STM32 USBD VBUS PA9 as GPIO

& y' g' j# @0 J! W8 V7 Q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。

一、现象的复现
' Y/ T! W1 R! j. [" J/ I- ^硬件：Nucleo-F207ZG board，利用CubeMx生成代码出现同样的问题：

对于硬件，客户的示意图如下：


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 ;
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1.1 PA9为通用输出GPIO，未使用USB FS模块
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;
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1.2 PA9为输出GPIO，开漏模式，使用USB FS模块
, M) z+ g9 n/ U( k: N0 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。
; g5 B8 H$ w" r' r7 I0 z, ?测试发现，如果配置：
如果OTG_FS_GCCFG(offset_0x038) = 0xXX2DXXXX，那么PA9 只有2V 输出;
! o1 ^+ A; m+ E9 S& i6 _如果OTG_FS_GCCFG(offset_0x038) = 0xXX25XXXX，那么PA9 会有 3V3 输出;
客户的问题被发现。


( C6 d8 R6 `5 K1 y0 \1.3 PA9为输出GPIO，推挽模式，使用USB FS模块
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;

# `% j! w0 \9 d- e1.4 PA9为输入GPIO，NO PU/PD，未使用USB FS模块
9 v- \) b, y1 U9 `; n6 \" l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。
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1. 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：
! f9 g3 B2 ^8 y0 [& i: p如果OTG_FS_GCCFG(offset_0x038) = 0xXX2DXXXX，PA9 输入为2V；
如果OTG_FS_GCCFG(offset_0x038) = 0xXX25XXXX，PA9输入为3V3；
客户的现象也被发现了。

3 d6 _1 ~; }& \! B3 z* K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。
1 @1 P8 W" O% a9 b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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/ X# h+ m9 w) J6 ?+ R
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：
1/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.
2 B+ Q$ `% b/ Z* B+ H# y2/Bit 19 VBUSBSEN and Bit 18 VBUSASEN 这两个比特位也需要被复位。
6 }; n  k, j7 X& k5 H" O* O客户按照上述重新配置后，问题不再出现。
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更多实战经验

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参考

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