STM32H5 的 PB14 引脚被意外拉低的问题解析

STMCU小助手 · 2025-08-26T09:03:32+00:00

1. 问题现象 3 ?; o, L$ L1 U( ?# w客户反馈，使用 STM32H523RET6 应用中配置了两个 IO 口，PC9 为输出模式，内部下拉；PB14 为输入模式，内部上拉。在程序中将 PC9 引脚输出高电平，结果观察到 PB14 的电平被拉低。 ; V! i# \% m) x. o7 H 图 1 PC9 输出低时, PB14 为高图 2 PC9 输出高时，PB14 被拉低& X8 Q. I: E U6 H$ ^ + I% _/ G( Y/ o2. 问题重现 0 N5 L6 B! ]. e+ ]使用 NUCLEO-H533RE 板，新建一个 cubemx 工程(cubemx 版本 : v6.13.0)，按客户问题所述配置 PC9 和 PB14, 然后在代码中驱动 PC9 输出高，结果很容易就重现了问题。0 H) |/ k1 c% k! [& J ) s2 [+ X9 @: E$ a9 F" m 3. 问题分析 2 }4 f$ _+ Z6 [0 ~一般来说，在 ST 官方 DEMO 板上很容易重现，就意味着问题能很快解决或者很可能是芯片就是如此设计的。于是查找相关文档，注意到 PC9 可复用为 UCPD1_DBCC2 引脚，而 PB14则可复用为 UCPD1_CC2 引脚。STM32H5 默认时 UCPD 外设的 DB(Dead Battery)功能是激活的，而这个 DB 特性刚好会影响正常的 GPIO 功能，这个在 AN2552 Rev7 文档中的第11.3.1 节有相关描述 : * U3 \9 i% h4 N( x! b/ e0 Q5 q- i* O" a0 O3 i 在 DBCCx 引脚(PC9)上检测到电压超过 1V 时，则芯片内的 Rd 电阻激活，进而将 CCx 引脚(PB14)拉低。 & [8 q4 u. j1 T6 r- a" n4 @4 Z8 n ( g l" Y f$ h8 j! k. _# z( X" }也许有人会问，我啥也没做啊，我也没用到 UCPD 外设，我的电路图也根本不是图上这么设计的，芯片怎么会这样？9 @7 Z- |' u3 }) h" E* M4 T3 U D, E! X( _" t& S8 J) N, } & P U8 ~0 I; t) h- y 这就得回到 USB Type-C 接口的 PD 功能来说了。USB Type-C 口大体上来说数据可分为三个通路：USB3.x 数据通路，USB2.0 数据通路，以及走 CC 线的 PD 协议，当然还有 VBUS 上的电力供应。$ B# ]& c1 N( f; U3 c+ x+ x ' ?7 Q2 d7 `& i& E" T ^- k 7 o2 F- i U* sCC 线上的 PD 协议正是用于 SOURCE 端和 SINK 端之间进行电力协商的，经典的应用场合就是 SOURCE 端比如手机充电适配器向带电池的 SINK 端(比如手机)充电，用多大功率，多少电压，最大电流多少，这个就得协商，协商的过程是通过 300K 的 CC 线来进行的。+ C( y2 T& K+ @: \) ]/ v: } Q 图 3 USB Type-C 口的 CC 线连接 , a- M' U2 l8 G4 b* r+ z " z [* t8 ^, n0 z& V5 w4 q% C3 N# \STM32H5 是带 UCPD 外设，全称 USB Type-C®/USB Power Delivery interface. 是专门# {+ K9 u( y- i 用于 CC 线上的 PD 协议通信的外设。3 ^1 k2 B, f$ M; N8 o# H4 `- N2 O & @, X, J9 z2 ? 4 ~8 ^+ ?6 L9 q A% @/ d( ~如上图所示，SOURCE 端通过检测 SINK 端的 Rd 电阻来判断是否有 SINK 设备连接，只有检测到这个连接，在 USB Type-C 口上的 VBUS 才会供电过去，否则不会有电供应。这就涉及到一个问题，若 SINK 端是电池设备，且电池耗尽(Dead Battery)时，SOURCE 端还能正常供电吗？0 f- {) l" l; F' {; S _: j# Z0 n, w, i7 q . \3 t$ G% V; j3 J# N* X( L+ ?* |这里存在一个关键逻辑点：当 SINK 端电池耗尽时，SOURCE 端是否仍能检测到 Rd 电阻？进一步说，假设 SINK 端的 PD 芯片为 STM32，在其未上电前，CC 引脚（PB14）必须对外呈现 Rd 下拉电阻特性——这是 UCPD 协议中 DB（Dead Battery）功能的核心要求。 $ W% W+ ~! E+ l o3 C8 K 8 r1 u. o1 W" e( X* `8 c r/ d8 l % p4 V1 v7 i' D5 _若 CC 引脚未表现出 Rd 电阻，SOURCE 端会认为 SINK 端不具备受电条件，从而不会通过VBUS 供电。而没有 VBUS 供电，STM32 就无法上电运行，形成 “无电-无法上电-无法反馈” 的死循环。因此，STM32H5 芯片默认激活 DB 功能，正是为了确保在未上电状态下，CC 引脚通过内部下拉电阻满足 SOURCE 端的检测要求，从而触发 VBUS 供电流程。- G! J( i8 s" I' ?0 F4 m8 U: |' [ 8 o0 C% Q4 S# c4 @ + y c7 b7 b0 G 知道了原因，那么解决方法就很简单，即在代码中将 DB 功能关闭，才能释放 DBCCx 引脚作为普通 GPIO 引脚的功能，如 :* _0 o8 y/ m( w! S! o9 {6 K! A5 f# Z7 O 5 |$ E% E3 |2 |7 x& \1 ?同时，因为 UCPD_DBCCx 引脚(PC9)只要一检测电平>1V，则会将内置的 Rd 电阻激活。如果 DBCC 引脚仅只用于 GPIO 功能，为了避免意外激活 Rd，建议在 DBCC 引脚外加上 100K的下拉电阻。& \8 a' h* a! ]: P7 p/ `* A p 图 4 当 DBCC 引脚(PC9)用于 GPIO 功能时的建议电路) m, M' ?# i' f z3 L! H" h% A7 v1 l6 Q1 F 这就是整个解决方案了。 1 [, h% V+ Z: T" v) A# ?" N4 ` L8 Q7 } 4. 后记. T* }! M. c3 |; D3 }/ y4 N0 x: Y4 @ 在 STM32G0 中，同样的问题，在 STM32CubeMx 中是可以配置是否在代码中关闭 DB 特性的。见下图示意：; W2 V |$ Y5 I" J 图 5 在 cubemx 中针对 G0 的 DB 功能关闭选项 5 E y' B5 O& _+ H2 l ' `7 I5 Z3 H7 a2 P! V* fCubemx 中针对 H5 这一选项当前版本还未添加，后续版本应该会更新此功能。 $ M! x% ]0 N) X8 G6 x————————————————2 P! V& |3 I) q4 c0 H% ^ + ]. ~4 N! r/ T% b( l( }1 [$ \ ~4 d4 t9 a# A& f# N. I7 O

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STMCU小助手发布时间：2025-8-26 17:03

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文章简介:	客户反馈，使用 STM32H523RET6 应用中配置了两个 IO 口，PC9 为输出模式，内部下拉；PB14 为输入模式，内部上拉。在程序中将 PC9 引脚输出高电平，结果观察到 PB14 的电平被拉低。

1. 问题现象
客户反馈，使用 STM32H523RET6 应用中配置了两个 IO 口，PC9 为输出模式，内部下拉；PB14 为输入模式，内部上拉。在程序中将 PC9 引脚输出高电平，结果观察到 PB14 的电平被拉低。

图 1 PC9 输出低时, PB14 为高

图 2 PC9 输出高时，PB14 被拉低

2. 问题重现
使用 NUCLEO-H533RE 板，新建一个 cubemx 工程(cubemx 版本 : v6.13.0)，按客户问题所述配置 PC9 和 PB14, 然后在代码中驱动 PC9 输出高，结果很容易就重现了问题。

3. 问题分析
一般来说，在 ST 官方 DEMO 板上很容易重现，就意味着问题能很快解决或者很可能是芯片就是如此设计的。于是查找相关文档，注意到 PC9 可复用为 UCPD1_DBCC2 引脚，而 PB14则可复用为 UCPD1_CC2 引脚。STM32H5 默认时 UCPD 外设的 DB(Dead Battery)功能是激活的，而这个 DB 特性刚好会影响正常的 GPIO 功能，这个在 AN2552 Rev7 文档中的第11.3.1 节有相关描述 :

在 DBCCx 引脚(PC9)上检测到电压超过 1V 时，则芯片内的 Rd 电阻激活，进而将 CCx 引脚(PB14)拉低。

也许有人会问，我啥也没做啊，我也没用到 UCPD 外设，我的电路图也根本不是图上这么设计的，芯片怎么会这样？

这就得回到 USB Type-C 接口的 PD 功能来说了。USB Type-C 口大体上来说数据可分为三个通路：USB3.x 数据通路，USB2.0 数据通路，以及走 CC 线的 PD 协议，当然还有 VBUS 上的电力供应。

CC 线上的 PD 协议正是用于 SOURCE 端和 SINK 端之间进行电力协商的，经典的应用场合就是 SOURCE 端比如手机充电适配器向带电池的 SINK 端(比如手机)充电，用多大功率，多少电压，最大电流多少，这个就得协商，协商的过程是通过 300K 的 CC 线来进行的。

图 3 USB Type-C 口的 CC 线连接

STM32H5 是带 UCPD 外设，全称 USB Type-C®/USB Power Delivery interface. 是专门
用于 CC 线上的 PD 协议通信的外设。

如上图所示，SOURCE 端通过检测 SINK 端的 Rd 电阻来判断是否有 SINK 设备连接，只有检测到这个连接，在 USB Type-C 口上的 VBUS 才会供电过去，否则不会有电供应。这就涉及到一个问题，若 SINK 端是电池设备，且电池耗尽(Dead Battery)时，SOURCE 端还能正常供电吗？

这里存在一个关键逻辑点：当 SINK 端电池耗尽时，SOURCE 端是否仍能检测到 Rd 电阻？进一步说，假设 SINK 端的 PD 芯片为 STM32，在其未上电前，CC 引脚（PB14）必须对外呈现 Rd 下拉电阻特性——这是 UCPD 协议中 DB（Dead Battery）功能的核心要求。

若 CC 引脚未表现出 Rd 电阻，SOURCE 端会认为 SINK 端不具备受电条件，从而不会通过VBUS 供电。而没有 VBUS 供电，STM32 就无法上电运行，形成 “无电-无法上电-无法反馈” 的死循环。因此，STM32H5 芯片默认激活 DB 功能，正是为了确保在未上电状态下，CC 引脚通过内部下拉电阻满足 SOURCE 端的检测要求，从而触发 VBUS 供电流程。

知道了原因，那么解决方法就很简单，即在代码中将 DB 功能关闭，才能释放 DBCCx 引脚作为普通 GPIO 引脚的功能，如 :

同时，因为 UCPD_DBCCx 引脚(PC9)只要一检测电平>1V，则会将内置的 Rd 电阻激活。如果 DBCC 引脚仅只用于 GPIO 功能，为了避免意外激活 Rd，建议在 DBCC 引脚外加上 100K的下拉电阻。