Napájanie cez STM32 USB typu C
Úvod
Tento dokument obsahuje zoznam často kladených otázok (FAQ) o STM32 USB Type-C® a napájaní.
Napájanie cez USB Type-C®
Can the USB Type-C® PD be used to transmit data? (Not using USB high-speed data transfer features)
Hoci samotný USB Type-C® PD nie je určený na vysokorýchlostný prenos dát, možno ho použiť s inými protokolmi a alternatívnymi režimami a zvláda základný prenos dát.
Aké je praktické využitie modulu VDM UCPD?
Správy definované dodávateľom (VDM) v rozhraní USB Type-C® Power Delivery poskytujú flexibilný mechanizmus na rozšírenie funkčnosti zariadenia USB Type-C® PD nad rámec štandardného vyjednávania napájania. VDM umožňujú identifikáciu zariadenia, alternatívne režimy, aktualizácie firmvéru, vlastné príkazy a ladenie. Implementáciou VDM môžu dodávatelia vytvárať proprietárne funkcie a protokoly a zároveň zachovávať kompatibilitu so špecifikáciou USB Type-C® PD.
STM32CubeMX needs to be configured with specific parameters, where are they available?
Najnovšia aktualizácia zmenila zobrazené informácie tak, aby boli užívateľsky prívetivejšie, teraz rozhranie jednoducho vyžaduje hlasitosť.tage a požadovaný prúd. Tieto parametre však možno nájsť v dokumentácii, tabuľku s rýchlymi referenciami nájdete v AN5418.
Obrázok 1. Specification detail (table 6-14 in universal serial bus Power Delivery specification)
Obrázok 2 explains the applied value 0x02019096.
Obrázok 2. Podrobné dekódovanie PDO
Viac informácií o definícii PDO nájdete v sekcii POWER_IF v UM2552.
Aký je maximálny výstupný prúd rozhrania USB?
Maximálny výstupný prúd povolený štandardom USB Type-C® PD je 5 A so špecifickým 5 A káblom. Bez špecifického kábla je maximálny výstupný prúd 3 A.
Does this ‘Dual-role mode’ mean be able to supply power and charge in reverse?
Áno, DRP (dvojitý port) môže byť napájaný (sink) alebo môže napájať (source). Bežne sa používa v zariadeniach napájaných z batérie.
Riadiaca jednotka a ochrana napájania STM32
Podporuje MCU iba štandard PD alebo aj QC?
Mikrokontroléry STM32 primárne podporujú štandard USB Power Delivery (PD), čo je flexibilný a široko používaný protokol pre napájanie cez pripojenia USB Type-C®. Mikrokontroléry STM32 ani stack USB PD od spoločnosti STMicroelectronics neposkytujú natívnu podporu pre rýchle nabíjanie (QC). Ak je potrebná podpora rýchleho nabíjania, mal by sa s mikrokontrolérom STM32 použiť špecializovaný integrovaný obvod radiča QC.
Is it possible to implement a synchronous rectification algorithm in the package? Can it manage multiple outputs and controller roles?
Implementácia synchrónneho usmerňovacieho algoritmu s viacerými výstupmi a úlohou regulátora je možná s mikrokontrolérmi STM32. Konfiguráciou periférií PWM a ADC a vývojom riadiaceho algoritmu je možné dosiahnuť efektívnu konverziu výkonu a spravovať viacero výstupov. Okrem toho, použitie komunikačných protokolov ako I2C alebo SPI koordinuje prevádzku viacerých zariadení v konfigurácii regulátor-cieľ. Ako napr.ampNapríklad STEVAL-2STPD01 s jedným STM32G071RBT6, ktorý obsahuje dva ovládače UCPD, dokáže spravovať dva porty napájania typu C s výkonom 60 W a rozhraním Type-C.
Existujú TCPP pre VBUS > 20 V? Vzťahujú sa tieto produkty na EPR?
Séria TCPP0 je dimenzovaná na napätie VBUS do 20 V.tage SPR (štandardný výkonový rozsah).
Ktorá séria mikrokontrolérov STM32 podporuje USB Type-C® PD?
Periférne zariadenie UCPD na správu USB Type-C® PD je zabudované v nasledujúcich sériách STM32: STM32G0, STM32G4, STM32L5, STM32U5, STM32H5, STM32H7R/S, STM32N6 a STM32MP2. V čase zápisu dokumentu poskytuje hodnotu 961 P/N.
How to make the STM32 MCU works as a USB serial device following USB CDC class? Is the same or similar procedure help me go no-code?
Komunikácia cez USB riešenie je podporovaná systémom Real Ex.ampsúbor nástrojov na objavovanie alebo hodnotenie vrátane komplexných knižníc bezplatného softvéru a exampsúbory dostupné s balíkom MCU. Generátor kódu nie je k dispozícii.
Is it possible to dynamically change the PD ‘data’ in the software run-time? E.g. voltage and current demands/capabilities, consumer/provider etc.?
It is possible to dynamically change the power role (consumer – SINK or provider – SOURCE), the power demand (power data object) and data role (host or device) thanks USB Type-C® PD. This flexibility is illustrated in STM32H7RS USB Dual Role Data and Power video.
Is it possible to use the USB2.0 standard and the Power Delivery (PD) to receive more than 500 mA?
Rozhranie USB Type-C® PD umožňuje vysokovýkonné a rýchle nabíjanie zariadení USB nezávisle od prenosu dát. Pri prenose cez rozhranie USB 500.x a 2.x je teda možné prijímať viac ako 3 mA.
Do we have the possibility to read information on the source or sink device such as the PID/UID of the USB device?
USB PD podporuje výmenu rôznych typov správ vrátane rozšírených správ, ktoré môžu obsahovať podrobné informácie o výrobcovi. Rozhranie API USBPD_PE_SendExtendedMessage je navrhnuté na uľahčenie tejto komunikácie a umožňuje zariadeniam vyžadovať a prijímať údaje, ako je názov výrobcu, názov produktu, sériové číslo, verzia firmvéru a ďalšie vlastné informácie definované výrobcom.
Pri použití štítu X-NUCLEO-SNK1M1, ktorý obsahuje TCPP01-M12, mal by sa použiť aj X-CUBE-TCPP? Alebo je X-CUBE-TCPP v tomto prípade voliteľný?
Na spustenie riešenia USB Type-C® PD v režime SINK sa odporúča X-CUBE-TCPP pre jednoduchšiu implementáciu, pretože riešenie STM32 USB Type-C® PD vyžaduje správu. TCPP01-M12 predstavuje súvisiacu optimálnu ochranu.
Na doskách plošných spojov s USB sú dátové linky USB (D+ a D-) smerované ako diferenciálne signály s impedanciou 90 ohmov. Musia byť aj linky CC1 a CC2 signály s impedanciou 90 ohmov?
Linky CC sú jednostranné linky s nízkofrekvenčnou komunikáciou s rýchlosťou 300 kb/s. Charakteristická impedancia nie je kritická.
Dokáže TCPP chrániť D+, D-?
TCPP is not adapted to protect D+/- lines. To protect D+/- lines USBLC6-2 ESD protections are recommended or ECMF2-40A100N6 ESD protections + common-mode filter if radio frequencies on the system.
Je ovládač HAL alebo register zapuzdrený?
Vodičom je HAL.
Ako môžem zabezpečiť, aby STM32 správne spracovával vyjednávanie napájania a správu prúdu v protokole PD bez písania kódu?
A first step can be a series of field interoperability tests using available device available on the market. To understand the solution behavior, STM32CubeMonUCPD allows monitoring and configuration of STM32 USB Type-C® and Power Delivery applications.
A second step can be a certification with the USB-IF (USB implementer forum) compliance program to obtain an official TID (Test Identification) number. It can be performed in a USB-IF sponsored compliance workshop or in an authorized independent test lab.
The code generated by X-CUBE-TCPP is ready to be certified and solutions in the Nucleo/Discovery/Evaluation board have already been certified.
Ako implementovať funkciu OVP ochrany portu typu C? Dá sa nastaviť tolerancia chyby v rozmedzí 8 %?
Prah OVP je stanovený objemomtage divider bridge connected on a comparator with a fixed bandgap value.
Comparator input is VBUS_CTRL on TCPP01-M12 and Vsense on TCPP03-M20. OVP VBUS threshold voltage sa dá HW meniť podľa objemutage divider ratio.
However, it is recommended to use the divider ratio presented on X-NUCLEO-SNK1M1 or X-NUCLEO-DRP1M1 according to the targeted maximum voltage.
Je stupeň otvorenosti vysoký? Je možné prispôsobiť niektoré špecifické úlohy?
Zásobník USB Type-C® PD nie je otvorený. Je však možné prispôsobiť všetky jeho vstupy a interakciu s riešením. Môžete si tiež pozrieť referenčnú príručku k použitému STM32, kde nájdete informácie o rozhraní UCPD.
Na čo by sme mali venovať pozornosť pri návrhu obvodu ochrany portu?
TCPP IC must be placed close to the Type-C connector. Schematic recommendations are listed in user manuals of X-NUCLEO-SNK1M1, X-NUCLEO-SRC1M1, a X-NUCLEO-DRP1M1. To insure a good ESD robustness, I would recommend having a look on ESD layout tips application note.
V súčasnosti sa z Číny zavádza veľa jednočipových integrovaných obvodov. Aké sú ich konkrétne výhody?tagpoužitie STM32?
Kľúčové výhody tohto riešenia sa prejavia pri pridaní konektora PD typu C k existujúcemu riešeniu STM32. Je to potom nákladovo efektívne, pretože má nízke napätie...tagRiadiaca jednotka UCPD je zabudovaná v STM32 a má vysoký objemtagKontroly/ochranu vykonáva TCPP.
Ponúka ST nejaké odporúčané riešenie s napájacím zdrojom a STM32-UCPD?
Sú to úplne bývalíample s a USB Type-C Power Delivery dual port adapter based on the STPD01 programmable buck converter. STM32G071RBT6 and two TCPP02-M18 are used to support two STPD01PUR programmable buck regulators.
Aké je vhodné riešenie pre Sink (monitor triedy 60 W), aplikáciu so vstupom HDMI alebo DP a napájaním?
STM32-UCPD + TCPP01-M12 dokáže podporovať spotrebu energie až do 60 W. Pre HDMI alebo DP je potrebný alternatívny režim, ktorý je možné nastaviť softvérovo.
Znamenajú tieto produkty, že boli testované na štandardné špecifikácie USB-IF a súlad s USB?
Kód vygenerovaný alebo navrhnutý vo firmvéri bol testovaný a oficiálne certifikovaný pre niektoré kľúčové hardvérové konfigurácie. Ako napr.ampČipy X-NUCLEO-SNK1M1, X-NUCLEO-SRC1M1 a X-NUCLEO-DRP1M1 nad NUCLEO boli oficiálne certifikované a ich testovacie ID USB-IF sú: TID5205, TID6408 a TID7884.
Konfiguračný a aplikačný kód
Ako môžem vytvoriť PDO?
Vytvorenie objektu napájacích dát (PDO) v kontexte napájania cez USB (PD) zahŕňa definovanie napájacích možností zdroja alebo spotrebiča USB PD. Tu sú kroky na vytvorenie a konfiguráciu PDO:
- Identify the type of PDO:
- Fixed supply PDO: Defines a fixed voltage a prúd
- Battery supply PDO: Defines a range of voltages and a maximum power
- Variable supply PDO: Defines a range of voltages and a maximum current
- Programmable Power Supply (PPS) APDO: Allows for a programmable voltage a prúd.
- Definujte parametre:
- Voltage: Zvtagúroveň, ktorú poskytuje alebo požaduje PDO
- Current / power: The current (for fixed and variable PDOs) or power (for battery PDOs) the PDO provide
or request.
- Use the STM32 Cube MonUCPD GUI:
- Krok 1: Ensure you have the latest version of the STM32 Cube Mon UCPD application
- Krok 2: Connect your STM32G071-Disco board to your host machine and launch the STM32 Cube Monitor-UCPD application
- Krok 3: Select your board in the application
- Krok 4: Navigate to the “port configuration” page and click on the “sink capabilities” tab to see the
current PDO list - Krok 5: Modify an existing PDO or add a new PDO by following the prompts
- Krok 6: Click on the “send to target” icon to send the updated PDO list to your board
- Krok 7: Click on the “save all in target” icon to save the updated PDO list onto your board[*].
Tu je bývalýamppríklad toho, ako by ste mohli definovať PDO s pevnou dodávkou v kóde:
/* 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
Exampkonfigurácia súboru
Pre PDO s pevným napájaním s 5 V a 3 A:
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
Ďalšie úvahy:
- Dynamic PDO selection: You can dynamically change the PDO selection method at runtime by modifying the USED_PDO_SEL_METHOD variable in the usbpd_user_services.c file[*] .
- Evaluation of capabilities: Use functions like USBPD_DPM_SNK_EvaluateCapabilities to evaluate received capabilities and prepare the request message[*] .
Vytvorenie PDO zahŕňa definovanie objemutagparametre e a prúdu (alebo výkonu) a ich konfiguráciu pomocou nástrojov ako STM32CubeMonUCPD alebo priamo v kóde. Dodržaním krokov a príkladovampPomocou poskytnutých súborov môžete efektívne vytvárať a spravovať objekty PDO pre vaše aplikácie USB PD.
Is there a function for a prioritizing scheme with more than one PD-sink connected?
Áno, existuje funkcia, ktorá podporuje schému prioritizácie, keď je pripojených viac ako jeden PD-sink. Toto je obzvlášť užitočné v scenároch, kde je k jednému zdroju napájania pripojených viacero zariadení. Distribúciu napájania je potrebné riadiť na základe priority.
Schému prioritizácie je možné spravovať pomocou funkcie USBPD_DPM_SNK_EvaluateCapabilities. Táto funkcia vyhodnocuje prijaté možnosti zo zdroja PD a pripravuje správu s požiadavkou na základe požiadaviek a priorít drinku. Pri práci s viacerými drinkmi môžete implementovať schému prioritizácie priradením úrovní priority každému drinku a úpravou funkcie USBPD_DPM_SNK_EvaluateCapabilities tak, aby tieto priority zohľadnila.
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
Je povinné používať DMA s LPUART pre grafické rozhranie?
Áno, je povinné komunikovať prostredníctvom riešenia ST-LINK.
Je nastavenie LPUART na 7 bitov pre dĺžku slova správne?
Áno, je to správne.
In the STM32CubeMX tool – there is a check box “save power of non-active UCPD – deactive dead battery pull-up.” What does mean this check box if it is enable?
Keď je port SOURCE (Zdroj), USB Type-C® potrebuje pull-up rezistor pripojený k napätiu 3.3 V alebo 5.0 V. Funguje ako generátor zdroja prúdu. Tento zdroj prúdu je možné vypnúť, keď sa USB Type-C® PD nepoužíva, aby sa znížila spotreba energie.
Is it necessary to use FreeRTOS for STM32G0 and USB PD applications? Any plans for non-FreeRTOS USB PD examples?
Používanie FreeRTOS pre aplikácie USB Power Delivery (USB PD) na mikrokontroléri STM32G0 nie je povinné. USB PD môžete implementovať bez RTOS spracovaním udalostí a stavových automatov v hlavnej slučke alebo prerušením servisných rutín. Hoci sa objavili požiadavky na USB Power Delivery napr.ampsúbory bez RTOS. Momentálne žiadne súbory bez RTOSample je k dispozícii. Ale niektoré AzureRTOS exampsú dostupné pre série STM32U5 a H5.
In the STM32CubeMX demo building a USB PD application for STM32G0, is HSI accuracy acceptable for USB PD applications? Or the use of external HSE crystal is mandatory?
HSI zabezpečuje hodinový signál jadra pre perifériu UCPD, takže použitie HSE nemá žiadnu výhodu. STM32G0 tiež podporuje bezkryštálový režim pre USB 2.0 v režime zariadenia, takže HSE by bolo potrebné iba v hostiteľskom režime USB 2.0.
Obrázok 3. UCPD reset and clocks
Existuje nejaká dokumentácia, na ktorú sa môžem odvolať pri nastavení CubeMX, ako ste neskôr vysvetlili?
The documentation is available in the following Wiki link.
Is the STM 32 Cube Monitor capable of real-time monitoring? Is real-time monitoring possible by connecting STM32 and ST-LINK?
Áno, STM32CubeMonitor dokáže vykonávať skutočné monitorovanie prepojením STM32 a ST-LINK.
Je objem VBUStagJe funkcia merania elektrického prúdu znázornená na monitore dostupná v základnej a predvolenej konfigurácii na doskách s podporou UCPD, alebo je to funkcia pridanej dosky NUCLEO?
Presný objtagMeranie je dostupné natívne, pretože VBUS voltage is required by USB Type-C®.
Accurate current measurement can be done by TCPP02-M18 / TCPP03-M20 thanks to high side ampOdporový a paralelný rezistor sa tiež používa na ochranu pred nadprúdom.
Generátor aplikačného kódu
Can CubeMX generate an Azure RTOS-based project with X-CUBE-TCPP by the same way with FreeRTOS™? Can it generate the code managing the USB PD without using FreeRTOS™? Does this software suite require an RTOS to operate?
STM32CubeMX generates code thanks to the X-CUBE-TCPP package using the RTOS available for the MCU, FreeRTOS™ (for STM32G0 as example) alebo AzureRTOS (pre STM32H5 ako napr.ample).
Can X-CUBE-TCPP generate code for dual Type-C PD port such as STSW-2STPD01 board?
X-CUBE-TCPP can generate code for only a single port. To do it for two ports, two separated projects have to be generated without overlap on STM32 resources and with two I2C addresses for TCPP02-M18 and be merged.
Našťastie STSW-2STPD01 has a complete firmware package for the two ports. It is then not necessary to generate code.
Funguje tento návrhový nástroj so všetkými mikrokontrolérmi s USB Type-C®?
Áno, X-CUBE-TCPP funguje s akýmkoľvek STM32, ktorý má vstavanú UCPD pre všetky napájacie skrine (SINK / SOURCE / Dual Role). Funguje s akýmkoľvek STM32 pre 5 V Type-C SOURCE.
Tabuľka 1. História revízií dokumentu
| Dátum | Revízia | Zmeny |
| 20-jún-2025 | 1 | Prvotné uvoľnenie. |
Important Notice – Read Carefully
STMicroelectronics NV a jej dcérske spoločnosti (“ST”) si vyhradzujú právo vykonávať zmeny, opravy, vylepšenia, úpravy a vylepšenia produktov ST a/alebo tohto dokumentu kedykoľvek bez upozornenia. Kupujúci by mali pred zadaním objednávky získať najnovšie relevantné informácie o produktoch ST. Produkty ST sa predávajú v súlade s obchodnými podmienkami ST platnými v čase potvrdenia objednávky.
Kupujúci sú výhradne zodpovední za výber, výber a používanie produktov ST a ST nepreberá žiadnu zodpovednosť za pomoc pri aplikácii alebo dizajn produktov kupujúcich.
Spoločnosť ST tu neudeľuje žiadnu licenciu, výslovnú ani implicitnú, na akékoľvek právo duševného vlastníctva.
Opätovný predaj produktov ST s ustanoveniami odlišnými od informácií uvedených v tomto dokumente ruší akúkoľvek záruku poskytnutú spoločnosťou ST na takýto produkt.
ST a logo ST sú ochranné známky spoločnosti ST. Ďalšie informácie o ochranných známkach ST nájdete na www.st.com/trademarks. Všetky ostatné názvy produktov alebo služieb sú majetkom ich príslušných vlastníkov.
Informácie v tomto dokumente nahrádzajú a nahrádzajú informácie predtým uvedené v akýchkoľvek predchádzajúcich verziách tohto dokumentu.
© 2025 STMicroelectronics – Všetky práva vyhradené
Dokumenty / zdroje
 |
Napájanie ST STM32 cez USB typu C [pdfPoužívateľská príručka TN1592, UM2552, STEVAL-2STPD01, STM32 Napájanie cez USB typu C, STM32, Napájanie cez USB typu C, Napájanie cez USB typu C, Napájanie, Napájanie |