USB转I2C芯片简介

高速USB转接芯片CH347是一款集成480Mbps高速USB接口、JTAG接口、SPI接口、I2C接口、异步UART串口、GPIO接口等多种硬件接口的转换芯片。

接口示意图：

CH347-I2C接口特点

USB传输采用USB2.0高速（480Mbps）
工作在 Host/Master主机模式；
硬件信号：SCL、SDA；
支持4种传输速度：低速20KHz、标准100KHz、快速400KHz、高速750KHz；
支持I2C时序参数调节；
提供计算机端驱动程序和USB转I2C函数库，支持二次开发

使用芯片准备工作

选择CH347工作模式

CH347芯片在复位时，会根据DTR1（CFG0）和RTS1（CFG1）引脚的电平状态配置其工作模式，各工作模式及功能说明如下

工作模式	模式说明	CFG0	CFG1
Mode0	480Mbps高速USB转双UART（Baudrate最高9Mbps）	1	1
Mode1	480Mbps高速USB转UART+SPI+I2C（厂商驱动模式）	0	1
Mode2	480Mbps高速USB转UART+SPI+I2C（系统HID驱动模式）	1	0
Mode3	480Mbps高速USB转UART+JTAG（厂商驱动模式）	0	0

CH347可使用SPI的模式有两种，其区别在Mode1需要安装厂商驱动，Mode3可以使用系统内置HID驱动无需额外安装，只需在编程时调用CH347动态库进行软件编程即可，此处我们使用Mode1来进行操作。

驱动安装

window驱动安装

从WCH官网下载CH347转SPI/I2C/JTAG/GPIO驱动：CH341PAR.EXE - 南京沁恒微电子股份有限公司

驱动下载后进行一次安装，后续即可实现系统“免驱”效果无需二次安装。未插入设备时安装会显示“驱动预安装成功”，此时驱动已经正常安装，硬件即插即用。

Windows驱动通过微软数字签名认证，支持32/64位 Windows 11/10/8.1/8/7/VISTA/XP/2000，SERVER 2019/2016/2012/2008/2003等系统，无需担心Windows不同系统兼容性问题。

官方同时提供驱动资源包CH341PAR.ZIP - 南京沁恒微电子股份有限公司，可将驱动安装文件打包至成熟产品一齐发布，且支持无界面安装操作，可通过软件编程调用命令行操作，只需执行“SETUP /S”命令即可静默驱动安装。

点击安装之后，等待弹出安装成功窗口后点击确定即可。

Linux驱动安装

联系WCH技术支持获取到CH347-Linux驱动，然后进行安装

1、执行make编译驱动；

2、执行make load动态加载驱动，或执行make install后可实现重新启动自动检测硬件并加载驱动；

3、插入设备可查看到生成前缀为ch34x_pis的设备节点。

使用USB操作EEPROM

本次操作CH347开发板板载EEPROM：24LC515H。

除此之外，CH347也可操作AT24xxx、M24xxx等等EEPROM

调用函数

WCH提供了一套公用的库函数接口，即Windows&Linux平台接口函数名称与参数一致，其库函数接口特性如下：

操作SPI、I2C、GPIO等的接口在任何工作模式下都可使用同一API，在进行软件编写时，只需调用接口完成代码操作逻辑而不用关注当前硬件工作模式。提供插拔检测函数可动态监测设备插拔信息，更方便进行设备管理。

具体详细内容可参考官方开发手册：CH347EVT.ZIP - 南京沁恒微电子股份有限公司【目录：CH347EVT\EVT\PUB\CH347应用开发手册.PDF】

/***************插拔监测函数************/
BOOL    WINAPI  CH347SetDeviceNotify(                                           // 设定设备事件通知程序ULONG                  iIndex,             // 指定设备序号,0对应第一个设备PCHAR                  iDeviceID,          // 可选参数,指向字符串,指定被监控的设备的ID,字符串以\0终止mPCH347_NOTIFY_ROUTINE iNotifyRoutine );   // 指定设备事件回调程序,为NULL则取消事件通知,否则在检测到事件时调用该程序
/********IIC接口函数通用于Mode1/2***********/
// 设置串口流模式
BOOL    WINAPI  CH347I2C_Set(ULONG          iIndex,  // 指定设备序号ULONG          iMode );  // 指定模式,见下行
// 位1-位0: I2C接口速度/SCL频率, 00=低速/20KHz,01=标准/100KHz(默认值),10=快速/400KHz,11=高速/750KHz
// 其它保留,必须为0// 设置硬件异步延时,调用后很快返回,而在下一个流操作之前延时指定毫秒数
BOOL    WINAPI  CH347I2C_SetDelaymS(ULONG           iIndex,       // 指定设备序号ULONG           iDelay ) ;    // 指定延时的毫秒数// 处理I2C数据流,2线接口,时钟线为SCL引脚,数据线为SDA引脚
BOOL    WINAPI  CH347StreamI2C( ULONG           iIndex,        // 指定设备序号ULONG           iWriteLength,  // 准备写出的数据字节数PVOID           iWriteBuffer,  // 指向一个缓冲区,放置准备写出的数据,首字节通常是I2C设备地址及读写方向位ULONG           iReadLength,   // 准备读取的数据字节数PVOID           oReadBuffer ); // 指向一个缓冲区,返回后是读入的数据
#ifndef _CH341_DLL_H
typedef enum    _EEPROM_TYPE {// EEPROM型号ID_24C01,ID_24C02,ID_24C04,ID_24C08,ID_24C16,ID_24C32,ID_24C64,ID_24C128,ID_24C256,ID_24C512,ID_24C1024,ID_24C2048,ID_24C4096
} EEPROM_TYPE;
#endif// 从EEPROM中读取数据块,速度约56K字节
BOOL    WINAPI  CH347ReadEEPROM(ULONG           iIndex,     // 指定设备序号EEPROM_TYPE     iEepromID,  // 指定EEPROM型号ULONG           iAddr,      // 指定数据单元的地址ULONG           iLength,    // 准备读取的数据字节数PUCHAR          oBuffer );  // 指向一个缓冲区,返回后是读入的数据
// 向EEPROM中写入数据块
BOOL    WINAPI  CH347WriteEEPROM(ULONG          iIndex,     // 指定设备序号EEPROM_TYPE    iEepromID,  // 指定EEPROM型号ULONG          iAddr,      // 指定数据单元的地址ULONG          iLength,    // 准备写出的数据字节数PUCHAR         iBuffer );  // 指向一个缓冲区,放置准备写出的数据

操作流程

代码示例

Windows例程

可参考官方开发资料：CH347EVT.ZIP - 南京沁恒微电子股份有限公司【目录：CH347EVT\EVT\TOOLS\CH347Demo】

界面读写示例如下：

Linux例程

可参考如下代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <time.h>
#include "CH347LIB.h"#define CMD_FLASH_SECTOR_ERASE 0x20
#define CMD_FLASH_BYTE_PROG    0x02
#define CMD_FLASH_READ         0x03
#define CMD_FLASH_RDSR         0x05
#define CMD_FLASH_WREN         0x06#define CMD_FLASH_JEDEC_ID     0x9F#define SPI_FLASH_PerWritePageSize 256#ifndef CH34x_DEBUG
#define CH34x_DEBUG
#endif#ifdef CH34x_DEBUG
#define dbg( format, arg...)printf( format "\n", ##arg );
#endif
#define err( format, arg... )\
printf( "error %d: " format "\n", __LINE__, ##arg )int mindex = -1;BOOL CH347_I2C_Init()
{int ret = -1;// Init CH347 I2Cret = CH347I2C_Set(mindex, 3);// The IIC speed set 750Kif (!ret) {err("Failed to init I2C");return false;}return true;
}BOOL EEPROM_Write()
{ULONG i = 0;ULONG DataLen = 0;UCHAR DBuf[8 * 1024 + 16] = {0};BOOL RetVal = false;printf("Ready to write.\n");for (i = 0; i <= 255; i++){DBuf[i] = 255-i;DataLen++;}printf("Write EEPROM data:\n");RetVal = CH347WriteEEPROM(mindex,ID_24C02,0x00,DataLen,DBuf);for (i = 0; i <= 255; i++){printf("%02x ", DBuf[i]);if (((i+1) % 20) == 0) putchar(10);}putchar(10);return RetVal;
}BOOL EEPROM_Read()
{ULONG i = 0;ULONG DataLen = 256;UCHAR DBuf[8 * 1024 + 16] = {0};BOOL RetVal = false;RetVal = CH347ReadEEPROM(mindex,ID_24C02,0,DataLen,DBuf);printf("Read EEPROM data:\n");for (i = 0; i <= 255; i++){printf("%02x ", DBuf[i]);if (((i+1) % 20) == 0) putchar(10);}putchar(10);return RetVal;
}int main()
{BOOL ret = false;// Open the devicemindex = CH347OpenDevice(0);if (mindex < 0) {printf("Failed to open device.\n");return -1;}ret = CH347_I2C_Init();if (!ret) {err("Failed to init CH347 I2C.");exit(-1);}printf("Enter EEPROM Test,EEPROM Type:24C02\n");ret = EEPROM_Read();if (!ret) {err("Failed to read eeprom");exit(-1);}ret = EEPROM_Write();if (!ret) {err("Failed to write eeprom");exit(-1);}ret = EEPROM_Read();if (!ret) {err("Failed to read eeprom");exit(-1);}// Close the CH347 Deviceif (CH347CloseDevice(mindex)){printf("Close device succesed\n");}return 0;
}

执行截图：