STM32 USB тип-C довод на енергија

Вовед

Овој документ содржи список на често поставувани прашања (FAQ) за STM32 USB Type-C® и испорака на енергија.

USB Type-C® Доставување на енергија

Може ли USB Type-C® PD да се користи за пренос на податоци? (Не се користат функциите за брз пренос на податоци преку USB)

Иако самиот USB Type-C® PD не е дизајниран за брз пренос на податоци, може да се користи со други протоколи и алтернативни режими и управува со основниот пренос на податоци.

Која е практичната употреба на VDM UCPD модулот?

Пораките дефинирани од добавувачот (VDM) во USB Type-C® Power Delivery обезбедуваат флексибилен механизам за проширување на функционалноста на USB Type-C® PD надвор од стандардното преговарање за напојување. VDM-ите овозможуваат идентификација на уреди, алтернативни режими, ажурирања на фирмверот, прилагодени команди и дебагирање. Со имплементирање на VDM-и, добавувачите можат да креираат сопствени функции и протоколи, а воедно да ја одржат компатибилноста со спецификацијата USB Type-C® PD.

STM32CubeMX треба да се конфигурира со специфични параметри, каде се достапни?

Најновото ажурирање ги промени информациите за приказ за да бидат попријателски за корисниците, сега интерфејсот едноставно бара волуменtage и посакуваната струја. Сепак, овие параметри може да се најдат во документацијата, а можете да видите табела со кратки референци во AN5418.

Слика 1Детали за спецификацијата (табела 6-14 во спецификацијата за испорака на енергија за универзална сериска шина)

Слика 2 објаснува применетата вредност 0x02019096.
Слика 2. Детално PDO декодирање

За повеќе детали за дефиницијата на PDO, погледнете го делот POWER_IF во UM2552.

Која е максималната излезна струја на USB интерфејсот?

Максималната излезна струја дозволена од стандардот USB Type-C® PD е 5 A со специфичен кабел од 5 A. Без специфичен кабел, максималната излезна струја е 3 A.

Дали овој „режим со двојна улога“ значи дека може да се снабдува со енергија и да се полни обратно?

Да, DRP (двојно-условен порт) може да се напојува (приклучок) или може да напојува (извор). Најчесто се користи на уреди на батерии.

Контролер и заштита за испорака на енергија STM32

Дали поддршката за MCU е само PD стандард или и QC?

Микроконтролерите STM32 првенствено го поддржуваат стандардот USB Power Delivery (PD), што е флексибилен и широко прифатен протокол за Power Delivery преку USB Type-C® конекции. Вродената поддршка за брзо полнење (QC) не е обезбедена од микроконтролерите STM32 или USB PD стекот од STMicroelectronics. Доколку е потребна поддршка за брзо полнење, треба да се користи наменски QC контролер IC со микроконтролерот STM32.

Дали е можно да се имплементира алгоритам за синхрона исправка во пакетот? Дали може да управува со повеќе излези и улоги на контролер?

Имплементацијата на алгоритам за синхрона исправка со повеќе излези и улога на контролер е изводлива со STM32 микроконтролери. Со конфигурирање на периферните уреди PWM и ADC и развивање на алгоритам за контрола, можно е да се постигне ефикасна конверзија на енергија и управување со повеќе излези. Дополнително, користењето на комуникациски протоколи како I2C или SPI ја координира работата на повеќе уреди во конфигурација на контролер-цел. Како на пр.ampле, STEVAL-2STPD01 со еден STM32G071RBT6 што вклучува два UCPD контролери може да управува со два порти за испорака на енергија од тип C од 60 W од тип C.

Дали постои TCPP за VBUS > 20 V? Дали овие производи се однесуваат на EPR?

Серијата TCPP0 е оценета до 20 V VBUS voltage SPR (Стандарден опсег на моќност).

Која серија на микроконтролери STM32 поддржува USB Type-C® PD?

Периферниот уред UCPD за управување со USB Type-C® PD е вграден во следните серии STM32: STM32G0, STM32G4, STM32L5, STM32U5, STM32H5, STM32H7R/S, STM32N6 и STM32MP2. Дава 961 P/N во моментот на пишување на документот.

Како да го направам STM32 микроконтролерот да работи како USB сериски уред следејќи ја USB CDC класата? Дали истата или слична постапка ми помага да одам без код?

Комуникацијата преку USB решението е поддржана од вистински ексampмножество алатки за откривање или евалуација, вклучувајќи сеопфатни библиотеки со слободен софтвер и други.ampЛековите се достапни со MCU пакетот. Генераторот на код не е достапен.

Дали е можно динамички да се менуваат PD „податоците“ во времето на извршување на софтверот? На пр. vol.tage и моменталните барања/можности, потрошувач/давач итн.?

Благодарение на USB Type-C® PD, можно е динамички да се менува улогата на напојување (потрошувач – ПРИМОНЕТОР или провајдер – ИЗВОР), побарувачката на енергија (објект со податоци за напојување) и улогата на податоци (домаќин или уред). Оваа флексибилност е илустрирана во STM32H7RS USB со двојна улога за податоци и напојување, видео.

Дали е можно да се користи USB2.0 стандардот и испораката на енергија (PD) за да се прими повеќе од 500 mA?

USB Type-C® PD овозможува голема моќност и брзо полнење за USB уреди независно од преносот на податоци. Значи, можно е да се примат повеќе од 500 mA додека се пренесува преку USB 2.x, 3.x.

Дали имаме можност да читаме информации на изворниот или појдовниот уред, како што е PID/UID на USB-уредот?

USB PD поддржува размена на различни видови пораки, вклучувајќи проширени пораки што можат да содржат детални информации за производителот. API-то на USBPD_PE_SendExtendedMessage е дизајнирано да ја олесни оваа комуникација, дозволувајќи им на уредите да бараат и примаат податоци како што се име на производителот, име на производот, сериски број, верзија на фирмверот и други прилагодени информации дефинирани од производителот.

Кога се користи X-NUCLEO-SNK1M1 штит што вклучува TCPP01-M12, дали треба да се користи и X-CUBE-TCPP? Или X-CUBE-TCPP е опционален во овој случај?

За да се стартува USB Type-C® PD решението во SINK режим, се препорачува X-CUBE-TCPP за да се олесни имплементацијата бидејќи треба да се управува со STM32 USB Type-C® PD решението. TCPP01-M12 е поврзаната оптимална заштита.

На USB печатените плочи, USB линиите за податоци (D+ и D-) се насочуваат како диференцијални сигнали од 90 оми. Дали трагите CC1 и CC2 мора да бидат исто така сигнали од 90 оми?

CC линиите се еднокрајни линии со нискофреквентна комуникација од 300 kbps. Карактеристичната импеданса не е критична.

Може ли TCPP да ги заштити D+, D-?

TCPP не е адаптиран за заштита на D+/- линии. За заштита на D+/- линии USBLC6-2 Се препорачуваат ESD заштитни средства или ECMF2-40A100N6 ESD заштита + филтер во заеднички режим ако има радиофреквенции на системот.

Дали драјверот е HAL или регистарот е капсулиран?

Возачот е ХАЛ.

Како можам да се осигурам дека STM32 правилно ги обработува преговорите за моќност и управувањето со струјата во PD протоколот без пишување код?

Прв чекор може да биде серија тестови за интероперабилност на терен со користење на достапни уреди достапни на пазарот. За да се разбере однесувањето на решението, STM32CubeMonUCPD овозможува следење и конфигурација на апликациите STM32 USB Type-C® и Power Delivery.

Втор чекор може да биде сертификација кај програмата за усогласеност на USB-IF (форум за имплементатори на USB) за да се добие официјален TID (Тест идентификација) број. Може да се изврши во работилница за усогласеност спонзорирана од USB-IF или во овластена независна лабораторија за тестирање.

Кодот генериран од X-CUBE-TCPP е подготвен за сертификација, а решенијата во таблата Nucleo/Discovery/Evaluation веќе се сертифицирани.

Како да се имплементира функцијата OVP на заштитата на портот Type-C? Може ли маргината на грешка да се постави во рамките на 8%?

Прагот на OVP е поставен со волуменtagРазделителниот мост е поврзан на компаратор со фиксна вредност на енергетскиот јаз.
Влезот на компараторот е VBUS_CTRL на TCPP01-M12 и Vsense на TCPP03-M20. Праг на волумен на OVP VBUStagможе да се промени хардверот според волуменотtagе-делителски однос.
Сепак, се препорачува да се користи соодносот на делител прикажан на X-NUCLEO-SNK1M1 или X-NUCLEO-DRP1M1 според целниот максимален волумен.tage.

Дали степенот на отвореност е висок? Може ли да се прилагодат некои од специфичните задачи?

USB Type-C® PD стекот не е отворен. Сепак, можно е да се прилагодат сите негови влезови и интеракцијата со решението. Исто така, можете да го погледнете упатството за употреба на STM32 што се користи за да го погледнете интерфејсот UCPD.

На што треба да обрнеме внимание при дизајнирањето на колото за заштита на портот?

TCPP IC мора да биде поставен блиску до конекторот Type-C. Шематските препораки се наведени во упатствата за користење на X-NUCLEO-SNK1M1, X-NUCLEO-SRC1M1, и X-NUCLEO-DRP1M1За да се обезбеди добра ESD робусност, би препорачал да погледнете на Забелешка за примена на совети за распоред на ESD.

Деновиве, се воведуваат многу едночипни интегрални ленти од Кина. Кои се специфичните предности?tagод користењето на STM32?

Клучните придобивки од ова решение се појавуваат кога се додава PD конектор од тип C на постоечко STM32 решение. Потоа, тоа е исплатливо бидејќи има низок волумен.tagКонтролерот UCPD е вграден во STM32 и има висок волуменtagКонтролите/заштитата се вршат преку TCPP.

Дали ST нуди препорачано решение со напојување и STM32-UCPD?

Тие се целосен бившampле со а USB Type-C адаптер за напојување со двоен порт базиран на STPD01 програмабилниот конвертор за отскокнување. STM32G071RBT6 и два TCPP02-M18 се користат за поддршка на два STPD01PUR програмабилни регулатори за отскокнување.

Кое е применливото решение за мијалник (монитор од класа 60 W), апликација HDMI или DP влез и напојување?

STM32-UCPD + TCPP01-M12 може да поддржи моќност на опаѓање до 60 W. За HDMI или DP, потребен е алтернативен режим, а тоа може да се направи софтверски.

Дали овие производи значат дека се тестирани за стандардните спецификации за USB-IF и USB усогласеност?

Генерираниот или предложениот код на пакетот со фирмвер е тестиран и официјално сертифициран за некои клучни конфигурации на хардвер. Како на пр.ample, X-NUCLEO-SNK1M1, X-NUCLEO-SRC1M1 и X-NUCLEO-DRP1M1 на врвот на NUCLEO се официјално сертифицирани, а USB-IF тест ID-ата се: TID5205, TID6408 и TID7884.

Конфигурација и код на апликацијата

Како можам да изградам ЗПО?

Градењето објект за податоци за напојување (PDO) во контекст на USB испорака на напојување (PD) вклучува дефинирање на можностите за напојување на USB PD извор или поводник. Еве ги чекорите за креирање и конфигурирање на PDO:

1. Идентификувајте го типот на PDO:
   • Фиксна понуда на PDOДефинира фиксен волуменtage и струја
   • Напојување на батеријата PDOДефинира опсег на волуменtages и максимална моќност
   • Променливо снабдување PDOДефинира опсег на волуменtages и максимална струја
   • Програмабилно напојување (PPS) APDOОвозможува програмабилен волуменtage и струја.
2. Дефинирајте ги параметрите:
   • Voltage: Волtagниво што ЗПО го обезбедува или бара
   • Струја / моќностСтрујата (за фиксни и променливи PDO) или моќноста (за PDO на батерии) што ја обезбедува PDO
     или барање.
3. Користете го графичкиот кориснички интерфејс STM32 Cube MonUCPD:
   • Чекор 1Осигурајте се дека ја имате најновата верзија на апликацијата STM32 Cube Mon UCPD
   • Чекор 2Поврзете ја вашата STM32G071-Disco плоча со вашиот компјутер и стартувајте ја апликацијата STM32 Cube Monitor-UCPD
   • Чекор 3: Изберете ја вашата табла во апликацијата
   • Чекор 4Одете до страницата „конфигурација на порт“ и кликнете на табулаторот „можности на полначот“ за да ги видите
     тековна листа на заштитени ознаки за потекло
   • Чекор 5Изменете постоечко PDO или додадете ново PDO следејќи ги упатствата
   • Чекор 6Кликнете на иконата „испрати до цел“ за да ја испратите ажурираната листа на PDO на вашата табла
   • Чекор 7Кликнете на иконата „зачувај сè во целта“ за да ја зачувате ажурираната листа на PDO на вашата табла[*].

Еве еден поранешенampлек за тоа како можете да дефинирате PDO со фиксна понуда во код:

/* Define a fixed supply PDO */
uint32_t fixed_pdo = 0;
fixed_pdo |= (voltage_in_50mv_units << 10); // Voltage in 50 mV units
fixed_pdo |= (max_current_in_10ma_units << 0); // Max current in 10 mA units
fixed_pdo |= (1 << 31); // fixed supply type

Exampконфигурација

За PDO со фиксно напојување со 5 V и 3A:

content_copy
uint32_t fixed_pdo = 0;
fixed_pdo |= (100 << 10); // 5 V (100 * 50 mV)
fixed_pdo |= (30 << 0); // 3A (30 * 10 mA)
fixed_pdo |= (1 << 31); // fixed supply type

Дополнителни размислувања: 

• Динамички PDO избор: Можете динамички да го промените методот на избор на PDO за време на извршување со модифицирање на променливата USED_PDO_SEL_METHOD во usbpd_user_services.c file[*] .
• Евалуација на можностите: Користете функции како USBPD_DPM_SNK_EvaluateCapabilities за да ги евалуирате примените можности и да ја подготвите пораката за барање[*].

Градењето на PDO вклучува дефинирање на волуменотtage и струјни (или моќни) параметри и нивно конфигурирање со користење на алатки како STM32CubeMonUCPD или директно во кодот. Со следење на чекорите и пр.ampСо обезбедените информации, можете ефикасно да креирате и управувате со PDO за вашите USB PD апликации.

Дали постои функција за шема за приоритизација со повеќе од еден поврзан PD-sink?

Да, постои функција што поддржува шема за приоритизација кога е поврзан повеќе од еден PD-sink. Ова е особено корисно во сценарија каде што повеќе уреди се поврзани на еден извор на енергија. Распределбата на енергија треба да се управува врз основа на приоритет.

Шемата за приоритизација може да се управува со помош на функцијата USBPD_DPM_SNK_EvaluateCapabilities. Оваа функција ги оценува примените можности од PD изворот и ја подготвува пораката за барање врз основа на барањата и приоритетите на синопот. Кога работите со повеќе синопови, можете да имплементирате шема за приоритизација со доделување нивоа на приоритет на секој синоп и модифицирање на функцијата USBPD_DPM_SNK_EvaluateCapabilities за да ги земе предвид овие приоритети.

content_copy
uint32_t fixed_pdo = 0;
fixed_pdo |= (100 << 10); // 5V (100 * 50mV)
fixed_pdo |= (30 << 0); // 3A (30 * 10mA)
fixed_pdo |= (1 << 31); // Fixed supply type

/* Define a Fixed Supply PDO */
uint32_t fixed_pdo = 0;
fixed_pdo |= (voltage_in_50mv_units << 10); // Voltage in 50mV units
fixed_pdo |= (max_current_in_10ma_units << 0); // Max current in 10mA units
fixed_pdo |= (1 << 31); // Fixed supply type

Дали е задолжително да се користи DMA со LPUART за графичкиот кориснички интерфејс?

Да, комуникацијата е задолжителна преку ST-LINK решение.

Дали LPUART поставувањето на 7 бита за должина на зборот е точно?

Да, точно е.

Во алатката STM32CubeMX – има поле за избор „заштеда на енергија на неактивен UCPD – повлекување на неактивна празна батерија“. Што значи ова поле за избор ако е овозможено?

Кога е SOURCE, USB Type-C® има потреба од отпорник за прицврстување поврзан на 3.3 V или 5.0 V. Тој делува како генератор на извор на струја. Овој извор на струја може да се оневозможи кога USB Type-C® PD не се користи за намалување на потрошувачката на енергија.

Дали е потребно да се користи FreeRTOS за STM32G0 и USB PD апликации? Дали има планови за USB PD кои не се FreeRTOS?amples?

Не е задолжително да се користи FreeRTOS за апликации за USB Power Delivery (USB PD) на микроконтролерот STM32G0. Можете да имплементирате USB PD без RTOS со ракување со настани и машини за состојби во главната јамка или преку прекинување на рутините за услуги. Иако имало барања за USB Power Delivery, на пр.ampлејови без RTOS. Моментално нема лејови кои не се RTOSample е достапно. Но, некои AzureRTOS ексample се достапни за сериите STM32U5 и H5.

Во демо-верзијата на STM32CubeMX за изработка на USB PD апликација за STM32G0, дали HSI точноста е прифатлива за USB PD апликации? Или употребата на надворешен HSE кристал е задолжителна?

HSI го обезбедува часовникот на јадрото за периферниот уред UCPD, така што нема никаква корист од користењето на HSE. Исто така, STM32G0 поддржува безкристални конекции за USB 2.0 во режим на уред, така што HSE би бил потребен само во режим на домаќин на USB 2.0.

Слика 3. Ресетирање на UCPD и часовници

Дали има некаква документација на која можам да се повикам за поставување на CubeMX како што објаснивте подоцна?

Документацијата е достапна во следниов начин Вики-врска.

Дали мониторот STM 32 Cube е способен за следење во реално време? Дали следењето во реално време е можно со поврзување на STM32 и ST-LINK?

Да, STM32CubeMonitor може да врши вистинско следење со поврзување на STM32 и ST-LINK.

Дали VBUS вол.tagФункцијата за мерење на струја/електрична енергија демонстрирана на екранот на мониторот е достапна како основна и стандардна на плочите овозможени со UCPD, или е карактеристика на додадената NUCLEO плоча?

Точен томtagМерењето е достапно нативно бидејќи VBUS voltage е потребен за USB Type-C®.
Точно мерење на струјата може да се направи со TCPP02-M18 / TCPP03-M20 благодарение на високата страна ampОслободувач и шунт отпорник исто така се користат за заштита од пренапонска струја.

Генератор на код на апликација

Може ли CubeMX да генерира проект базиран на Azure RTOS со X-CUBE-TCPP на ист начин со FreeRTOS™? Може ли да генерира код што управува со USB PD без да користи FreeRTOS™? Дали овој софтверски пакет бара RTOS за да работи?

STM32CubeMX генерира код благодарение на пакетот X-CUBE-TCPP користејќи го RTOS достапен за MCU, FreeRTOS™ (за STM32G0 како на пр.ampле), или AzureRTOS (за STM32H5 како на пр.ampле).

Може ли X-CUBE-TCPP да генерира код за двоен PD порт од тип C, како што е плочата STSW-2STPD01?

X-CUBE-TCPP може да генерира код само за еден порт. За да го направи тоа за два порта, треба да се генерираат два одделни проекти без преклопување на STM32 ресурсите и со две I2C адреси за TCPP02-M18 и да се спојат.
За среќа, STSW-2STPD01 има комплетен пакет на фирмвер за двата порта. Потоа не е потребно да се генерира код.

Дали оваа алатка за дизајн работи со сите микроконтролери со USB Type-C®?

Да, X-CUBE-TCPP работи со кој било STM32 што има вграден UCPD за сите куќишта за напојување (SINK / SOURCE / Dual Role). Работи со кој било STM32 за 5 V Type-C SOURCE.

Табела 1. Историја на ревизија на документ

Датум	Ревизија	Промени
20-јуни-2025	1	Почетно ослободување.

Важно известување – Внимателно прочитајте

STMicroelectronics NV и нејзините подружници („ST“) го задржуваат правото да прават промени, корекции, подобрувања, модификации и подобрувања на производите на ST и/или на овој документ во секое време без најава. Купувачите треба да ги добијат најновите релевантни информации за производите на ST пред да направат нарачки. Производите на ST се продаваат во согласност со одредбите и условите за продажба на ST кои се на сила во моментот на потврдата на нарачката.

Набавувачите се единствено одговорни за изборот, изборот и употребата на производите на ST и ST не презема никаква одговорност за помош при апликација или дизајнирање на производите на купувачите.

Ниту една лиценца, експлицитна или имплицитна, за кое било право на интелектуална сопственост не е дадена од страна на ST овде.

Препродажбата на производите на ST со одредби различни од информациите наведени овде ќе ја поништи секоја гаранција дадена од ST за таков производ.

ST и логото ST се заштитни знаци на ST. За дополнителни информации за заштитните марки ST, погледнете во www.st.com/trademarks. Сите други имиња на производи или услуги се сопственост на нивните соодветни сопственици.

Информациите во овој документ ги заменуваат и заменуваат информациите претходно доставени во која било претходна верзија на овој документ.

© 2025 STMicroelectronics – Сите права се задржани

Документи / ресурси

ST STM32 USB тип-C довод на енергија [pdf] Упатство за користење TN1592, UM2552, STEVAL-2STPD01, STM32 USB тип-C испорака на енергија, STM32, USB тип-C испорака на енергија, испорака на енергија тип-C, испорака на енергија, испорака

Референци

• Упатство за употреба