工业级USB2.0高速读卡器控制器芯片CH377
CH377 是一款工业级USB2.0 高速读卡器控制芯片,支持SD 卡、MMC 卡以及SPI 接口的FLASH 芯片。实现将SD 卡、MMC 卡和FLASH 等存储介质转换成标准的USB 大容量存储类设备。同时,在串口记录仪模式下,可实时接收串口透传数据,并以文件形式保存到存储介质中。
一、芯片介绍
1.概述
CH377 是一款工业级USB2.0 高速读卡器控制芯片,支持SD 卡、MMC 卡以及SPI 接口的FLASH 芯片。实现将SD 卡、MMC 卡和FLASH 等存储介质转换成标准的USB 大容量存储类设备。同时,在串口记录仪模式下,可实时接收串口透传数据,并以文件形式保存到存储介质中。
2.特点
(1)480Mbps高速USB设备接口,外围元器件只需要晶振和电容。
(2)支持SD 卡、MMC 卡以及SPI 接口的FLASH芯片。
(3)支持串口记录仪模式,实时保存串口透传数据。
(4)支持FAT 文件系统,支持通过配置文件配置参数。
(5)支持4路GPIO输入输出功能。
(6)串口通讯波特率支持2400bps~3000000bps。
(7)内置EEPROM,可配置芯片VID、PID、最大电流值、厂商和产品信息字符串等参数。
3.封装

芯片采用QFN28_4*4的封装,需要注意的是芯片内置了USB总线所需的所有外围电路,不需要在USB信号线上串联匹配电阻,否则可能会影响信号质量。
二、芯片应用
1.模式说明
CH377 默认工作在USB 读卡器模式,如果上电时MODE 引脚检测到外接了下拉电阻则切换到串口
记录仪模式。
USB 读卡器模式下,芯片可以通过SDIO 接口(包括SD_D0、SD_D1、SD_D2、SD_D3、SD_SCK、SD_CMD和可选的SD_CD引脚)连接SD卡和MMC卡,也可以通过SPI 接口连接FLASH,实现将SD卡、MMC 卡和FLASH等存储介质转换成标准的USB大容量存储类设备。
串口记录仪模式下,芯片实时接收串口透传数据,并以文件形式保存到存储介质中。存储介质可
以是SD 卡或MMC 卡。通过USB 口连接电脑后,可直接对文件进行读取、写入、删除、拷贝等操作。第一次上电时,会在存储介质中新建配置文件“CONFIG.TXT”并写入默认配置信息。用户可根据需要自行修改该配置文件,重新设置串口通信波特率、起始文件名、单个文件最大存储大小、是否循环覆盖旧文件等配置信息。CH377 的串行数据包括1 个低电平起始位、8 个数据位、1 个/2 个高电平停止位,支持无校验/奇校验/偶校验。支持常用通讯波特率:2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200、230400、460800、921600、1M、1.5M、2M、3M等。CH377芯片串口接收信号的允许波特率误差不大于2%,串口发送信号的波特率误差小于1%。
需要注意的是在使用串口记录仪模式时需要断开USB与PC之间的连接,否则将会占用SDIO使得串口的数据没有办法写入SD或者TF卡中。
2.参数配置
在较大批量应用时,CH377 的厂商识别码VID和产品识别码PID 以及产品信息可以定制。在少量
应用时,可以使用官方提供的配置工具进行参数配置。参数主要包括芯片的厂商识别码VID、产品识别码PID、最大电流值、BCD 版本号、厂商信息和产品信息字符串描述符等。
与此同时,在后续有固件上的更新时,也可使用官方提供的配置工具进行在线的固件升级。
3.参考电路图
下图是由CH377芯片实现的USB读卡器和串口记录仪的参考电路图。

三、简易拓展坞应用
1.原理图
使用CH334结合CH377可以实现一个简易的拓展坞,扩展出三个USB口和一个读卡器。
下图是我画的一块板子的原理图:

使用了CH334R来作为HUB,下行口接CH377,也可根据需要加CH397扩展一个USB网卡,以便电脑使用。
2.PCB绘制
芯片的退耦电容应靠近芯片摆放,USB信号线应按照高速USB规范贴近平行布线,保证特性阻抗匹配,且尽量在信号线两侧提供地线或者铺铜,以减少来自外界的信号干扰。
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