自制串口转usb下载器

kusarib***

自制串口转usb下载器

目前有ch340c、ch340n和ch9102f三种芯片设计方案，其中ch340系列使用外部电路实现串口指示灯功能和电平转换，ch9102f则已经在内部集成相关功能但仍需要使用LDO为VIO引脚提供基础电压（1.2v)，相关设计请查看附件

2024.4.22更新：

• 新增ch9102f芯片设计方案（芯片为QFN24封装，体积缩小，集成指示灯和输入电压引脚VIO）
• 新方案集成度高、体积小，但因QFN封装焊接难度大，且成本和ch340系列相比普遍较高
  

2024.4.10更新：

• 新增ch340N芯片设计方案（芯片为sop8封装，只保留基本串口收发功能）
• 旧版方案（1.5版本）测试无问题
  

2024.4.4更新：

• 新增跳线为另一台通信设备供电，目前只支持5V
• PCB重新设计布局
  

2024.4.3更新：

• 串口信号低电平有效，脑抽加个jer的二极管，已使用与rx相同的电平转换方式
• 因正常收发串口需要接vcc，已加入vcc指示灯
• NMOS栅极与源极加入上拉电阻，以防路由器未上拉且可以防止静电击穿和提供偏置
• 换为嘉立创专业版制作，文件格式为.epro
  

2024.3.29更新：

• 电路板设计有严重问题——串口为5v的高电平不能作用于1.8v的路由器芯片
• 移除部分多余设计
  
• 对指示灯输入信号部分做上拉处理
• 将RTS、DTR引脚交由另一台通信设备处理控制
• 重新命名RX、TX以防混淆（大脑神志不清x）
• 补发ch340芯片手册
  

一、前言

  本来想给我的辣鸡红米AX3000刷openWRT，但是第一步就需要串口转usb进行通信，不过这难不倒我，虽然可以在网上买现成的，但本着搞机的精神，故打算从esp32的开发板原理图上移植一个，然后画PCB用嘉立创白嫖打板后焊接。嘉立创一个月两次免费PCB打样券真™的香啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊
  此下载器可以适用于

• 路由器：有串口信号输出引脚且VCC带电的
• 单片机：支持一键下载的
  
  

二、材料准备

• 焊接材料：热风枪、电烙铁、锡丝、锡膏（b站有大佬打火机焊接也可以试试😁）。
• 电子元件：电容、电阻、芯片等（若未购买则具体需要根据原理图的元件封装进行购买，若已购买，可以修改原理图封装）。
• 嘉立创EDA（标准版和专业版均可，不过我目前用的是专业版）、嘉立创下单助手。
  
  

三、开始操作
1.创建账号和建立工程
  首先进入嘉立创官网，注册账号可以通过微信扫码注册或者其他方式。

  启动嘉立创eda专业版，登录后新建一个工程，如下图所示：

  


2.画出原理图
  可以根据芯片手册画出原理图，嘉立创官方也有文档教程，b站也有视频教程。我的工程可能会有设计缺陷，直接拿走的注意一下。图中我用的转换芯片是CH340C封装为sop16，当然也可以换成其他的，usb接口我用的typec，封装为：TYPE-C-6PIN-2MD-073，其他详细内容我在原理图中也说明了，之后也会附上芯片手册。

  也可以直接导入我的工程文件，原理图和PCB都有，完整原理图预览如下图所示：

  注意：稳压二极管必须匹配MCU_VCC的电压，大多情况不焊接

  导入工程时要选择文件>导入>嘉立创eda（专业版）...，如下图所示：

  最后画完原理图建议检查DRC，只要没有错误和致命错误就可以了，如图所示：

3.画出PCB图

  选择设计>原理图转PCB，如下图所示：

  将所有元件按正确位点连线并铺铜，如下图所示：

4.生成制板文件并提交工厂打样
  当然，如果对我的设计能力非常信任可以直接用我的制板文件直接提交打样，不过还是说下生成制板文件操作，在PCB图页面下点击文件>生成PCB制板文件，如下图：

  然后打开嘉立创下单助手登录后，在左侧边栏向下滑，可以领取优惠券。如下图：

  选择两张优惠券，一定是喷锡eda专用券，只能领取两个，不要领错了，如下图：

  关闭领券页面后回到首页，点击pcb/fpc下单，如下图：

  上传制板文件，如下图：

  等待解析完成后选择双层板和板子数量（选5，多了要加钱），尺寸是自动解析文件中的板子尺寸的，如果未能解析，请尝试重新上传制板文件。无问题后点击立即下单：

  选择fr4，如下图：

  然后根据需要填写，可以参考我的，如下图：

  完成后一般为20元，使用优惠券后则免费，如下图：

  然后提交订单付钱即可。

  

5.焊接元件（此为旧版设计，无原理图中的5V跳线接口）

6.测试

  测试视频：https://b23.tv/YsHZsFe

四、其他注意事项

• 此设计需要接路由器或合适电位的VCC脚做参考电压，否则串口无交互
• 原理图中的稳压二极管选型耐压要高于MCU_VCC的电压
• 检查DRC若有错误请仔细排查，不可以直接制板
• （ch340）若对指示灯亮度不满意可以调整PNP三极管的下方集电极电阻，若对指示灯开启时长不满意可以调整两个PNP间的电容
• （ch340）若芯片供电为3.3V则芯片V3引脚接地，详见芯片数据手册
  

CH340C原理图、PCB、制板文件：

CH340N原理图、PCB、制板文件：

CH9102F原理图、PCB、制板文件：

ch340系列芯片说明：

ch9102系列芯片说明：

11237***

买一个吧，几块钱包邮

kusarib***

1123779999 发表于 2024-3-23 00:46
买一个吧，几块钱包邮

其实我之前做esp32的开发板和搞一些其他东西的时候材料其实都有，对于和我情况差不多的人来说，唯一的成本就是时间了，而且说实话，自己搞的有很大的成就感

iamy***

很棒棒           

11237***

kusaribe_sanbon 发表于 2024-3-23 00:59
其实我之前做esp32的开发板和搞一些其他东西的时候材料其实都有，对于和我情况差不多的人来说，唯一的成 ...

我材料基本也都有，但是我打板的东西90是打完就烂尾

kusarib***

1123779999 发表于 2024-3-23 16:16
我材料基本也都有，但是我打板的东西90是打完就烂尾

啊？你对你的板子做了什么不♂可描述的事情