CP2102 USB-UART ブリッジ コントローラー ドライバー

CP2102 Serial Port Module Install Driver on Windows

Cp2102

CP2102は、複数の主要機能を1つのパッケージに統合することで回路設計を簡素化する、高度に統合されたUSB-UARTブリッジです。USBコントローラ、UARTインターフェース、発振器、リセット回路、電圧レギュレータを搭載しており、外付け部品の必要性を低減します。

USB 2.0 Full-Speed（12Mbps）をサポートし、低電圧デバイスに電力を供給する3.3V出力を提供します。CP2102は柔軟性が高く、5、6、7、8データビット、1、1.5、2ストップビット、奇数、偶数、パリティなしのオプションから選択できます。ボーレートは300bpsから1Mbpsまで可能です。

また、受信用576バイト、送信用640バイトのバッファを内蔵し、ハードウェアとソフトウェアの両方のフロー制御をサポートしています。仮想COMポート（VCP）ドライバーを搭載したCP2102は、Windows、Linux、macOSでシームレスに動作するため、RS-232インターフェースをUSBに置き換えるための優れたソリューションとなります。

Cp2102 ピン配置

CP2102 には、電源、データ、制御用の重要なピンがいくつかあります。 VBUS（ピン1） USBホストから5Vを供給し、 VDD（ピン5） 外部デバイスに電力を供給するための 3.3V 出力を供給します。 VREGIN（ピン16） 5Vなどの外部電源を内部レギュレータに接続するために使用され、 VDDIO（ピン17） I/O電圧レベルを設定し、3.3Vまたは5Vをサポートします。USB通信の場合、 D+ そして D- USBホストの対応するピンに接続するデータラインです。 TXD、RXD、RTS、CTS、DTR、DSR、DCD、および RI ピンは、信頼性の高い通信に不可欠なデータ転送とハードウェアフロー制御を含む、UART信号全体を処理します。最後に、 リセット（ピン14） デバイスをリセットするために使用され、 サスペンド（ピン15） USBがサスペンドモードであることを示します。これらのピンは、プロジェクトにおける電源、データ、および制御の設定に不可欠です。

Cp2102 USB UARTチップの代替品

設計において代替チップを探す際には、いくつか留意すべき点があります。既存のチップを直接交換する場合は、CH9102XやCP2102Nなどを選択するのが合理的です。どちらも同じQFN-28パッケージを採用しており、PCBレイアウトに容易に適合します。

速度を最優先し、より高速なデータ転送が必要な場合は、CH9102Xをお選びください。最大4Mbpsの転送速度に対応しています。また、プロジェクトで追加の制御信号用にGPIOピンが必要な場合でも、CH9102Xは6本のGPIOピンを備えているため、より柔軟な対応が可能です。

信頼性が最も重視される産業用またはミッションクリティカルなアプリケーションには、FT232RLのご使用をご検討ください。幅広いドライバサポートと優れた安定性を備え、要求の厳しい環境でも高い信頼性を発揮します。

最後に、予算が限られている場合や DIY プロジェクトを行っている場合、CH340G は日常使用に十分な信頼性があり、愛好家の間で広く人気のある、手頃な価格の優れたオプションです。

Cp2102シリアルコンバータ回路

CP2102チップを使ったUSB-シリアル変換回路を詳しく説明します。この回路は、コンピュータとマイクロコントローラなどのシリアルデバイスとの通信を容易にします。まず、USBコネクタ（J1）はVBUS経由で5V電源を供給し、D+とD-はCP2102へのデータラインを直接処理します。また、静電気からデバイスを保護するために、必須のESD保護回路（D1、D2、D3）も備えています。

C1やC2といったコンデンサがいくつかあることにお気づきでしょう。これらはチップの電源を平滑化し、動作の安定性を確保します。追加のコンデンサ（C3、C4、C5）は、USB電源からのノイズをさらに低減します。

CP2102はUSB通信を管理し、データ交換に必要なRXDやTXDといった主要なシリアル信号を提供します。また、高度な設定のためのオプションのハンドシェイク信号（RTS、CTSなど）と、電力消費を管理するためのスリープモード信号もサポートしています。

最後に、これらのインジケータ LED (D4、D5、D6) は、接続と通信の状態を一目で確認するのに便利です。

Cp2102 Arduino通信例

CP2102チップとATmega328Pマイクロコントローラを使ったUSB-シリアル通信回路を詳しく見ていきましょう。この回路は、ATmega328PをUSB経由でコンピュータに接続するのに最適です。CP2102はUSB信号をRXやTXなどの標準的なシリアル信号に変換し、マイクロコントローラとコンピュータ間の通信を可能にします。

CP2102はUSBポートに接続し、VBUS、D+、D-、GNDなどの標準信号を使用してデータ転送を行います。また、電圧を安定させるために100nFのコンデンサによって電源供給されます。一方、ATmega328PはCP2102のDTRピンからリセット信号を受け取ります。これはブートローディングなどに便利です。

プログラミングには、ICSPインターフェースを使用して外部プログラマを接続できます。TXDピンとRXDピンは、CP2102とATmega328P間のデータ転送を処理します。

全体として、これは Arduino スタイルのボードで使用される典型的な USB シリアル ブリッジであり、ATmega328P に簡単な USB 通信とプログラミングを提供します。

Cp2102 TtlからRs232への配線

基本配線:

CP2102をRS232デバイスと併用する際には、重要な点にご留意ください。CP2102はTTL電圧レベル（通常3.3Vまたは5V）で動作しますが、RS232は+12Vや-12Vといったはるかに高い電圧レベルを信号に使用します。つまり、CP2102をRS232デバイスに直接接続することはできません。

電圧変換には、レベルシフタ回路、またはMAX232 ICのようなRS232-TTLコンバータが必要です。MAX232は、+12Vおよび-12VのRS232信号をCP2102が使用する3.3Vまたは5VのTTLレベルに変換するため、この用途に最適です。

したがって、デバイスが互いに損傷を与えることなく通信できるようにするには、RS232 を使用するときにレベル シフター IC が不可欠であることを覚えておいてください。

Linux Mac用Cp2102ドライバー

Linux と macOS の両方で CP2102 を設定するための簡単なガイドを以下に示します。

Linuxの場合: Ubuntu、Debian、Fedora などの最近の Linux ディストリビューションのほとんどには CP210x ドライバが既に含まれており、追加のインストールは不要です。デバイスが認識されているかどうかを確認するには、CP2102 を接続して次のコマンドを実行します。

dmesg | grep tty

次のような画面が表示されます /dev/ttyUSB0デバイスにアクセスできない場合は、ユーザーを ダイヤルアウト 実行してグループ化:

sudo usermod -aG ダイヤルアウト $USER

その後、ログアウトして再度ログインします。また、データ転送をサポートしていない充電専用の USB ケーブルもあるため、データ転送対応の USB ケーブルを使用していることを確認してください。

macOSの場合まず、Silicon LabsからCP210x VCPドライバをダウンロードしてください。インストール後、macOSは未検証の開発元からのドライバをブロックする可能性がありますので、 システム環境設定 > セキュリティとプライバシー クリック 許可する変更を適用するには、システムを再起動してください。完了したら、以下のコマンドでデバイスを確認します。

ls /dev/cu.*

macOS バージョンと互換性のあるドライバーを使用していることを確認してください。

Cp2102ボードとEsp32の接続

CP2102 USB-シリアルモジュールをESP32に接続する方法は次のとおりです。

USBコネクタピン:

• Vバス: これは、CP2102 の電源ピンに接続する USB からの 5V 電源です。

• D+とD-: これらは、コンピュータと CP2102 間の通信を行うデータ ラインです。

• GND: アース接続。

CP2102ピン:

• TXD（データ送信）: CP2102 から ESP32 の RXD ピンにデータを送信します。

• RXD（データ受信）: ESP32 の TXD ピンからデータを受信します。

• RTSとCTS: オプションのハードウェア フロー制御ピン。

• DTR: 自動ファームウェアアップロードのために、EN ピンを介して ESP32 のリセットを制御します。

ESP32 ピン:

• TXD: これは ESP32 の受信ピンで、CP2102 の RXD に接続されています。

• RXD: これは ESP32 の送信ピンで、CP2102 の TXD に接続されています。

• 英語: このピンは DTR によって制御され、ESP32 を自動的にリセットします。

• IO0: CP2102 の RTS ピンによって制御される ESP32 のダウンロード モードをトリガーするために使用されます。

これらのシンプルな接続により、CP2102 を使用して USB 経由で ESP32 をプログラムできます。

Cp2102 USB接続の問題

CP2102の接続に問題がある場合は、以下のトラブルシューティング方法をご確認ください。デバイスが認識されない場合は、ドライバが正しくインストールされていない可能性があります。Windowsの場合は、Silicon Labsの適切なドライバがインストールされていることを確認してください。Linuxの場合、ほとんどのディストリビューションにCP210xドライバが組み込まれていますが、以下のコマンドで手動でロードすることもできます。 sudo modprobe usbserial そして sudo modprobe cp210xmacOSの場合は、Silicon Labsから適切なドライバをダウンロードしてインストールしてください。デバイスと通信できない場合は、ドライバが最新であること、ボーレートやデータビットなどのシリアル設定が正しいことを確認してください。デバイスが ls /dev/ttyUSB* Linux/macOSの場合。特にmacOSでドライバのインストールに失敗した場合は、 システム環境設定 > セキュリティとプライバシー 「許可」をクリックしてドライバーのブロックを解除してください。Windowsでは、デバイスマネージャーでドライバーを更新してください。デバイスの接続が切断されたり不安定になったりする場合は、別のUSBケーブルを使用して、ハブを経由せずにコンピューターに直接接続してみてください。最後に、デバイスがダウンロードモードにならない場合は、DTRピンとRTSピンがESP32のENピンとIO0ピンに接続されていることを確認してください。ダウンロードモードにするには、IO0ピンを手動でローレベルに下げ、ENボタンを押す必要がある場合があります。

Cp2102 送信/受信配線ガイド

まず、CP2102 には 2 つの重要なピンがあることを理解してください。

• TXD（データ送信）: このピンは CP2102 からデバイスにデータを送信します。

• RXD（データ受信）: このピンはデバイスから CP2102 にデータを受信します。

さて、配線についてです。

• CP2102 TXDからターゲットデバイスRXDへ: CP2102 からデバイスにデータを送信します。

• CP2102 RXDからターゲットデバイスTXDへ: デバイスから CP2102 にデータを受信します。

留意すべき点がいくつかあります。

• 電圧互換性: CP2102 とターゲット デバイス間の電圧レベルが一致していることを確認します (通常は 3.3V または 5V)。

• フロー制御: シンプルなセットアップの場合は、TXD と RXD を接続するだけですが、より複雑なアプリケーションで作業している場合は、RTS や CTS などのフロー制御ピンを使用する必要がある場合があります。

• USBケーブル: 必ずデータ転送をサポートする USB ケーブルを使用してください。そうしないと、通信が機能しません。