STM32 USBD VBUS PA9 as GPIO

: I, E+ V4 G; s) \7 b7 C前言
某客户准备用STM32F205VCT6做USB FS Device设备时，配置PA9作为普通通用的GPIO口(外部上拉电阻10K到电压3.3V，NO PU/PD)，在项目测试的时候发现，该引脚上的电压只有2V。
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一、现象的复现
硬件：Nucleo-F207ZG board，利用CubeMx生成代码出现同样的问题：

8 i0 A# W7 Q3 ]* ]对于硬件，客户的示意图如下：
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' G) R+ P) s. d! U. S9 D- `, z
. D$ K6 O, Z7 ^; v7 T所以参考该nucleo的原理图，修改，移除掉R35电阻，自己添加一个色环电阻至3.3V ;

1.1 PA9为通用输出GPIO，未使用USB FS模块
" j% _; X8 w9 R5 x$ N) U# F/ G( N1 [  \配置 PA9为通用GPIO输出引脚Open Drain模式，没有其他的MCU外设IP被使用，PA9被 10Kohm的色环上拉电阻拉到Vdd电压3V3，利用示波器测试，PA9为3V3输出;
. }$ F; M: z1 P$ P' Q5 h

1.2 PA9为输出GPIO，开漏模式，使用USB FS模块
3 M6 N0 p/ {" w  |+ I使用该MCU的USB FS 设备IP，并且配置PA9为输出，Open Drain mode模式，PA9被 10Kohm的色环上拉电阻拉到Vdd电压3V3。
测试发现，如果配置：
如果OTG_FS_GCCFG(offset_0x038) = 0xXX2DXXXX，那么PA9 只有2V 输出;
0 B9 I8 d! ~3 {6 k) L; O8 {2 A如果OTG_FS_GCCFG(offset_0x038) = 0xXX25XXXX，那么PA9 会有 3V3 输出;
客户的问题被发现。


; q& Q% N/ ?+ k) A  l1.3 PA9为输出GPIO，推挽模式，使用USB FS模块
) t5 S8 O# ^: L+ R( o使用该MCU的USB FS 设备IP，并且配置PA9为输出，push-pull推挽模式，PA9被 10Kohm的色环上拉电阻拉到Vdd电压3V3。 测试发现：只需要设置NOVBUSSENS setting(bit21)为1，那么PA9 就会被输出为 3V3，而不论OTG_FS_GCCFG(offset_0x038)寄存器的内容是0xXX25XXXX还是 0xXX2DXXXX;

) t3 A! F7 J4 p, d1.4 PA9为输入GPIO，NO PU/PD，未使用USB FS模块
' S. @/ K! R! D8 Q2 F+ [配置MCU的PA9为通用的GPIO引脚，输入模式，no PU/PD，没有使用MCU的其他外设IP，PA9被 10Kohm的色环上拉电阻拉到Vdd电压3V3。 测试发现PA9为3V3输入。

+ F- D4 |( T3 f" A2 y( C* x; P. B0 X1. 5 PA9为输入GPIO，NO PU/PD，使用USB FS模块
配置MCU的PA9为通用的GPIO引脚，输入模式，no PU/PD，使用了MCU的USBD FS外设IP，PA9被 10Kohm的色环上拉电阻拉到Vdd电压3V3。 测试发现：
% F- b+ e% `, _. Z7 k如果OTG_FS_GCCFG(offset_0x038) = 0xXX2DXXXX，PA9 输入为2V；
* C3 Q9 G8 \! y6 {0 @" e如果OTG_FS_GCCFG(offset_0x038) = 0xXX25XXXX，PA9输入为3V3；
9 I# r6 c# l2 h! o客户的现象也被发现了。
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3 i* N! W0 L4 M, o二、解决及总结
在使用USB模块的情况下，正常的话PA9是作为OTG_FS_VBUS功能使用的，但是也可以作为通用的GPIO口。
如果配置成为通用的GPIO，在该芯片参考手册中，我们发现：
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$ R2 F, \, d, W) m在以往的印象中，我们一直认为PA9用以监测VBUS的供电，在取消该监控时(NOVBUSSENS)，PA9可用作普通I/O口，此时，VBUS默认永远存在。
通过具体的上述的操作，可以知道，如果想让USBD模块下的PA9作为GPIO口使用，那么需要满足下面两个条件：
' f/ G9 c, k+ `: Q1/由于使用到了PA9作为通用的GPIO口，我们需要关闭VBUS sensing(bit 21)功能.
3 _3 X/ B9 |3 p. h2/Bit 19 VBUSBSEN and Bit 18 VBUSASEN 这两个比特位也需要被复位。
客户按照上述重新配置后，问题不再出现。

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; e( r% g3 N! v' {# l4 L. y更多实战经验

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参考
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