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【经验分享】VBUS 引脚一段时间后管脚无法正常工作的分析和解决方法

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STMCU小助手 发布时间:2022-2-17 19:51
问题:
4 S  H" D6 ]' _$ g  B$ \7 Y& {问题由客户提出,客户在生产调试样机的时候,使用两周后发现几片样机出现 VBUS 引脚在不接 USB 线的时候有 3V 左右的电压的问题., w" G( Y: T+ p9 A) J
调研:
. c, V& G0 L4 O7 r3 c' N2 ~" ?我们在确认了客户描述的现象后,对问题的样机做了以下分析 :
; q3 P* q% g9 Q1. 去掉 VBUS 周边所有电路.-->问题存在.$ O0 P' b' l: Z1 V7 G. H' C0 ^
2. 更换 MCU 做交叉验证.-->问题消失.$ o6 k+ O: N2 j2 w
3. 使用软件对 VBUS 引脚 PA9 进行翻转.-->无法翻转.! G, e& O8 s% s, o+ T
   因此怀疑 VBUS 引脚已经损坏.
# ^; T' t$ U4 e( ]) k6 _   分析原理图电路后发现,由于增加了 LDO,导致 MCU 的 GPIO 引脚 PA9 比 VDD 上电晚 :
. _6 N  Z; a+ N) J
; _1 N' l  p8 ?% q) M+ T UUL$$QPTFKFU`56V([JFMG0.png " `# U% Q8 u2 P% O8 O* ~

! `- \3 V" D# E! B. q9 W   根据我们的数据手册来看 :
: L- h8 L: b( ~' e2 B& s
" r/ x5 R9 M! ~2 I WX7U9J`%KDDQ}`CJTLAE)(5.png
7 d2 M  i# I# Q5 c$ j- H5 M; n/ p/ F2 N6 }; x
   GPIO 输入引脚不能超过 VDD+4V,即当刚插上 USB 时,PA9 的 VIN=5V,而 VDD=0V,则VIN(5V)>VDD+4.0(4V),因此超过数据手册范围,可能损坏引脚功能.. d6 `2 x5 F) e5 y* j

, }# L& N1 X7 p, S, u6 N* m结论:
, c- k  k- S8 f; d数据手册 AMR 可以看出,我们在设计电路的时候需要避免 VIN>(VDD+4.0v).
& k+ O$ W) i$ `! @% ^4 f
$ v# G  k. F9 K6 v/ Q8 g处理:6 u! I. ~4 @7 C) J' x  t
为了确保 VBUS 引脚 PA9 比 VDD 后上电,我们可以考虑使用一个简单的逻辑电路(比如与门)来实现:" O. R+ `% e* [( T: J! ]$ X' W
当 VDD 上电电压达到 3.3v 后才打开 USB VBUS 输入到 PA9 的开关.# u6 r$ Y8 z* [

* ]) M) }) M9 M- U4 ?) c' I' X
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