CH9433技术解析：一颗芯片搞定CAN总线和9线串口-北京尧图网络

调CAN总线的场合十有八九还得再挂一个串口——读调试日志、接传感器、拉一路RS485都是常事。于是调试电脑的USB口总是不够用HUB上挂着CAN盒子和串口线两根线换个工位就得重新认一遍设备。CH9433是沁恒针对这个场景的方案单芯片从USB扩展出一路CAN控制器和一组全功能9线异步串口两者可以同时工作另外还有最多10路GPIO。CAN的关键规格在概况表里一眼能看完这篇文章主要把串口、软件驱动、硬件设计和市面上的方案对比拆开讲。一、芯片概况CH9433是一颗固定功能的USB转接芯片不需要用户写固件寄存器全部通过USB由驱动接口读写。QFN32封装塑体只有4×4mm。维度规格USBUSB设备接口UD/UD-寄存器配置和功能数据都走这一路CAN兼容CAN 2.0A/2.0B最高1Mbps标准帧/扩展帧数据帧/远程帧串口一组全双工9线异步串口最高6Mbps收发独立FIFORS485TNOW半双工收发自动切换引脚GPIO最多10路与MODEM联络信号、LED引脚复用用满全功能串口LED时只剩1路见第三节时钟外接16MHz晶体无内置晶振供电额定3.3V3.0~3.6V工作电流典型8.6mA工作温度-40℃ ~ 85℃工业级ESDHBM 4KV封装QFN324×4mm0.4mm引脚节距订货型号CH9433F两个要注意的点一是CAN_TX/CAN_RX是逻辑电平芯片内部是CAN协议控制器上总线还需要外接一颗CAN收发器二是没有内置晶振16MHz晶体省不掉。二、串口部分不是附赠的残血口很多二合一芯片的第二功能是凑数的CH9433这组串口不是。9线全功能TXD/RXD之外CTS、RTS、DSR、DTR、DCD、RI六条MODEM联络信号齐全由上位机应用程序控制速率高波特率最高6Mbps常用档位从2400到6M都有硬件自动流控CTS/RTS可以开自动模式。CTS无效就暂停发送接收缓冲区超过触发阈值自动抬起RTS让对方停发低于阈值再放下。接线就两根交叉本端RTS接对端CTS本端CTS接对端RTS高波特率持续传输不靠软件盯着缓冲区TNOW引脚接RS485收发器的DE/RE发送时自动切换方向省掉软件控制方向的时序问题6Mbps这个数字顺带说一句它与常见的CH3436Mbps同档远高于CH340的2Mbps。接高波特率的调试口或者4G模组透传这个余量是实用的。三、GPIO与LEDGPIO最多10路但需注意这10路和串口联络信号、LED指示是同一批引脚——CTS/GPIO0、RTS/GPIO1、ACT/GPIO3、RXS/GPIO4、TXS/GPIO5、RI/GPIO6、DSR/GPIO7、DTR/GPIO8、DCD/GPIO9全是复用脚只有GPIO2独占。所以GPIO数量和串口用法此消彼长3线串口只用TXD/RXD加不要LED时联络信号和LED引脚全部让位凑满10路9线全功能加3个LED全用上时就只剩GPIO2一路。GPIO通过USB配置寄存器设方向、读电平。可用于外部控制但需注意GPIO自身电平最高为3.3V。LED引脚有三个均为低电平驱动TXS/RXS对应串口收发有数据时按50ms亮、50ms灭的周期闪烁ACT指示USB状态USB挂起时输出高电平、LED灭枚举成功后输出低电平、LED亮。做外壳上的状态灯不用额外占MCU。四、驱动与软件生态提供了什么、有什么用、怎么用官方把两个平台的资料都备齐了先用一张表看清全貌平台提供什么装完得到什么WindowsCH343SER厂商驱动VCP带微软数字签名、CH372DRV厂商驱动CAN驱动带微软数字签名、CH9433EVT评估板资料包上位机Demo例程、硬件原理图串口直接变COM口CAN按Demo例程调DLL接口收发Linux两个开源内核驱动ch9433_linuxCAN、ch343ser_linux串口CAN注册成标准SocketCAN接口can0串口出tty设备Windows怎么用串口装CH343SER.EXECAN装CH372DRV.EXE插上设备后设备管理器里多出COM口任何串口软件打开即用Windows 11到XP全版本覆盖。CAN走DLL接口收发DLL库和例程在CH372DRV.ZIP里CH9433EVT.ZIP评估板资料包的上位机Demo例程演示了完整的初始化和收发流程照着改成自己的工具即可。Linux怎么用ch9433_linux CAN驱动是开源的make编译、insmod加载插上设备就注册出can0ip link set can0 type can bitrate 1000000配上波特率candump、cansend直接收发can-utils、python-can这套生态全部兼容。驱动还提供了一个/dev/ch9433_iodevN字符设备用来做设备级的控制传输。如果CH9433板载进工控机或嵌入式板卡Github仓库里给了把驱动编进内核树的完整步骤驱动随固件一起出货现场上电就是can0。串口部分装ch343ser_linux驱动之后和普通tty串口用法一致。五、硬件设计要点CAN收发器必配CAN_TX/CAN_RX是3.3V逻辑电平接外部收发器TJA1051、SIT1051这类上总线工业现场建议选带隔离的收发方案晶振使用16MHz无源晶体电源单3.3V供电VCC外接一般为10uF0.1uF退耦电容NC脚相关NC脚直接NC处理电平芯片是3.3V供电方案如果连接5V记得做电平转换ESDHBM 4KVUSB口和CAN口在面板上裸露的话建议加ESD器件参考设计如下六、市面单一芯片方案对比给电脑或嵌入式主机扩CAN目前主要有四种方案CH9433属于其中专用桥接芯片这一路。四个方案逐一看① 专用桥接芯片CH9433USB→CAN串口构成1颗芯片 CAN收发器CAN能力经典CAN 2.0B1Mbps软件开发量几乎为零官方驱动 Demo例程特点免固件开发附带9线串口和GPIOWindows驱动成熟② 通用MCU烧固件STM32F042/F072 candleLightCANable开源方案构成1颗芯片 CAN收发器CAN能力经典CAN 2.0B软件开发量烧现成固件即可改功能要自己写代码特点Linux下走gs_usb/SocketCAN免驱需内核≥3.18且编了gs_usb模块桌面发行版都满足裁剪内核要自己补Windows走WinUSB③ MCU 外置CAN控制器任意USB MCU MCP2515 / MCP2518FDSPI构成2颗芯片MCU CAN控制器 CAN收发器CAN能力MCP2515经典CANMCP2518FD支持CAN FD软件开发量固件全自己写特点最灵活MCP2518FD能上CAN FD 5Mbps但BOM两颗起开发周期最长④ CAN FD高性能MCUSTM32G4等内置FD CAN的MCU构成1颗芯片 CAN收发器CAN能力CAN FD数据段5Mbps软件开发量固件全自己写特点性能上限最高但要养一支会写固件的团队几个参考判断不想写固件、想快速落地专用桥接芯片比较省事。CH9433配合官方驱动和Demo例程装好驱动插上就能收发可见即可用另外还附带一个6Mbps全功能串口。做USBCAN调试器、产线测试工装这类产品BOM和开发周期都比较短。要Linux SocketCAN生态两条路都通。CH9433官方驱动注册为标准SocketCAN接口不过是out-of-tree模块要自己编译加载。成本成品USBCAN适配器PCAN、Kvaser、ZLG等价格通常在几百到几千元。用CH9433自己做芯片加外围的BOM成本会低不少。七、应用场景USBCAN调试适配器电力、工控现场工程师的标准装备CH9433一颗芯片就是完整方案电池管理BMS电池包CAN通讯测试、产线老化监测手册点名应用方向充电桩 / 储能设备CAN监测串口调试二合一工装和运维工具都能用工业自动化PLC、伺服、变频器的CAN网络接入上位机串口侧顺带接RS485传感器多协议采集网关CAN设备数据串口设备数据从一个USB口进工控机工控机 / 嵌入式板卡板载CH9433直接焊上主板设备出厂自带CAN和9线串口Linux驱动编进内核省掉外挂适配器现场可靠性也高一档八、小结维度结论定位USB转CAN 9线串口二合一桥接芯片免固件开发CAN2.0A/B1Mbps3发送邮箱 100级接收FIFOSOF时间戳串口9线全功能最高6Mbps硬件流控TNOW支持RS485扩展最多10路GPIO与串口联络/LED引脚复用3个状态LED引脚边界经典CAN不支持FDCAN控制器需外接收发器电气3.3V典型工作电流8.6mA-40~85℃工业级ESD HBM 4KV封装QFN32 4×4mmCH9433FCH9433的思路很直白把CAN和串口做成一颗固定功能芯片装上驱动就能用可见即可用。对做调试工具和产线工装的人来说自己用一颗芯片做适配器比买成品盒子灵活成本也可控。参考技术手册CH9433DS1.PDF评估板资料CH9433EVT.ZIP含上位机Demo例程与硬件原理图驱动Windows串口CH343SER.EXEWindowsCANCH372DRV.EXEDLL库及例程CH372DRV.ZIPLinux串口ch343ser_linuxLinuxCANSocketCANch9433_linuxCH9433产品页CH9433同门SPI扩展方案CH9431SPI转CAN、CH9434SPI转四串口D型含一路CAN

CH9433技术解析：一颗芯片搞定CAN总线和9线串口

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