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USB转多串口扩展方案详解

2026-01-28 16:59阅读:
在计算机与嵌入式系统中,扩展多个串行通信接口是常见需求。当前实现多串口扩展的主要方式包括USB转串口、PCI/PCIe转串口以及基于网络或蓝牙的串口扩展。其中,USB接口因其高速传输、小巧体积、即插即用和广泛兼容性,已成为各类主机设备的标准配置。借助USB总线的高带宽与灵活协议,可便捷地实现从单串口到多路串口的扩展,更可通过USB HUB级联方式,轻松扩展出16、32、64乃至128个串口。
一、USB转多串口扩展方案核心优势
传统多串口扩展方案通常采用多级USB HUB连接多个USB转单串口芯片,该方式不仅需要更多芯片数量,占用较大板面积,而且在设备管理上也较为复杂。相比之下,采用单芯片实现USB转多串口的方案,能够显著减少外围器件数量,节约布局空间,同时更便于系统对串口进行统一管理与识别。
传统级联方式常因USB设备插拔顺序、主机端口更换或系统重启等原因,导致串口号发生变动,给设备调试与应用带来不便。针对这一问题,我们推出的USB转串口芯片内置独有的USB Serial Number(USB序列号)功能,可实现设备“端口更换而串口号不变”,极大提升了系统的稳定性和可维护性。
采用单颗USB转多串口芯片时,配合相应的虚拟串口驱动,系统会为每个物理串口分配独立的虚拟COM口,各通道工作相互隔离,互不干扰。以高速USB转8串口芯片CH348为例,在Windows系统下可自动识别并分配为“Ch A”至“Ch H”共八个串口,顺序固定,便于识别与调用。
二、应用实例:USB转32路串口方案
通过将4端口高速USB HUB控制器芯片CH334与高速USB转8串口芯片CH348相结合,可构建出高性能的USB转32串口扩展系统。相较于传统采用多级HUB与多个单串口芯片的方案,该方案总线结构更简洁,器件数量更少,整体体积更小巧。
CH348的每个串口在通信速率、电压兼容性以及抗干扰能力等方面均较传统单串口芯片有显著提升。其八个串口均支持独立供电与硬件流控功能,可同时稳定工作于最高6Mbps波特率,并兼容Windows、Linux、Android及macOS等主流操作系统。该系统适用于工控主机、串口服务器、嵌入式安卓主板扩展、多设备调试及高速数据采集等场景。
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