家公司生产的电平转换芯片、网关芯片都是神器，外设电路简单，功能强大。CH340G芯片由于外设电路简单目前卖的比较火，经常断货。他的典型原理图如下图所示：

CH340G典型原理图

这款芯片需要外接12M的晶振，而且在设计的时候要注意，外接电源为5V和3.3V时，第4引脚V3的处理方式是不一样的，上图外接5V，V3需要通过0.1uF的电容到GND；外接3.3V时，V3需要连接到电源。目前很多USB转串口的模块就是使用该芯片设计的。

USB/TTL模块

目前很火的ISP自动下载电路使用的就是该芯片。

3.CH340C芯片

CH340C跟CH340G是同系列的，但是CH340C在使用时可以省去外接12M晶振和起振电容，更节省了PCB空间和成本，相对而言设计更为方便。CH340C的典型电路原理图如下所示：

CH340C典型原理图

这几款芯片的价格也不是很高，CH340G约1.8元人民币，CH340C约1.94元人民币，MAX232约3元人民币。当然还有其他很多芯片如PL2303，这里就不再推荐。

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工程师，USB与SPI之间如何通信？什么芯片方案可以实现

工程师，在研发设计电路项目，可能会使用不同标准协议的通信方式；常见的通信方式类型包含

电路项目

通信协议，严格定义了每种通信方式的电路含义；不同类型的通信协议，所代表的电路含义也不同 ；以SPI通信协议与USB通信协议举例说明

SPI通信协议与USB通信协议区别

01 引脚定义

SPI通信协议，在硬件电路上表现为CS引脚、CLK引脚、DI引脚与DO引脚，分别对应的电路含义

CS为通信的片选信号，CLK为通信的时钟信号，DI为通信的数据输入信号，DO为通信的数据输出信号；

SPI通信接口

USB通信协议，在硬件电路上表现为VBUS引脚、D+引脚、D-引脚与GND引脚，分别对应的电路含义

VBUS为通信的电源，D+为通信的数据信号，D-为通信的数据信号，GND为通信的参考地线；

USB通信接口

02 通信速度

从Nor Flash存储芯片25Q16数据手册得知，SPI通信的时钟信号最大可以支持到133MHz，也就是SPI通信速度最大为133Mbps；

从USB3.0最新的标准得知，USB通信的最大速率可以达到480Mbps；

SPI通信与USB通信在硬件引脚定义以及通信速度上，呈现出截然不同 的电路特性；然而工程师在开发一些特定的项目，会面对不同协议之间的通信接口需要互相通信的问题，比如USB与SPI两者之间需要通信；

工程师该如何去解决这类不同协议之间的通信电路问题？采用什么芯片应用电路方案，能实现USB与SPI之间可以互相通信？

HT42B533桥接芯片的电路方案 就可以较好地解决此类电路问题；HT42B533桥接芯片是如何解决的呢？工程师如何去设计它的应用电路方案呢？

HT42B533桥接芯片

工程师在首次接触一个全新的芯片，会试图去了解这个芯片能实现什么功能，它包含一个怎样的电路特性，以此来判断是否能解决当前项目设计遇到的电路问题；

所谓通信桥接芯片，是指能将一种通信协议的接口转换成另外一种通信协议的接口，以实现不同通信协议接口可以互相转换；

HT42B533芯片作为一种通信桥接芯片，能实现的功能是可以将USB通信协议与SPI通信协议互相转换；

HT42B533引脚定义图

HT42B533芯片工作原理

HT42B533芯片内部电路

方便工程师更深层次地了解HT42B533芯片工作原理，可以查看其芯片的内部电路图；大致的工作原理说明

USB通信数据进入芯片的USB控制单元，控制单元通过数据的解析，将数据内容发送至128位的TX Buffer，传递给到SPI控制单元，最后通过SPI的通信方式发送数据；同样原理，SPI通信的数据进入芯片的SPI控制单元，控制单元通过数据的解析，将数据内容发送至128位的RX Buffer，传递至USB控制单元，最后通过USB的通信方式发送数据；

HT42B533应用电路图

了解完HT42B533桥接芯片的电路功能与原理，工程师就可以去设计它的应用电路，解决项目中存在的USB与SPI之间通信的电路问题；

HT42B533应用电路图

工程师，可以依据实际的电路项目需求，将其作为电路问题解决的参考设计；

在HT42B533芯片应用电路方案中，工程师需要注意两点内容

1）HT42B533芯片连接的两个接口SPI与USB，必须包含至少一个“主设备”，例如SPI连接单片机或者USB连接电脑；如SPI连接25Q16存储芯片“从设备”和USB连接类似于U盘的“从设备”，则HT42B533芯片不能正常工作，实现不了其通信协议的桥接转换功能；

2）软件开发的时候，需要配置匹配的各自通信速率，以免出现通信数据解析乱码；

最后总结

HT42B533芯片应用电路方案只是解决这类通信协议互相转换的一个方案，不知面对此问题，工程师在之前的项目开发中，是采用什么芯片电路方案解决的？

本文由【芯片哥】原创撰写，一个做电子元器件与芯片销售的工程师，喜欢就关注芯片哥，和芯片哥一起加油吧

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