CP2104是一个高度集成的USB转UART的桥接控制器，提供了一个用最少的元器件和PCB空间更新RS－232／RS－485设计的简单解决方案，大小为4 mm×4 mm、QFN－24封装的CP2104包括一个USB2.0全速功能控制器、USB收发器、振荡器、一次性可编程ROM，以及异步串行数据总线（UART）在一个紧凑的4 mm×4 mm QFN－24包全调制解调器控制信号（称为“MLF”或“MLP”），该芯片自带一个48 MHz的内部晶振，不需要外部晶振等其他外部USB组件，即可完成USB信号至UART信号的转换工作。

芯片上的一次性可编程ROM可以用来自定义USB供应商ID、产品ID、产品描述字符串、功率描述符、设备版本号、设备编号、GPIO的配置。Silicon Labs免费提供允许CP2104的虚拟串口设备驱动，基于CP2104产品相对于普通的PC用户端就是一个COM端口。CP2104的UART接口实现了RS－232／RS－485信号，包括控制和握手信号，所以现有的系统固件不需要修改。该装置还具有多达4个GPIO信号，可以定义为状态和控制信息，支持I／O接口电压可低至1.8 V。在许多现有的RS－232接口设计，更新RS－232转USB设计的所有工作，就只需要用CP2104取代之前RS－232电平转换器即可。通过Silicon Labs USBxpress驱动程序设置可直接访问或修改驱动程序。CP2104的系统示意图如图5.15所示。

CP2104的通用串行总线（USB）在功能控制器是一个USB2.0兼容全速设备，其集成了收发器、匹配电阻和上拉电阻。USB功能控制器管理USB和UART之间的所有传输数据、控制UART和GPIO功能的指令以及USB主设备发送的命令要求。

USB的暂停和恢复信号支持CP2104设备以及外部电路的电源管理。在总线上检测到暂停信号（SUSPEND）后，CP2104将进入挂起模式。在进入挂起模式时，CP2104将保持暂停信号（SUSPEND）和暂停非信号。CP2104上电重启后，这两个信号仍然保持直到设备配置在USB枚举时完成。

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图5.15　CP2104的系统示意图

当总线上检测到恢复信号，或者是USB复位信号之后，或设备重置并重新配置成功后，CP2104将退出暂停模式或设备重置并配置成功。CP2104复位期间，暂停信号和暂停非信号电平可能出现浮动，一般推荐使用阻值为10 kΩ的下拉电阻将暂停非信号下拉至地，以保证暂停非信号的稳定性。在USB暂停期间，各种引脚的逻辑电平和输出模式（推挽或开漏）在PROM中是可配置的。基于CP2014的异步串行数据总线（UART）接口自供电接线原理如图5.16所示。

图5.16　CP2104的自供电接线原理