CH9121
中文手册（一）
１
½络串口透传芯片
CH9121
手册
版本：2A
http://wch.cn
1、概述
CH9121
是一款½络串口透传芯片。CH9121 内部集成
TCP/IP
协议栈，可实现½络数据包和串
口数据的双向透明传输，具有
TCP CLIENT、TCP SERVER、UDP CLIENT
、UDP
SERVER 4
种工½
模式，串口波特率最高可支持到
921600bps，可通过上½机½件或者串口½令½松配½，方便快
捷。
下图为
CH9121
一般应用框图。
TXD=>RXD
用户
RXD<=TXD
设备，
串口
UART
如单
片机、
嵌入
式系
统等
异
步
串
口
IP
ARP
UDP
IGMP
ICMP
TCP
TXP
电脑
工控
机等
设备
10/100M MAC/PHY
CH9121
TXN
RXP
RXN
以太½
ETH
2、特点
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
内部自带以太½介质传输层（MAC）和物理层(PHY)
实现串口数据和½络数据的双向透明传输
支持
10/100M，全双工/半双工自适应以太½接口，兼容 802.3
协议
支持
MDI/MDIX
线路自动½换
支持
DHCP
自动获取
IP
地址，支持
DNS
域名访问
通过上½机½件、串口½令设½芯片工½模式、端口、IP
等½络参数
工½模式支持
TCP CLIENT、TCP SERVER
和
UDP CLIENT、UDP SERVER 4
种模式
最多同时支持两路独立串口，独立透传
串口波特率支持
300bps
½
921600bps
串口
TTL
电平，兼容
3.3V
和
5V
串口支持全双工和半双工串口通讯，支持
RS485
收发自动切换
支持并提供虚拟串口½件
支持
KEEPALIVE
机制
CH9121
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２
3、封装
芯片型号
名称
CH9121
LQFP64M
芯片封装
描述
LQFP
封装；64 脚；
本½
10x10mm
4、引脚
CH9121
引脚
引脚号
名称
2、12、17、
21、29、40、 VCC33
42、45、63
6、19、28、
VCC18
43、54、64
类型
电源
电源
引脚说明
3.3V
正电源输入端，外接
0.1uF
电源退耦电容
1.8V
正电源输入端，外接
0.1uF
电源退耦电容
CH9121
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3、 13、
9、 18、
20、37、41、 GND
44、48
14、15、16、
22、23、24、
25、26、27、
32、33、34、
NC
35、38、39、
46、47、49、
50、53、55、
56、61、62
1
RSETE
4
RXP
5
RXN
7
TXP
8
TXN
10
XI
11
XO
30
TCPCS
31
RUN
36
RSTI
51
DIR
52
ACT#
53
LINK#
55
56
57
58
59
60
RXD2
TXD2
RXD
TXD
RESET
CFG0
３
电源
公共接地端
-
保留引脚，悬空
输入
外接
18K
电阻到地端
以太½信号
以太½
RXP
信号
以太½信号
以太½
RXN
信号
以太½信号
以太½
TXP
信号
以太½信号
以太½
TXN
信号
输入
晶½振荡的输入端，需要外接
30MHz
晶½
输出
晶½振荡的反相输出端，需要外接
30MHz
晶½
输出
TCP
客户端模式下，连接状态指示，½电平有效
输出
CH9121
运行状态指示脚，复用为
ISP
升级脚
输入
外部复½输入，½电平有效，内½上拉电阻
数出
用于控制
RS485
收发切换
输出
以太½连接通讯指示灯驱动引脚
输出
PHY
连接指示灯，½有效
异步串口
2
的串行数据输入，内½上拉电阻
输入
（默认关闭）
异步串口
2
的串行数据输出
输出
（默认关闭）
异步串口
1
的串行数据输入，内½上拉电阻
输入
（默认开启）
异步串口
1
的串行数据输出
输出
（默认开启）
输入
恢复出厂设½，芯片上电检测，½电平有效
串口配½模式设½脚，内½上拉，检测到½电平
输入
时，进入串口配½模式，高电平退出配½模式
5、功½说明
5.1.
功½简介
CH9121
为½络串口透传芯片，可实现串口数据与½络数据的双向透明传输，支持
TCP
CLEINT/SERVER,UDP CLIENT/SERVER 4
种工½模式，串口波特率支持范围为
300bps½921600bps，
½用前需通过上½机½件
NetModuleConfig.exe
或者串口½令配½芯片的½络参数和串口参数，
配½完成后，CH9121
将配½参数保存至内部存储空间，芯片复½后，CH9121 将按保存的配½值工
½。
CH9121
基础参数部分包括：名称、MAC
地址显示、自动获取
IP
地址设½，手动
IP
地址设½
（包括
CH9121 IP
地址、子½掩码、默认½关）
，串口协商配½。
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４
其中名称主要为方便局域½内
CH9121
模块管理，长度不超过
20
字节，MAC
地址栏显示了½
前选中模块的
MAC
地址，CH9121
有两种方式设½½络参数，1）DHCP，即自动向具有
DHCP SERVER
功½的½关设备获取½络参数；2）手动设½。串口协商配½功½是指½够通串口握手的方式进入
串口配½模式，默认关闭。
CH9121
端口参数部分包括：½络模式、本地端口、目标
IP/域名、目的端口、串口波特率/
数据½/停止½/校验½、½线断开处理、RX
打包包长度、RX 打包超时间隔、½络连接时操½。
½络模式（TCP
SERVER/CLIENT，UDP SERVER/CLIENT）
、目的
IP
地址、本地/目的端口为½
络通信的基本参数，其中目的
IP
地址也可以通过域名的方式进行访问；串口波特率范围为
300bps
½
921600bps（串口发送信号的波特率误差小于 0.3％，串口接收信号的允许波特率误差
不小于
2％）
，支持
5、6、7
或者
8
½数据½以及
1
½或者
2
½停止½，支持奇、偶、无校验、空
½
0、标志 1
校验方式；½线断开处理是指½½线断开的时候，CH9121
内部主动关闭连接还是不采
取任½动½；RX
打包包长度范围是
1½1024，是指½ CH9121
串口接收数据长度达到设定长度时，
CH9121
会立马将串口数据打包，通过½络发出去；超时时间设½范围为
0½200，其中超时的单½
大约为
5ms，比如超时为 1
时，½串口接收缓冲区数据长度未达到
RX
打包包长度时，且串口在超
过
5ms
时间内没有接收到新的数据时会产生串口超时。产生串口超时后，CH9121
会把串口接收到
的数据通过½络发出去。½超时时间设为
0
时，启用内部硬件超时（超过
4
数据时间没收到新的数
据）机制，适用于实时性要求比较高，以及大批量数据收发场合；清空串口缓冲区设½指：½络连
接建立前，串口收到的数据如½处理，TCP 连接的时候清空（丢弃）
、或者保留。
5.2.
默认配½
CH9121
出厂时，端口
2
默认关闭，端口
1
默认工½在
TCP CLIENT
模式，½络相关默认参数依次
为：
（1）
设备
IP
：192.168.1.200
（2）
子½掩码
：255.255.255.0
（3）
默认½关
：192.168.1.1
（4） 模块端口 ：2000
（5）
目的
IP
：192.168.1.100
（6）
目的端口
：1000
（7）
重连次数
：无限次
串口相关默认参数依次为：
（1） 波特率 ：9600
（2）
超时
：0
（3） 数据½ ：8
；
停止½
：1
；
校验
：无
（4）
清空串口缓冲区：从不清空
6、参数
6.1.
绝对最大值
（临界或者超过绝对最大值将可½导致芯片工½不正常甚至损坏）
名称
TA
TS
VCC33
VCC18
VIO
VIO5
参数说明
工½时的环境温度
VCC33=3.3V
VCC18=1.8V
最小值
-40
-55
-0.4
-0.4
-0.4
-0.4
最大值
85
125
4.2
2.3
VCC33+0.4
5.4
单½
℃
℃
V
V
V
V
储存时的环境温度
电源电压（VCC33 接电源，GND 接地）
电源电压（VCC18 接电源，GND 接地）
输入或者输出引脚上的电压
支持
5V
耐压的输入或者输出引脚上的电压
CH9121
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５
6.2.
电气参数
（测试条件：TA=25℃，VCC33=3.3V、VCC18=1.8V）
名称
VCCxx
ICC
VIL
VIH
VOL
VOH
IUP
IDN
VR
电源电压
工½时的总电源电流
参数说明
VCC33
VCC18
VCC33=3.3V
-0.4
2.0
VCC33-0.4
20
-20
1.4
最小值
2.7
1.65
典型值
3.3
1.8
160
最大值
3.6
1.95
190
0.7
VCC33+0.4
0.4
40
-40
1.5
100
-100
2.5
单
½
V
mA
V
V
V
V
uA
uA
V
½电平输入电压
高电平输入电压
½电平输出电压（4mA
吸入电流）
高电平输出电压（4mA 输出电流）
内½上拉电阻的输入端的输入电流
内½下拉电阻的输入端的输入电流
电源上电复½的电压门限
7、应用
7.1.
硬件电路设计
注：由于篇幅限制，图中省略了电源及
3.3V，1.8V
引脚附近退耦电容部分电路，进行电路设计
时务必添加到电路中去。
U1
为主控芯片
CH9121,TXD1、
RXD1
兼容
3.3V
和
5V
电平，
RS485
控制脚
DIR
若未½用可直接悬空。
P1
为
RJ45
端口，内½½络变压器，用于连接交换机、路由器等½络设备。含有两对以太½差分
信号。
实际制½印刷电路板时（PCB）
，R5-R8,C6,C7 应½量靠近
P1
的第
5
脚，图中省略了
3.3V，1.8V
引脚的
0.1 uF
退耦电容，TXOP（RXIP）与
TXON(RXIN)为差分信号，布线时应贴近平行走线，½量在
两侧提供地线或者覆铜，减少来自外界的干扰。½量缩短晶½
XI
和
XO
相关信号的长度，为了减少高
电子工程世界
模拟电子
