STM32 USB Type-C напајање

Увод

Овај документ садржи листу често постављаних питања (FAQ) о STM32 USB Type-C® и напајању.

Напајање преко USB-а типа C®

Да ли се USB Type-C® PD може користити за пренос података? (Не користи функције USB брзог преноса података)

Иако сам USB Type-C® PD није дизајниран за брзи пренос података, може се користити са другим протоколима и алтернативним режимима и управља основним преносом података.

Која је практична употреба VDM UCPD модула?

Поруке дефинисане од стране произвођача (VDM) у USB Type-C® Power Delivery пружају флексибилан механизам за проширење функционалности USB Type-C® PD изван стандардног преговарања о напајању. VDM-ови омогућавају идентификацију уређаја, алтернативне режиме, ажурирања фирмвера, прилагођене команде и отклањање грешака. Имплементацијом VDM-ова, произвођачи могу да креирају власничке функције и протоколе уз одржавање компатибилности са USB Type-C® PD спецификацијом.

STM32CubeMX треба да се конфигурише са одређеним параметрима, где су они доступни?

Најновије ажурирање је променило приказ информација како би биле једноставније за коришћење, сада интерфејс једноставно захтева јачину звукаtagе и жељена струја. Међутим, ови параметри се могу наћи у документацији, можете видети табелу са брзим референцама у AN5418.

Слика 1Детаљи спецификације (табела 6-14 у спецификацији напајања универзалне серијске магистрале)

Слика 2 објашњава примењену вредност 0x02019096.
Слика 2. Детаљно PDO декодирање

За више детаља о дефиницији PDO, погледајте одељак POWER_IF у UM2552.

Која је максимална излазна струја USB интерфејса?

Максимална излазна струја коју дозвољава USB Type-C® PD стандард је 5 A са одређеним каблом од 5 A. Без одређеног кабла, максимална излазна струја је 3 A.

Да ли овај „режим двоструке улоге“ значи могућност напајања и пуњења у обрнутом смеру?

Да, DRP (порт са двоструком улогом) може бити напајан (sink) или може напајати (source). Обично се користи на уређајима који се напајају батеријама.

STM32 контролер и заштита напајања

Да ли MCU подржава само PD стандард или и QC?

STM32 микроконтролери првенствено подржавају USB Power Delivery (PD) стандард, који је флексибилан и широко усвојен протокол за напајање преко USB Type-C® конекција. STM32 микроконтролери или USB PD стек компаније STMicroelectronics не пружају изворну подршку за брзо пуњење (QC). Ако је потребна подршка за брзо пуњење, требало би користити наменски QC контролер IC са STM32 микроконтролером.

Да ли је могуће имплементирати алгоритам синхроног исправљања у пакету? Да ли може да управља вишеструким излазима и улогама контролера?

Имплементација синхроног алгоритма исправљања са више излаза и улогом контролера је изводљива са STM32 микроконтролерима. Конфигурисањем PWM и ADC периферних уређаја и развојем алгоритма управљања, могуће је постићи ефикасну конверзију снаге и управљати више излаза. Поред тога, коришћење комуникационих протокола као што су I2C или SPI координира рад више уређаја у конфигурацији контролер-циљ. Као нпр.ampНа пример, STEVAL-2STPD01 са једним STM32G071RBT6 чипом који уграђује два UCPD контролера може да управља са два Type-C 60 W Type-C порта за напајање.

Да ли постоје TCPP за VBUS > 20 V? Да ли се ови производи примењују на EPR?

Серија TCPP0 је оцењена за напон до 20 V VBUS-a.tagе SPR (Стандардни опсег снаге).

Која серија STM32 микроконтролера подржава USB Type-C® PD?

UCPD периферни уређај за управљање USB Type-C® PD је уграђен у следеће STM32 серије: STM32G0, STM32G4, STM32L5, STM32U5, STM32H5, STM32H7R/S, STM32N6 и STM32MP2. Даје 961 P/N у тренутку писања документа.

Како натерати STM32 MCU да ради као USB серијски уређај пратећи USB CDC класу? Да ли ми иста или слична процедура помаже да пређем без кода?

Реал Екс подржава комуникацију преко УСБ решењаampброј алата за откривање или процену, укључујући свеобухватне библиотеке бесплатног софтвера иampДатотеке доступне са MCU пакетом. Генератор кода није доступан.

Да ли је могуће динамички мењати „податке“ о програмској дефиницији (PD) током извршавања софтвера? Нпр. voltagи тренутне потребе/могућности, потрошач/провајдер итд.?

Могуће је динамички мењати улогу напајања (потрошач – SINK или провајдер – SOURCE), потражњу за напајањем (објекат података о напајању) и улогу података (хост или уређај) захваљујући USB Type-C® PD. Ова флексибилност је илустрована у STM32H7RS USB двострука улога за пренос података и напајање видео.

Да ли је могуће користити USB2.0 стандард и Power Delivery (PD) за пријем више од 500 mA?

USB Type-C® PD омогућава велике снаге и брзо пуњење за USB уређаје независно од преноса података. Дакле, могуће је примити више од 500 mA током преноса у USB 2.x, 3.x.

Да ли имамо могућност да прочитамо информације о изворном или пријемном уређају као што су PID/UID USB уређаја?

USB PD подржава размену различитих врста порука, укључујући проширене поруке које могу да садрже детаљне информације о произвођачу. USBPD_PE_SendExtendedMessage API је дизајниран да олакша ову комуникацију, омогућавајући уређајима да захтевају и примају податке као што су назив произвођача, назив производа, серијски број, верзија фирмвера и друге прилагођене информације које је дефинисао произвођач.

Када се користи X-NUCLEO-SNK1M1 штит који укључује TCPP01-M12, да ли треба користити и X-CUBE-TCPP? Или је X-CUBE-TCPP опционалан у овом случају?

Да би се покренуло USB Type-C® PD решење у SINK режиму, препоручује се X-CUBE-TCPP ради лакше имплементације јер је потребно управљати STM32 USB Type-C® PD решењем. TCPP01-M12 је повезана оптимална заштита.

На USB штампаним плочама, USB линије за пренос података (D+ и D-) се усмеравају као диференцијални сигнали од 90 ома. Да ли CC1 и CC2 трагови такође морају бити сигнали од 90 ома?

CC линије су једностране линије са комуникацијом на ниским фреквенцијама од 300 kbps. Карактеристична импеданса није критична.

Може ли TCPP заштитити D+, D-?

TCPP није прилагођен за заштиту D+/- линија. За заштиту D+/- линија УСБЛЦ6-2 Препоручује се ESD заштита или ЕЦМФ2-40А100Н6 ESD заштита + филтер заједничког режима ако су радио фреквенције на систему.

Да ли је драјвер HAL или регистар енкапсулиран?

Возач је HAL.

Како могу да осигурам да STM32 правилно обрађује преговоре о напајању и управљање струјом у PD протоколу без писања кода?

Први корак може бити серија тестова интероперабилности на терену користећи доступне уређаје доступне на тржишту. Да би се разумело понашање решења, STM32CubeMonUCPD омогућава праћење и конфигурацију STM32 USB Type-C® и апликација за испоруку напајања.

Други корак може бити сертификација са програмом усаглашености USB-IF (USB impplementer forum) ради добијања званичног TID (Test Identification) броја. То се може обавити у радионици за усаглашеност коју спонзорише USB-IF или у овлашћеној независној лабораторији за тестирање.

Код генерисан помоћу X-CUBE-TCPP је спреман за сертификовање, а решења у одбору Nucleo/Discovery/Evaluation су већ сертификована.

Како имплементирати OVP функцију заштите Type-C порта? Да ли се маргина грешке може подесити унутар 8%?

Праг OVP-а се подешава вол.tagделни мост повезан на компаратор са фиксном вредношћу забрањене зоне.
Улаз компаратора је VBUS_CTRL на TCPP01-M12 и Vsense на TCPP03-M20. OVP VBUS праг запреминеtagе може се мењати у складу са запреминомtagоднос делиоца е.
Међутим, препоручује се коришћење односа делила представљеног на X-NUCLEO-SNK1M1 или X-NUCLEO-DRP1M1 у складу са циљаном максималном запреминомtage.

Да ли је степен отворености висок? Да ли је могуће прилагодити неке од специфичних задатака?

USB Type-C® PD стек није отвореног типа. Међутим, могуће је прилагодити све његове улазе и интеракцију са решењем. Такође, можете погледати референтни приручник за STM32 који се користи да бисте погледали UCPD интерфејс.

На шта треба обратити пажњу при пројектовању кола заштите порта?

TCPP IC мора бити постављен близу Type-C конектора. Шематске препоруке су наведене у корисничким приручницима за Кс-НУЦЛЕО-СНК1М1, Кс-НУЦЛЕО-СРЦ1М1, и X-NUCLEO-DRP1M1Да бисте осигурали добру отпорност на електростатично струјање (ESD), препоручио бих да погледате Напомена о примени савета за распоред ESD-а.

Ових дана се из Кине уводи много једночипних интегрисаних кола. Које су специфичне предности?tagКако се користи STM32?

Кључне предности овог решења се јављају када се постојећем STM32 решењу дода Type-C PD конектор. Затим, исплативо је због ниске запремине.tagUCPD контролер је уграђен у STM32 и има високу јачину звука.tagКонтроле/заштиту врши TCPP.

Да ли ST препоручује решење са напајањем и STM32-UCPD?

Они су потпуно бившиample sa a USB Type-C адаптер за напајање са два порта засновано на програмабилном бацк конвертору STPD01. STM32G071RBT6 и два TCPP02-M18 се користе за подршку два програмабилна бацк регулатора STPD01PUR.

Које је применљиво решење за Sink (монитор класе 60 W), апликацију, HDMI или DP улаз и напајање?

STM32-UCPD + TCPP01-M12 може да подржи смањење снаге до 60 W. За HDMI или DP, потребан је алтернативни режим, а то се може урадити софтверски.

Да ли ови производи значе да су тестирани на стандардне спецификације USB-IF и USB усклађеност?

Код генерисан или предложен на пакету фирмвера је тестиран и званично сертификован за неке кључне хардверске конфигурације. Као нпр.ampле, X-NUCLEO-SNK1M1, X-NUCLEO-SRC1M1 и X-NUCLEO-DRP1M1 поред NUCLEO-а су званично сертификовани, а USB-IF тест ID-ови су: TID5205, TID6408 и TID7884.

Конфигурација и код апликације

Како могу да направим ПДО?

Креирање објекта података о напајању (PDO) у контексту USB напајања (PD) подразумева дефинисање могућности напајања USB PD извора или одвода. Ево корака за креирање и конфигурисање PDO-а:

1. Идентификујте врсту ПДО-а:
   • Фиксно снабдевање ПДОДефинише фиксну запреминуtagе и струја
   • Напајање батеријом ПДОДефинише опсег запреминеtagи максималну снагу
   • Променљиво снабдевање PDOДефинише опсег запреминеtagи максималну струју
   • Програмабилно напајање (PPS) APDOОмогућава програмабилну јачину звукаtagе и струја.
2. Дефинишите параметре:
   • Волtage: Волtagниво који PDO пружа или захтева
   • Струја / снагаСтруја (за фиксне и променљиве PDO-ове) или снага (за батеријске PDO-ове) коју PDO обезбеђује
     или захтев.
3. Користите графички кориснички интерфејс STM32 Cube MonUCPD:
   • Корак 1Уверите се да имате најновију верзију апликације STM32 Cube Mon UCPD
   • Корак 2Повежите вашу STM32G071-Disco плочу са вашим хост рачунаром и покрените апликацију STM32 Cube Monitor-UCPD
   • Корак 3Изаберите своју таблу у апликацији
   • Корак 4Идите на страницу „конфигурација порта“ и кликните на картицу „могућности пријема“ да бисте видели
     тренутна листа ПДО
   • Корак 5Измените постојећи PDO или додајте нови PDO пратећи упутства
   • Корак 6Кликните на икону „пошаљи циљу“ да бисте послали ажурирану PDO листу на вашу таблу
   • Корак 7Кликните на икону „сачувај све у циљу“ да бисте сачували ажурирану PDO листу на вашој табли[*].

Ево бившегampПример како бисте могли да дефинишете фиксни PDO снабдевања у коду:

/* 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

Exampле конфигурација

За фиксно напајање PDO са 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

Додатна разматрања: 

• Динамички избор PDO-а: Можете динамички променити метод избора PDO-а током извршавања програма модификовањем променљиве USED_PDO_SEL_METHOD у usbpd_user_services.c file[*] .
• Процена могућности: Користите функције попут USBPD_DPM_SNK_EvaluateCapabilities да бисте проценили примљене могућности и припремили поруку захтева[*].

Изградња PDO-а подразумева дефинисање запреминеtagпараметри струје (или снаге) и њихово конфигурисање помоћу алата као што је STM32CubeMonUCPD или директно у коду. Пратећи кораке и примереampПомоћу обезбеђених датотека можете ефикасно креирати и управљати ПДО-има за ваше УСБ ПД апликације.

Да ли постоји функција за шему одређивања приоритета са више повезаних PD-снкира?

Да, постоји функција која подржава шему одређивања приоритета када је повезано више од једног PD-sink-а. Ово је посебно корисно у сценаријима где је више уређаја повезано на један извор напајања. Дистрибуција напајања мора се управљати на основу приоритета.

Шема приоритетизације може се управљати помоћу функције USBPD_DPM_SNK_EvaluateCapabilities. Ова функција процењује примљене могућности из PD извора и припрема поруку захтева на основу захтева и приоритета потопца. Када радите са више потопца, можете имплементирати шему приоритетизације додељивањем нивоа приоритета сваком потопцу и модификовањем функције USBPD_DPM_SNK_EvaluateCapabilities да би се узели у обзир ови 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

Да ли је обавезно користити DMA са LPUART-ом за GUI?

Да, обавезно је комуницирати путем ST-LINK решења.

Да ли је LPUART подешавање од 7 бита за дужину речи исправно?

Да, тачно је.

У алату STM32CubeMX – постоји поље за потврду „штеди енергију неактивног UCPD – деактивно напајање празне батерије“. Шта значи ово поље за потврду ако је омогућено?

Када је SOURCE (ИЗВОР), USB Type-C® захтева отпорник за повећање струје повезан на 3.3 V или 5.0 V. Он делује као генератор извора струје. Овај извор струје може се онемогућити када се USB Type-C® PD не користи ради смањења потрошње енергије.

Да ли је неопходно користити FreeRTOS за STM32G0 и USB PD апликације? Има ли планова за USB PD апликације које нису FreeRTOS?ampлес?

Није обавезно користити FreeRTOS за апликације са USB напајањем (USB PD) на микроконтролеру STM32G0. USB PD можете имплементирати без RTOS-а тако што ћете обрађивати догађаје и машине стања у главној петљи или прекидањем сервисних рутина. Иако је било захтева за USB напајањем, нпр.ampдатотеке без RTOS-а. Тренутно нема апликација које нису RTOS.ample је доступан. Али неки AzureRTOS exampДоступни су за серије STM32U5 и H5.

У демо верзији STM32CubeMX која креира USB PD апликацију за STM32G0, да ли је HSI тачност прихватљива за USB PD апликације? Или је употреба екстерног HSE кристала обавезна?

HSI обезбеђује такт језгра за UCPD периферни уређај, тако да нема користи од коришћења HSE-а. Такође, STM32G0 подржава безкристалну архитектуру за USB 2.0 у режиму уређаја, тако да би HSE био потребан само у режиму USB 2.0 хоста.

Слика 3Ресетовање и тактови UCPD-а

Да ли постоји нека документација на коју могу да се позовем за подешавање CubeMX-а, као што сте касније објаснили?

Документација је доступна у следећем Вики линк.

Да ли је STM 32 Cube Monitor способан за праћење у реалном времену? Да ли је праћење у реалном времену могуће повезивањем STM32 и ST-LINK-а?

Да, STM32CubeMonitor може да врши прави мониторинг повезивањем STM32 и ST-LINK-а.

Да ли је VBUS волtagДа ли је функција мерења електричне/струје приказана на екрану монитора доступна основно и подразумевано на плочама са омогућеним UCPD-ом, или је то карактеристика додате NUCLEO плоче?

Аццурате волtagМерење је доступно изворно јер VBUS вол.tagUSB Type-C® захтева е.
Прецизно мерење струје може се обавити помоћу TCPP02-M18 / TCPP03-M20 захваљујући високој страни ampОтпорник и шантни отпорник се такође користе за заштиту од превелике струје.

Генератор кода апликације

Може ли CubeMX да генерише пројекат базиран на Azure RTOS-у са X-CUBE-TCPP на исти начин као са FreeRTOS™? Може ли да генерише код који управља USB PD-ом без коришћења FreeRTOS™-а? Да ли је за рад овог софтверског пакета потребан RTOS?

STM32CubeMX генерише код захваљујући X-CUBE-TCPP пакету користећи RTOS доступан за MCU, FreeRTOS™ (за STM32G0 као нпр.ample), или AzureRTOS (за STM32H5 као нпр.ampле).

Може ли X-CUBE-TCPP генерисати код за дуални Type-C PD порт као што је STSW-2STPD01 плоча?

X-CUBE-TCPP може да генерише код само за један порт. Да би се то урадило за два порта, морају се генерисати два одвојена пројекта без преклапања на STM32 ресурсима и са две I2C адресе за TCPP02-M18, и та два пројекта се морају спојити.
Срећом, СТСВ-2СТПД01 има комплетан пакет фирмвера за два порта. Тада није потребно генерисати код.

Да ли овај алат за дизајн ради са свим микроконтролерима са USB Type-C® конектором?

Да, X-CUBE-TCPP ради са било којим STM32 који има уграђени UCPD за сва кућишта напајања (SINK / SOURCE / Dual Role). Ради са било којим STM32 за 5 V Type-C SOURCE.

Табела 1. Историја ревизије документа

Датум	Ревизија	Промене
20-јун-2025	1	Првобитно издање.

Важно обавештење – Пажљиво прочитајте

СТМицроелецтроницс НВ и његове подружнице („СТ“) задржавају право да у било ком тренутку без претходног обавештења унесу измене, исправке, побољшања, модификације и побољшања СТ производа и/или овог документа. Купци би требало да добију најновије релевантне информације о СТ производима пре наручивања. СТ производи се продају у складу са СТ условима продаје који су на снази у тренутку потврде поруџбине.

Купци су искључиво одговорни за избор, избор и употребу СТ производа и СТ не преузима никакву одговорност за помоћ у примени или дизајн производа купаца.

СТ овде не даје никакву лиценцу, изричиту или имплицирану, за било које право интелектуалне својине.

Препродаја СТ производа са одредбама другачијим од информација наведених овде поништава сваку гаранцију коју СТ даје за такав производ.

СТ и СТ лого су заштитни знакови СТ. За додатне информације о СТ заштитним знаковима, погледајте ввв.ст.цом/традемаркс. Сви други називи производа или услуга су власништво њихових власника.

Информације у овом документу замењују и замењују информације које су претходно дате у претходним верзијама овог документа.

© 2025 СТМицроелецтроницс – Сва права задржана

Документи / Ресурси

ST STM32 USB Type-C напајање [пдф] Упутство за употребу TN1592, UM2552, STEVAL-2STPD01, STM32 USB Type-C напајање, STM32, USB Type-C напајање, Type-C напајање, напајање, напајање

Референце

• Упутство за употребу