CH340G USBインターフェースチップ：特徴、用途、回路図の概要

CH340G USB端子

出典: Pxhere

USBポートとマイクロコントローラーを簡単に接続できる安価なチップをお探しですか？それならCH340Gが最適です。

このデバイスの仕組みが不明でもご安心ください。本記事では、このアダプターチップについて包括的に解説します。概要、特徴、用途などをカバーします。

CH340Gとは

CH340Gは、PCとシングルチップ間の通信を可能にするUSBデバイスシリアルターミナルです。

このデバイスアダプターは、USB-プリンタポート、USB-IrDA、またはUSB-シリアルポート変換を実行します。

シリアルポートモードでは、MODEM制御信号を提供します。これにより、PCにUARTを追加したり、既存のUARTデバイスをUSBインターフェースに変更したりできます。

CH340Gの特徴と仕様

• 既存のシリアルポートアプリケーションをサポート
• RoHS準拠
• 少ない外部部品で動作
• CH341と互換性あり
• 3.3Vおよび5V動作対応
• USB 2.0インターフェース対応
• CTS、RTS、DSR、DTR、RI、DCDなどのフロー制御信号をサポート
• 内蔵FIFOを持つハードウェア全二重シリアルインターフェース
• 既存シリアルポートのアップグレード用バーチャルシリアルポート提供
• 外部レベルシフター併用でRS485、RS232、RS422に対応
• ボーレート範囲：50bps 〜 2Mbps
• 動作温度範囲：-40℃ 〜 +85℃

CH340Gのピンアウト

CH340モジュール回路の回路図

CH340G回路図

まず、CH340のTXDピンをマイクロコントローラーのRXDピンに接続します。次に、RXDピンをマイクロコントローラーのTXDピンに接続します。その後、RXDに抵抗、TXDにダイオードを接続します。

これにより、USBからターゲットチップへの電力供給を防止できます。また、回路図にトグルスイッチを追加することで、マイクロコントローラーへの電源供給を制御し、必要時に遮断可能です。

CH340G Arduino

CH340G Arduinoとは、Arduino制御システムをシリアルインターフェースモジュールに小型化したものです。

必要なコンポーネント

• Arduino IDEソフトウェア
• USB Type-A データ延長ケーブル

USBデータ延長ケーブル

• ミニブレッドボード

ブレッドボード

• CH340G USB-TTLシリアルインターフェースモジュール
• Arduino Pro Mini 5V

5ボルト Arduino Pro Mini

• ジャンパーワイヤー（メス-メス）×4

メス-メスジャンパーワイヤー

出典: Wikimedia Commons

配線図

手順

1. Arduino Pro Mini 5Vをミニブレッドボードに配置し、シリアルインターフェースモジュールを横に置きます。両デバイス間でワイヤーを接続します。
2. CH340GモジュールのVCCピンがサイドの3V3ピンに接続されていることを確認します。
3. シリアルモジュールをコンピューターに接続します。
4. コンピューターにCH340ドライバーがインストールされていることを確認します。Windowsの場合、「デバイスマネージャー」で確認できます。インストールされていない場合は手動でインストールしてください。
5. Arduino IDEを開き、[ファイル] > [スケッチ例] > [01.Basics] > [Blink] でサンプルコードを開きます。

Arduino IDEでサンプルコードを開く

または、以下のコードをスケッチエリアに貼り付けても構いません。

Arduino IDEスケッチ内のコード

6. Arduino IDEで [ツール] > [ボード] > [Arduino Pro] を選択し、テストプログラムをアップロードします。
7. Arduino IDEで [ツール] > [ポート] > [COMx] からCOMポートを選択します。デバイスマネージャーのポート欄と同じCOM番号であることを確認してください。

Arduino IDEのCOMポート

8. 設定完了後、「Blinkプログラム」をArduino Pro Miniにアップロードし、アップロード機能でテストします。
9. Arduino Pro Miniのリセットボタンを押しながらアップロードし、緑色の進捗バーと2行のフィードバックメッセージが表示されたらボタンを離します。

Arduino IDEコンパイルプロセス

CH340GモジュールのLEDが点滅し、アップロード完了を知らせます。Arduino Pro MiniボードのLEDも点滅するはずです。

重要： CH340GにはDTR出力ピンがないため、プログラミング中にボードのリセットボタンを押し続ける必要があります。DTRピン付きモジュールを使用する場合はこの手順を省略できます。

CH340Gドライバーのインストール方法

Linux / Windows

WindowsまたはLinuxを使用している場合、USB-UARTが理想的です。Windows OSのシリアルアプリケーションプログラムとシームレスに動作するため、ドライバーのダウンロードは不要です。以下の手順で進めてください：

1. USBケーブルでUSBシリアルアダプターを接続します。
2. 接続を確認し、デバイスマネージャーで「USB-Serial CH340 (COM9)」を探します。見つからない場合はドライバーをダウンロードしてください。

インストール済みCH340Gドライバーを示すデバイスマネージャー

Mac OS

1. ドライバーをインストールします。
2. [アプリケーション] > [ユーティリティ] > [ターミナル] を開きます。
3. 以下のコマンドを入力：

4. パスワードを入力します。
5. コンピューターのメニューから再起動をクリックします。

開発者モードを終了して設定を復元することもできます。これにより、ブート引数を初期状態に再定義できます。

CH340Gの用途

• MODEM連絡信号の生成
• 汎用シリアルからUSBバスへのアップグレード
• 家電製品とマイクロコントローラーのインターフェース

CH340Gの使用例

1. USB-RS232アダプター： MAX213とCH340G用の外部レベルアダプターとして動作します。

2. 光アイソレートUSB-UARTアダプター： 4つのフォトアイソレーターにより光学的に分離された入出力を提供します。オプションで2つの74LVC1G06を追加可能。入力ピンに十分な電流を確保するのに役立ちます。

まとめ

CH340Gシリアルインターフェースモジュールは、CH340インターフェースの優れた汎用バリアントです。様々なハードウェアと互換性があり、CH340Cと非常に似ていますが、CH340Gには水晶発振子がありません。

Windows、Linux、Macのいずれでもドライバーのインストールは簡単です。

ご質問やご提案があれば、お気軽にお問い合わせください。