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用CH32X035做个PD/QC诱骗器，还能当电压表和信号源？手把手教你玩转这颗国产RISC-V芯片

news 2026/6/11 3:35:48

用CH32X035打造多功能电子实验平台：从快充诱骗到信号发生全攻略

在电子创客的世界里，一颗功能强大的微控制器往往能成为项目开发的核心。CH32X035这颗国产RISC-V芯片凭借其丰富的外设资源，为硬件爱好者提供了广阔的创意空间。本文将带你深入探索如何利用这颗芯片构建一个集快充协议诱骗、电压测量、信号生成为一体的多功能实验平台。

1. CH32X035芯片特性与项目规划

CH32X035是一款基于RISC-V架构的32位微控制器，工作频率最高可达48MHz。这颗芯片最吸引人的地方在于其丰富的外设集成：

USB PD PHY：内置Type-C控制器，可直接处理快充协议
模拟外设：12位ADC、DAC和运算放大器(OPA)
定时器资源：高级定时器支持PWM输出和编码器接口
存储资源：20KB SRAM和62KB Flash满足复杂应用需求

在设计多功能实验平台时，我们需要合理分配这些硬件资源：

// 资源分配示例 #define PD_PHY_USED 1 // USB PD物理层用于快充诱骗 #define ADC_USED 1 // ADC用于电压测量 #define DAC_USED 1 // DAC用于信号生成 #define TIM_ENCODER_USED 1 // 定时器编码器模式用于旋钮输入 #define PWM_USED 1 // PWM用于DAC模拟

提示：项目开发前建议先绘制功能框图，明确各模块间的数据流和控制关系，避免资源冲突。

2. 快充协议诱骗功能实现

快充诱骗功能是许多电子爱好者感兴趣的应用场景。CH32X035内置的USB PD PHY大大简化了协议实现难度。

2.1 PD协议诱骗实现

PD协议诱骗需要处理复杂的通信流程：

建立Type-C连接并检测供电能力
发送Source_Capabilities消息获取可用电压档位
根据用户选择发送Request消息协商电压

# PD协议简化状态机 state = "WaitForConnection" while True: if state == "WaitForConnection": if detect_connection(): state = "GetSourceCaps" elif state == "GetSourceCaps": send_get_source_caps() state = "WaitForCaps" # ...其他状态处理

2.2 QC协议诱骗实现

QC协议通过D+和D-线上的电压组合来请求不同输出电压：

协议版本	D+电压	D-电压	输出电压
QC2.0	0.6V	0V	5V
QC2.0	3.3V	0.6V	9V
QC3.0	0.6V	3.3V	增量调节

实现时需要注意：

电压检测精度要求较高，建议使用芯片内置ADC校准
QC3.0的连续调节需要精确控制时序

3. 电压测量与信号生成功能

除了快充诱骗，CH32X035的模拟外设还能实现实用的测量和信号生成功能。

3.1 高精度电压测量

利用12位ADC可以实现0-3.3V范围的电压测量：

void ADC_Init(void) { ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; ADC_InitStructure.ADC_ScanMode = DISABLE; ADC_InitStructure.ADC_ContinuousMode = ENABLE; ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); } uint16_t Read_ADC_Value(uint8_t channel) { ADC_RegularChannelConfig(ADC1, channel, 1, ADC_SampleTime_241Cycles); ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC)); return ADC_GetConversionValue(ADC1); }

对于高于3.3V的电压测量，需要设计合适的分压电路：

选择高精度电阻（1%或更好）
考虑输入阻抗对被测电路的影响
必要时添加保护电路防止过压

3.2 DAC信号生成

虽然CH32X035没有硬件DAC，但可以通过PWM加低通滤波模拟实现：

配置定时器产生高分辨率PWM
添加RC低通滤波器平滑PWM输出
使用内置OPA作为缓冲提高驱动能力

PWM参数计算示例：

定时器频率：48MHz
PWM分辨率：12位（4096级）
PWM频率 = 48MHz / 4096 ≈ 11.7kHz

注意：PWM模拟DAC的输出阻抗较高，驱动容性负载时可能出现不稳定，建议始终使用OPA缓冲。

4. 用户界面与系统整合

一个友好的用户界面能大幅提升使用体验。我们可以利用OLED显示屏和旋转编码器构建直观的交互系统。

4.1 显示驱动优化

CH32X035的SPI接口配合DMA可以高效驱动OLED：

void SPI_DMA_Send(uint8_t *data, uint16_t length) { DMA_Cmd(DMA1_Channel3, DISABLE); DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel3, length); DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE); SPI_I2S_DMACmd(SPI1, SPI_I2S_DMAReq_Tx, ENABLE); while(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC3) == RESET); DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC3); }

移植u8g2库时需要注意：

根据具体OLED型号修改初始化序列
优化绘制函数减少数据传输量
合理使用局部刷新提高响应速度

4.2 旋钮输入处理

旋转编码器通过定时器的编码器接口模式读取：

void TIM_Encoder_Init(void) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1 | TIM_Channel_2; TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure); TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM2, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising); TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); }

旋钮操作逻辑设计建议：