關鍵字：STM32H5， GPIO

1. 問題現象

客戶反饋，使用 STM32H523RET6 應用中配置了兩個 IO 口，PC9 為輸出模式，內部下拉；PB14 為輸入模式，內部上拉。在程序中將 PC9 引腳輸出高電平，結果觀察到 PB14 的電平被拉低。

圖 1 PC9 輸出低時, PB14 為高

圖 2 PC9 輸出高時，PB14 被拉低

2. 問題重現

使用 NUCLEO-H533RE 板，新建一個 cubemx 工程(cubemx 版本 : v6.13.0)，按客戶問題所述配置 PC9 和 PB14, 然后在代碼中驅動 PC9 輸出高，結果很容易就重現了問題。

3. 問題分析

一般來說，在 ST 官方 DEMO 板上很容易重現，就意味著問題能很快解決或者很可能是芯片就是如此設計的。于是查找相關文檔，注意到 PC9 可復用為 UCPD1_DBCC2 引腳，而 PB14則可復用為 UCPD1_CC2 引腳。STM32H5 默認時 UCPD 外設的 DB(Dead Battery)功能是激活的，而這個 DB 特性剛好會影響正常的 GPIO 功能，這個在 AN2552 Rev7 文檔中的第11.3.1 節有相關描述 :

在 DBCCx 引腳(PC9)上檢測到電壓超過 1V 時，則芯片內的 Rd 電阻激活，進而將 CCx 引腳(PB14)拉低。

也許有人會問，我啥也沒做啊，我也沒用到 UCPD 外設，我的電路圖也根本不是圖上這么設計的，芯片怎么會這樣？

這就得回到 USB Type-C 接口的 PD 功能來說了。USB Type-C 口大體上來說數據可分為三個通路：USB3.x 數據通路，USB2.0 數據通路，以及走 CC 線的 PD 協議，當然還有 VBUS 上的電力供應。

CC 線上的 PD 協議正是用于 SOURCE 端和 SINK 端之間進行電力協商的，經典的應用場合就是 SOURCE 端比如手機充電適配器向帶電池的 SINK 端(比如手機)充電，用多大功率，多少電壓，最大電流多少，這個就得協商，協商的過程是通過 300K 的 CC 線來進行的。

圖 3 USB Type-C 口的 CC 線連接

STM32H5 是帶 UCPD 外設，全稱 USB Type-C?/USB Power Delivery interface. 是專門
用于 CC 線上的 PD 協議通信的外設。

如上圖所示，SOURCE 端通過檢測 SINK 端的 Rd 電阻來判斷是否有 SINK 設備連接，只有檢測到這個連接，在 USB Type-C 口上的 VBUS 才會供電過去，否則不會有電供應。這就涉及到一個問題，若 SINK 端是電池設備，且電池耗盡(Dead Battery)時，SOURCE 端還能正常供電嗎？

這里存在一個關鍵邏輯點：當 SINK 端電池耗盡時，SOURCE 端是否仍能檢測到 Rd 電阻？進一步說，假設 SINK 端的 PD 芯片為 STM32，在其未上電前，CC 引腳（PB14）必須對外呈現 Rd 下拉電阻特性——這是 UCPD 協議中 DB（Dead Battery）功能的核心要求。

若 CC 引腳未表現出 Rd 電阻，SOURCE 端會認為 SINK 端不具備受電條件，從而不會通過VBUS 供電。而沒有 VBUS 供電，STM32 就無法上電運行，形成 “無電-無法上電-無法反饋” 的死循環。因此，STM32H5 芯片默認激活 DB 功能，正是為了確保在未上電狀態下，CC 引腳通過內部下拉電阻滿足 SOURCE 端的檢測要求，從而觸發 VBUS 供電流程。

知道了原因，那么解決方法就很簡單，即在代碼中將 DB 功能關閉，才能釋放 DBCCx 引腳作為普通 GPIO 引腳的功能，如 :

同時，因為 UCPD_DBCCx 引腳(PC9)只要一檢測電平>1V，則會將內置的 Rd 電阻激活。如果 DBCC 引腳僅只用于 GPIO 功能，為了避免意外激活 Rd，建議在 DBCC 引腳外加上 100K的下拉電阻。

圖 4 當 DBCC 引腳(PC9)用于 GPIO 功能時的建議電路

這就是整個解決方案了。

4. 后記

在 STM32G0 中，同樣的問題，在 STM32CubeMx 中是可以配置是否在代碼中關閉 DB 特性的。見下圖示意：

圖 5 在 cubemx 中針對 G0 的 DB 功能關閉選項

Cubemx 中針對 H5 這一選項當前版本還未添加，后續版本應該會更新此功能。
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