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CP2101-GMR 发布时间 时间:2025/12/27 4:59:00 查看 阅读:22

CP2101-GMR是Silicon Labs(芯科科技)推出的一款高度集成的USB转UART桥接控制器芯片。该器件允许设计工程师轻松地将USB功能添加到基于UART的设备中,而无需处理复杂的USB协议。CP2101-GMR采用紧凑的QFN-28封装形式,内部集成了USB收发器、时钟发生器、EEPROM控制器以及UART接口模块,极大简化了系统设计和PCB布局。该芯片支持全速USB 2.0(12 Mbps)通信,并能通过USB总线供电,适用于需要串行通信接口升级至USB连接的各种嵌入式应用。CP2101-GMR在出厂时已预编程有唯一的128位ID号,支持设备认证与识别,同时可通过外部EEPROM或主机配置自定义VID、PID、产品描述字符串、电源管理属性等参数,增强了产品的品牌识别度与兼容性。此外,该芯片内置上电复位电路和电压监控功能,确保系统启动的可靠性。由于其高集成度、低功耗和易于使用的特点,CP2101-GMR广泛应用于工业控制、消费电子、医疗设备、通信模块以及USB转RS232/485转换器等场景。

参数

制造商:Silicon Labs
  产品系列:CP2101
  封装类型:QFN-28
  工作电压:3.0V ~ 3.6V
  接口类型:USB 2.0 Full-Speed, UART
  数据速率:最高可达921.6 kbps
  工作温度范围:-40°C ~ +85°C
  集成EEPROM支持:支持外接EEPROM存储配置信息
  USB标准:USB 2.0 全速(12Mbps)
  UART功能:支持7/8位数据位、奇偶校验、1或2位停止位
  波特率生成:片内可编程波特率发生器
  I/O电压容忍:5V耐压输入(部分引脚)
  封装尺寸:4mm x 4mm QFN
  是否无铅:是
  是否符合RoHS:是

特性

CP2101-GMR具备多项关键特性,使其成为USB转串口应用中的理想选择。首先,该芯片实现了完整的USB到UART协议转换,无需用户进行底层USB固件开发,大大降低了开发难度和周期。其内部集成的USB收发器符合USB 2.0全速规范,支持即插即用和热插拔功能,能够自动枚举为虚拟COM端口(VCP),在Windows、Linux、macOS等主流操作系统下均可使用官方提供的驱动程序实现无缝通信。
  其次,CP2101-GMR支持丰富的可配置选项。通过外接小型EEPROM,用户可以自定义USB供应商ID(VID)、产品ID(PID)、序列号、制造商名称和产品描述字符串,这对于品牌设备制造商尤为重要,有助于实现产品差异化和设备识别管理。此外,芯片支持多种电源管理模式,包括挂起(Suspend)和恢复(Resume)状态,可根据USB总线状态自动进入低功耗模式,显著降低系统整体功耗,适用于电池供电或节能型设备。
  再者,该器件具备高度的电气兼容性和稳定性。其UART接口支持标准TTL电平,并可通过外部电平转换器连接RS232或RS485总线。所有I/O引脚均具备5V耐压能力,可直接与5V逻辑系统接口,避免额外的电平转换电路,简化设计。CP2101-GMR还集成了片内振荡器,无需外部晶振,进一步节省成本和PCB空间。同时,芯片内置上电复位(POR)和欠压检测电路,确保每次上电都能可靠初始化,防止异常启动导致的数据错误或通信失败。
  最后,CP2101-GMR具有良好的软件生态支持。Silicon Labs提供图形化配置工具(如CP210x Configuration Utility),允许用户通过PC轻松修改设备参数并烧录至外部EEPROM。此外,官方还提供完整的驱动程序包和API接口,便于高级用户进行定制化开发。综合来看,CP2101-GMR以其高集成度、易用性、稳定性和灵活性,在工业自动化、POS终端、GPS模块、PLC、测试仪器等领域得到了广泛应用。

应用

CP2101-GMR广泛应用于各类需要将传统串行通信设备升级至USB接口的场合。典型应用包括USB转RS232/RS485转换器,这类设备常用于连接老式工业仪表、数控机床、PLC控制器等不具备原生USB接口的设备,实现与现代计算机的数据交互。在嵌入式系统开发中,该芯片被用于微控制器(MCU)开发板的调试接口,将MCU的UART输出转换为USB信号,方便通过PC进行日志输出、固件更新和远程监控。
  此外,CP2101-GMR也常见于消费类电子产品,如智能家居网关、蓝牙/Wi-Fi模块的USB适配器、条码扫描器、指纹识别模块等,这些设备通常以串行方式与主控通信,通过集成CP2101-GMR可直接通过USB与主机连接,提升用户体验。在医疗设备领域,如便携式监护仪、血糖仪等,该芯片用于实现安全可靠的数据上传功能。
  工业控制方面,它被用于HMI(人机界面)、远程I/O模块、电机驱动器等设备中,作为主控单元与上位机之间的通信桥梁。由于其支持定制VID/PID和产品描述,非常适合OEM厂商打造专属品牌形象的产品。同时,在自动测试设备(ATE)和实验室仪器中,CP2101-GMR提供了稳定的串口通信通道,用于命令下发与数据采集。得益于其小封装和低功耗特性,该芯片也适用于空间受限的便携式设备和长时间运行的物联网节点。

替代型号

CP2102N-QFN28R,CPC2103GM,CPC2104GM

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CP2101-GMR参数

  • 产品培训模块CP21xx USB Bridge
  • 标准包装1,500
  • 类别集成电路 (IC)
  • 家庭接口 - 专用
  • 系列-
  • 应用USB
  • 接口USB
  • 电源电压3 V ~ 3.6 V
  • 封装/外壳28-VFQFN 裸露焊盘
  • 供应商设备封装28-QFN(5x5)
  • 包装带卷 (TR)
  • 安装类型表面贴装