无隔离USB转TTL支持5V和3.3V电平

一、团队介绍

 

    个人:神龙崽崽

 

二、开发背景

 

        实在是无语了。买了很多的USB转TTL的转接模块，实在是头都大了。烧板子、烧串口。用不 了几天还会坏。虽然挺便宜的，但架不住老是坏啊！自己设计一个，可以稳定输出TTL电平的串口烧录器，这样可以一直使用，一直使用，气死那些黑心的商家（发回来就是坏的，还不给退换货）。

就这种，其实挺便宜的，一个便宜可能都不到3元，可能买一个CH340G都比这个贵。确实工业化电子时代，物料运输成本比物料贵。

但这个今天要说说他的问题。

 

先说它的优点：

       

       这个模块的设计想法是很经典的设计，融合了CH340G这颗芯片的3.3V和5V供电输出对应的3.3V、5V电平的设计。用料做到了极致（省成本）。
        可以通过后面的黄色跳线帽，完成对输出TTL信号电平电压的转换。

        完美兼容STC所有系列单片机，不会像PL2303方案那样会应为驱动问题不能下载（这点很稳定）

        不仅有电源灯，还有TXD和RXD的灯，可以方便直观产品使用中的通信是否正常工作。

        支持WIN7/WIN8/WIN10/SERVER 2008      等的32位或64位
        很巧秒的利用图上的两颗4148，完成5V到3.3V（正常实际3.4V）的转换。

 

 

 

再说它的缺点：

 

这个模块要命的缺点也就是这两颗4148省钱的电压转换地方。

正常情况下，5V输入，通过两个二极管，利用二极管自身的内阻压降（大约0.7V），可以用来降低电压，一般高压功率地方，大家也都会多串几个，用于分压。但在实际应用到这块时，不知是4148的问题，还是有的厂家4148质量太好（压降小）。会导致输出的电压异常，最高我测到的有3.7V左右，最低就是模块突然不工作，（原因，其中一个二级管和另一个二极管之间有电压，导致其中一个二级管一直关断不导通，我用万用表测了下电压就又好了。模块的电源指示灯就亮起来了）。大家若遇到此模块不正常时，可以产考测试下，一般情况下，CH340G这个芯片挺可靠的（除非丢固件）。

回归主题，老师傅都知道，看手册你会发现VCC提供啥电压，他的RX和TX对应的电平电压就差不多是多少。若这个电平电压高于3.6V那肯定就烧了。
其次，当串口有时不使用或者需要断开时，咱们一般会只断开USB端，这种情况下，板子是会反向供电的，（我猜测，我的那个异常电压就是这种导致二极管两端电平异常，不工作的原因）。

这个商品的故障基本都在二级管这块，你要单独测量二极管，是好的，这个5V的电压是不至于击穿二极管并且损坏的。但你要在USB供电情况下，去测量芯片的输入电压，有时就会看到，无3.3V输入，此时的电源指示灯也就灭的。但当你对地测量两个二极管之间的电源压后，模块就会神奇的又亮灯了。并非多放会，卸掉电的问题。（尝试过，这种就是二极管有损伤，建议更换新的二极管，但会发现新的二极管，可能质量太好（压降小）这时输出的3.4V电压会很高，这就要注意。）

 

也就是不坏，如何让你买新的。就这种指示灯不亮，你就人为坏了，换新的。插上去电脑驱动找不到，没有弹出，你就人为坏了。其实都是二极管这块的问题，供电不稳定或者异常导致的输出异常。

三、设计摘要

 

       

    想着改进这块，使得的3.3VTTL稳定，避免烧板的串口。

            为了自己测试方便，添加一键换线功能，方便在差错线的情况下，通过按键倒RX与TX线。

            不想再被薅羊毛了，虽说一个不贵，但我板子贵啊，测试就一个，坏了还得自己修。

 

四、题目分析

 

             参考技术手册：发现芯片V3管脚，

           设计最好还是控制TTL3.3V电平的输入，电压，要不真容易坏。

 

 

其他这些管脚，有时用的很少，我就设计给大家引出来，用的小伙伴可以引线使用。不用的就放着，挺好看。

 

 

 

 

五、总体设计框图

 

 

 

 

底下是设计参考的原理图

 

 

 

 

设计时，一定要注意V3管脚

 

六、硬件电路组成

 

 

首先重点，改电源，让输出3.3V稳定的电源。5V电源USB其实都挺稳定的。第一次设计采用LDO+二极管防反流的设计，发现电压低了，不够。只有2.7V，起不来。

 

后面想了下，倒换过来  二极管+LDO 。通过测试，LDO反向供电5V，没事。之前怕LDO怕方向电源供电，所以就那样设计了，因此你们看到的这是第二版，改进过的。

   LDO 单向供电5V，输出电压实测是4.6V左右（1117-3.3）,实际使用中正常可以输出3.3V，很稳定。电源解决。

 

一键换线功能，采用双开自锁开关，实现输出的RX/TX切换，很完美，测试过了的。

 

 

 

 

七、程序流程图

 

 

纯纯的硬件，没有软件，软件也没口操作。

 

八、实物展示

 

 

 

 

 

 

 

背面看起啦，挺突兀，但确实这样是最流畅的，看起来关系和方向也一致。

 

实物还是不错的：

 

 

 

 

 

九、注意事项

 

1、板子上预留了其他的设计，两种封装的LDO我做了完美融合。

2、为了走别人的路、让对方无路可走。做了兼容设计，可以也采用二极管+二极管降压的方式。只要你觉得没问题，我这块不强制大家。喜欢就好。主要针对需要换料使用坏掉模块的小伙伴，可以直接移植到我的板子上，体验一键换线功能和引出的其他管脚。

 

3、 V3一定要注意，这个管脚的连接方式。我看到咱们有的开源的都没注意这个，他5V和3.3V兼容设计时，就的像我这样，考虑反供电，和共用问题。

4、有啥问题，大家互相交流，希望商家也能看到。羊真的有些疼了！！！！！！

 

 

 

十、演示视频

 

 

演示视频我放最后了  ，效果很不错。单手录制，理解理解