基于CH32X035开发 PD(Sink/Source/DRP )应用

只看该作者 · 2023-7-31 16:15

本帖最后由 Liuhl1998 于 2023-7-31 16:36 编辑

芯片简介：

沁恒微电子最新推出基于青稞RISC-V 内核设计的工业级微控制器CH32X035，CH32X035内置 USB 和 PD PHY，支持 USB Host主机和 USB Device设备功能、USB PD及type C快充功能，内置可编程协议I/O控制器，提供了2 组OPA 运放、3组CMP电压比较器、4组USART串口、I2C、SPI、多组定时器、12位ADC、14 路Touchkey等丰富外设资源。

应用功能介绍：

小编选取了CH32x035G8U6进行了相关应用的开发，例程目前可实现：
1、Sink端诱骗充电器输出不同的电压、

2、Source端对外给用电设备充电、

3、单C口DRP充放电、

针对三种不同的运行模式，工程中使用了宏定义进行相关功能的配置，仅需设置宏定义 PD_START_MODE 对应的参数值即可启动相关模式。

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#ifndef  PD_START_MODE

#define  START_SINK          0
#define  START_SOURCE    1
#define  START_DRP             2
#define  PD_START_MODE    START_DRP

#endif

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例： PD_START_MODE    START_SINK          工程运行Sink模式

      PD_START_MODE    START_SOURCE    工程运行Source模式

      PD_START_MODE    START_DRP             工程运行DRP模式

硬件工程文件：

1、CH32x035G8U6-DRP-1V0原理图：

2、CH32x035G8U6-DRP-1V0 PCB：

3、PCB工程简介
CH32x035的CC引脚内部无5.1K下拉，所以采用外挂的形式来兼容Sink和DRP应用（两者需要5.1K下拉的存在），原理图中使用 PC0 引脚来控制 CC控制端口的下拉电阻 1：开启 0：关闭，后期设计可按需选择控制引脚。使用PC18来VBUS控制端口 MOS的开断 1：开启 0：关闭，（注：这里是我的设计失误，因使用了PC18导致SWD调试无法使用，后期设计需注意规避）

软件工程文件：

工程文件主要划分为： PD操作函数：

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/* Function extensibility */

void PD_Sink_Mode(void);                 /* 设置C口为Sink模式 */

void PD_Source_Mode(void);               /* 设置C口为Source模式 */



void Fill_SrcCap_List(void);             /* 自动填写SourceCap列表，只需设置总功率和档位  */

void Fill_Voltage_List(uint8_t VoltTemp);/* 自动填写请求电压让Source端输出电压 */





void Get_CC_Status(void);                /* C口连接检测函数 */

uint8_t Get_Sink_Status(void);           /* 获取Sink模式下CC的连接状态 */

uint8_t Get_Source_Status(void);         /* 获取Source模式下CC的连接状态 */



void Set_CMP_Voltage(uint8_t bCC,uint8_t CMP_Volt);/* 设置CC的比较电压 */

uint8_t Check_Request_Voltage(void);               /* 检测来源于Sink的请求电压是否符合规范 */



void PD_Recvd_Message( void );           /* PD物理层接收函数 */

void PD_Phy_SendPack(uint8_t SopType,uint8_t MsgLen);/* PD发送包函数 */

void PD_Send_Message(uint8_t Extend,uint8_t SopType,uint8_t MsgLen,uint8_t MsgType,uint8_t State,uint8_t LiatState);/*PD物理层发送函数*/



 void PD_Main_Proc( );/* PD 处理函数 */

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/********************************************************************* * @fn USBPD_IRQHandler * * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] PD中断函数. * * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url] none */ void USBPD_IRQHandler(void) { /* HRST复位中断 */ if(USBPD->STATUS & IF_RX_RESET) { USBPD->STATUS |= IF_RX_RESET; /* 需添加CH32X035复位操作，此处未添加*/ } /* 数据消息接收完成中断 */ if(USBPD->STATUS & IF_RX_ACT) { USBPD->STATUS |= IF_RX_ACT; /*清除中断 */ if(( USBPD->STATUS & MASK_PD_STAT ) == PD_RX_SOP0) { if((( PD_Rx_Buf[ 0 ] & 0x1F) == GoodCRC ) && (( PD_Rx_Buf[1] & 0x70) == 0 )) { PD_Ctrl.Basic.Config.RecvGoodCRC = ENABLE; }else{ PD_Ctrl.Basic.Config.SpecRev = PD_Rx_Buf[0]>>6; /* Get version number */ Delay_Us(30); /* Delay 30us, answer GoodCRC */ PD_Tx_Buf[ 0 ] = (0x41 | (( PD_Ctrl.Basic.Config.DataRole)<<5)); PD_Tx_Buf[ 1 ] = (( PD_Rx_Buf[ 1 ] & 0x0E ) | ( PD_Ctrl.Basic.Config.PowerRole)); PD_Ctrl.Basic.Config.SendGoodCRC = ENABLE; PD_Phy_SendPack(UPD_SOP0,2); } }else{ PD_Recvd_Message(); } } /*Transmission completion interrupt flag*/ if(USBPD->STATUS & IF_TX_END) { USBPD->STATUS |= IF_TX_END; /* Clear the send interrupt flag */ USBPD->PORT_CC1 &= ~CC_LV0; USBPD->PORT_CC2 &= ~CC_LV0; if( PD_Ctrl.Basic.Config.SendGoodCRC) { PD_Ctrl.Basic.Config.SendGoodCRC = DISABLE; PD_Ctrl.Basic.Config.MsgRecvd = ENABLE; } PD_Recvd_Message(); } }

系统设置函数：

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#ifndef USER_SYSTEM_H_

#define USER_SYSTEM_H_



#include "ch32x035.h"







#define  DebugPrintf   1







#ifndef  PD_START_MODE



#define  START_SINK        0

#define  START_SOURCE      1

#define  START_DRP         2



 /*Set the running mode:Source、Sink、DRP*/

#define  PD_START_MODE     START_DRP



#endif







void System_GPIO_Init(void);

void System_Timer1_Init( u16 arr, u16 psc );

void System_PD_Init( void );











#endif /* USER_SYSTEM_H_ */

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#include "user_system.h"



/* PC0  CC控制端口         开漏输出       1：开启下拉   0：关闭下拉

 * PC18 VBUS控制端口   推挽输出        1：开启电源   0：关闭电源*/

void System_GPIO_Init(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);               //On PD I/O clock, AFIO clock and PD clock





    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable,ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);



    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;

    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);



    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_18;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);



}





/*********************************************************************

 * @fn      TIM1_Init

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]   Initialize TIM1

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]  none

 */

void System_Timer1_Init( u16 arr, u16 psc )

{

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;



    RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE );//时钟使能



    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr-1;  //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc-1; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0x00;//重复计数设置

    TIM_TimeBaseInit( TIM1, &TIM_TimeBaseInitStructure);//根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位



    TIM_ClearITPendingBit( TIM1, TIM_IT_Update );



    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_IRQn;   //TIM3中断

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级0级

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;//从优先级3级

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//IRQ通道被使能

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化NVIC寄存器



    TIM_ITConfig( TIM1, TIM_IT_Update , ENABLE ); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断



    TIM_Cmd( TIM1, ENABLE );//使能TIMx

}





/*********************************************************************

 * @fn      System_PD_Init

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]   This function uses to initialize PD Registers.

 * SelMode: 0 sink;1 Source;2 DRP

 * SnkReqVolt：0 、 5 、9 、12 、 15 、20

 * SrcGears：0-7

 * SrcPower ：0-60W

 * SrcDetTimer：0-255

 * SnkDetTimer：0-255

 * MainPower：0/1

 * MainData: 0/1

 * PowerStatus: 0/1

 * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]  none

 */

void System_PD_Init( void )

{

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_USBPD, ENABLE);

    memset(&PD_Ctrl,0,sizeof(PD_Ctrl));

    memset( &PD_Ctrl.Basic, 0x00, sizeof( BASIC_CONFIG ) );



#if(PD_START_MODE==START_SINK)

#if DebugPrintf

   printf( "System_PD_Init:System operation mode:Sink \n" );

#endif

   PD_Ctrl.Basic.Config.SnkReqVolt = 5;/*Sink、DRP :Set request voltage*/

   PD_Sink_Mode();                     /*Set Sink mode*/



#elif(PD_START_MODE==START_SOURCE)

#if DebugPrintf

    printf( "System_PD_Init:System operation mode:Source \n" );

#endif

    PD_Ctrl.Basic.Config.SrcGears = 5;  /*Source、DRP :Set PD Gears*/

    PD_Ctrl.Basic.Config.SrcPower = 35; /*Source、DRP :Set PD Power*/

    PD_Source_Mode();



#elif(PD_START_MODE==START_DRP)

#if DebugPrintf

    printf( "System_PD_Init:System operation mode:DRP \n" );

#endif

    PD_Ctrl.Basic.Config.SnkReqVolt = 5;  /*Sink、DRP :Set request voltage*/

    PD_Ctrl.Basic.Config.SrcGears = 3;    /*Source、DRP :Set PD Gears*/

    PD_Ctrl.Basic.Config.SrcPower = 35;   /*Source、DRP :Set PD Power*/

    PD_Ctrl.Basic.Config.SrcDetTimer = 50;/*Source、DRP :Set Source Check Timer*/

    PD_Ctrl.Basic.Config.SnkDetTimer = 30;/*Sink、DRP :Set Sink Check Timer*/

    PD_Ctrl.Basic.Config.MainPower = 1;   /*DRP :Set Primary power role*/

    PD_Ctrl.Basic.Config.MainData = 1;    /*DRP :Set Primary Data role*/

    PD_Ctrl.Basic.Config.PowerStatus = 1; /*DRP :Set Current power role*/

    PD_Source_Mode();

#endif

    /*Source、DRP :Set the PD version*/

    PD_Ctrl.Basic.Config.SpecRev = PD_SpecRev_3v0;

    /*Source、DRP、SINK :Set the clock for sending and receiving PD:12M、24M、48M*/

    PD_Ctrl.Basic.Config.TransFreq = UPD_TMR_TX_48M;

    PD_Ctrl.Basic.Config.RecvdFreq = UPD_TMR_RX_48M;

    /*Source、DRP、SINK :Set the power supply voltage for VDD*/

    AFIO->CTLR |= USBPD_IN_HVT | USBPD_PHY_V33;

    PD_Ctrl.State = Sta_DisConnect;

    PD_Ctrl.Basic.Config.StartDete = ENABLE;

}

  PD_Ctrl.Basic.Config.SnkReqVolt = 5;即可让充电器输出5V电压（数值可选：5/9/12/15/20）
PD_Ctrl.Basic.Config.SrcGears = 3; 设置SourceCap的档位值，3表示一共有3档5/9/12
PD_Ctrl.Basic.Config.SrcPower = 35;  设置SourceCap的功率，配合SrcGears求电流
PD_Ctrl.Basic.Config.SrcDetTimer = 50;针对DRP检测时Source状态下的检测时间
PD_Ctrl.Basic.Config.SnkDetTimer = 30;针对DRP检测时Sink状态下的检测时间
PD_Ctrl.Basic.Config.MainPower = 1;  设置DRP运行的主要电源角色
PD_Ctrl.Basic.Config.MainData = 1; 设置DRP运行的主要数据角色
PD_Ctrl.Basic.Config.PowerStatus = 1; 设置DRP运行时起始的电源角色
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以上为工程的大致介绍，通过配置参数即可运行不同的模式。如需工程文件请私信Call我！