CH340E搭載小型USB-シリアル変換モジュールの調査

AliexpressにてCH340Eを使った小型USB-シリアル変換モジュールを見つけ入手しました。

1PCS CH340E USB to TTL Serial Converter, 5V/3.3V Model:BTE17-06 Alternative CH340G Module


1個 $0.53ですが、送料が$1.32かかります。１個だけの注文だと割高になるので5個購入。
5個でも送料は$1.32でした。

このモジュールはaitendoでも販売されているようです。

到着したモジュール


基板の実装状態は良好な製品です。

GND、5V、TXD、RXD、DTR、3.3Vの６端子があります。
DTRが使えるので、シリアル経由のプログラム書き込みにも利用出来ます。
ポリヒューズが乗っており過電流の対策も施されています。
3.3Vは内蔵レギュレーターで生成しています。

早速、Arduino Pro mini (5V 16MHz)で書き込みテストを行ってみました。

Lチカスケッチは問題なく書き込めました。

次に秋月で購入したATmega328P(内部RC 8MHz)への書込みを試してみます。

書込みでエラー発生。

念のため、コマンドラインにて接続チェックをしましたがやはりエラー発生です。

ケーブルやリセット回りの実装等を見直すも、原因不明です。
様子的にはDTRによるリセットはちゃんの行われているようですが、
それ以降のデータ通信が上手く行っていないようです。

念のため利用実績のあるCP2102搭載のUSB-シリアル変換モジュールで
書込み確認してみました。

問題無く書き込み出来ました。何回やってもエラーなしです。

当然、接続確認も問題なし。

CH340E搭載モジュール固有の問題のようです。
Arduino Pro mini (5V 16MHz)では問題なく書き込めていたので、
CH340EがRC発振8MHzの精度の悪さに敏感なためエラーになっているのかもしれません。

CH340E搭載モジュールとCP2102搭載を直結して57600bps設定で通信が出来ることを
確認したので、57600bps設定の通信も問題無く出来ています。

原因については、ロジックアナライザ等を使ってもう少し調べてみることにします。

2018/06/12 追記
ロジックアナライザにて正常書込みが出来るCP2102モジュールと上手くいかない
CH340Eの信号を調べてみました。

CP2012モジュール利用時


CH340Eモジュール利用時

どうも、CH340EモジュールのDTR信号に問題があるようです。
Atmega328Pは外部リセットピンのLOW→HIGHの立上りでMCU起動の遅延タイマが
スタートし始動しますが、これではブートローダが動く前にデータが送られて処理出来ません。

色々調べると、CH340搭載モジュールの一部にはこれと同様の問題があるようです。
   参考にしたサイト
   ・Arduino Forum Topic: CH340 programmer not auto-resetting (Read 2806 times)
   ・くつしたねこのTinkering,Tinkering and Obliquity - Arduino互換機を作りたい（３）
   ・Memoteki - Arduinoに書き込めない問題を修正する方法[not in sync]

上記のサイトに解決策があり、早速参考にしてみました。
次の回路を付加してCH340EモジュールのDTR出力から短いワンショットパルスを生成します。   

これにより、DTR信号からRESET信号を生成できました。
一番下が生成したRESET信号です。

CP2012モジュールのDTRとほぼ同じ信号が生成出来ました。
ただし、これでも書込みがうまくいきません。
もう少し調べてみることにします。