用于USB设备设计的VBUS传感管理

在设计USB设备时，应如何管理VBUS感应？
 

根据USB规范，USB设备应使用VBUS感应检测：

当设备检测到主机连接时，设备将上拉电阻器连接到D+或D-数据信号，允许主机检测总线上的设备存在。

有两个用例：

• 如果USB设备总线供电，VBUS感应不是强制性的：当设备通电时，USB一直处于连接状态，
• 如果USB设备自供电的，VBUS感应是强制性的。

在STM32F2/F4/F7/L4上，外围USB OTG_FS（不带外部PHY的OTG_HS）本机专用于VBUS传感，引脚PA9（用于HS的PB13）是+5V容差引脚。

在数据表中，绝对最大额定值（AMR）表规定+5V容限引脚电压可以最大为VDD+4V。因此，必须避免MCU未通电而5V VBUS连接到PA9的情况，因为这违反了AMR。

可以提出两种解决方案：

1.具有专用VBUS引脚的解决方案（PA9或PB13）

为了将PA9上的电压降低到4V以下，建议使用分压器，这样就不会违反AMR。但是OTG外围设备内部的VBUS检测块有一定的电流消耗。

例如，您可以在STM32F411数据表（第6.3.19节，第112页）或STM32F446数据表（见第6.3.20节，第139页）中找到上述内容：

启用VBUS感应功能时，PA9应保持默认状态（浮动输入），而不是作为备用功能。启用该功能时，可以在PA9上观察到嵌入式感应块的典型200µA电流消耗（电流到电压转换以确定不同会话）

推荐的电阻桥为“vbus——R1=4.7k——R2=10k——gnd”，然后可以在R1和R2之间进行vbus检测（PA9）。

2.不使用专用VBUS引脚的解决方案
任何具有外部中断功能的5V容限引脚都可以与外部电阻器分压器一起使用，以满足AMR条件。在这种情况下，建议值为2x100千欧姆。

然而，该解决方案的缺点是，VBUS存在事件的软件处理需要由客户实现，因为这暂时不在我们的STM32 USB库中进行管理。