基于efm32的彩屏蓝牙USB电压电流表，支持QC2.0/QC3.0/MTK快充诱
时间:2017-07-08 14:03 来源:数码之家 作者:2545889167 点击:次
| 谁说壁虎没有用相关系列前帖： 谁说壁虎没用？基于EFM32电容触摸按键实验（原理讲解+测试代码）|http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1792761 （精华）谁说壁虎没用？用efm32做个USB电压电流表（可诱导QC2.0）|http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1701621 快充技术研究相关帖： 炬为QC2.0/3.0 充电加速器到手测试+拆机|http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1820437 联发科mtk-pe+快速充电诱导成功（MediaTek Pump Express plus）|http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1740978 事情的起因还是因为撸了一元的pos机，然后其中一款机器拆开后，里面发现了两个宝贝，于是就催生了弄这个usb表的念头 拆开的pos机，正面有大家说的没啥用的efm32g222f128单片机，也被称为壁虎单片机 
板子背面的右下角贴着二维码的那个就是bm77蓝牙模块（注意区分开，不是东芝的661） 这个蓝牙模块可以直接实现串口透传 
然后，选定了用壁虎做主控方案以后，又找了找找到一块价格比较便宜的彩色显示屏幕，再搭配bm77，就开始了这个usb表的制作 整个过程前后大概花了一个半月的样子，确定方案和画板上大概花了半个月，等待pcb生产和备料半个月，然后从中秋节那天收到快递开始焊接调试码代码，知道昨天晚上基本弄完了，预计的功能该有的都有了。 先上原理图 
这是pcb，大小刚好5*5，方便拼板 pcb目前发现两个小问题，一个是为了方便焊接，我吧元件丝印全部改成了阻值和容值，但是有几个电阻阻值因为一开始计算失误，弄错了，所以丝印值也是错的，这个下面我会说具体的 第二个就是被封装坑了，usb公头的封装是正好反过来的，也是就是说，公头只能焊在背面，如果焊在正面，电源正负就颠倒了 但是usb座的丝印对应的接线是对的，这个注意一下就不会错了 PCB中，其实也是第一次碰2.4G的天线，因为没有专业设备，只能照猫画虎的弄了个蛇形线，实际的效果测试在穿墙一堵后还能延续5m，没有原装的好但是也能凑合用，毕竟射频方面真是纯小白 
修正过以后的丝印，焊接以这两张图片所标识值为准 这个二维码，和之前自制开发板、核心板用的是一样的二维码，感兴趣的可以扫一扫 
其中，图中表示的阻值后面有&后缀的，比如1K&，60k4&的电阻，是对精度有严格要求的 
空板实物图 
成品的正面（屏幕几乎占据了大半个正面） 细心的小伙伴可能看到看到了右侧的水泥电阻，这个电阻的作用是用来诱导MTK-pe快充的，后面我会详细介绍 对于电流取样电阻，预留了贴片电阻和康铜丝两种方式 
背面几乎放置了所有的元件 单片机，蓝牙等大家都集中背面 注意观察图中usb公头的焊接方式，这才是正确的 
点亮的主界面 主界面下显示电压电流，D+，D-电压，电阻和功率 如果按下键，则会开启功率积分，可以测试充电宝的容量之类的，长按下键，则清零计数 
在大部分界面短按中键，都会进入快充诱骗选择界面，这里可以选择要诱骗哪种快充 目前列表最后的FCP还在研究中，暂不支持，光标也到不了那里 
这是关于界面 
关于蓝牙传输，焊上蓝牙芯片和外围电路后，就可以在手机或者笔记本电脑里面搜索到 如果是我已经将蓝牙改名为J-USB-voltmeter 蓝牙芯片改名方法，参加坛友研究帖 【狙沙】 pos机 BM77蓝牙模块即is1677蓝牙IC使用教程|http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1567440 
数据实时传输ing 空载数据 
这是在快充下的一些数据（同时已经开启功率积分） 
相关技术参数 功能:usb电压电流测量，d+/d-电压测量，高通qc2.0/qc3.0快充诱骗，联发科mtk-pe快充诱骗，电压电流曲线绘制，蓝牙实时传输数据，功率累计（mwh和mah）。 参数: 电压量程0-20v，最小分辨率:0.0025v/（0-10v）0.005v/（10-20v） 电流量程0-4a，最小分辨率0.0005a（0-2a）/0.001a（2-4a） d+/d-电压:0-3.3v（严禁测5v） 诱骗支持:（需要输出设备支持，本表不具备主动判断是否具有的功能） qc2.0:5v，9v，12v，20v（9，12v需输出设备支持classA）（20v需输出设备支持classB） qc3.0手动:3.6-20v（需输出设备支持） qc3.0自动:4.2-12v（需输出设备支持,可修改为支持classB） mtk-pe:4-12v（需输出设备支持） 暂不支持海思fcp，研究中 视频,欢迎观看 楼下继续，没完之前麻烦不要插楼，图太多了，2-3楼发不完 这楼详细介绍快充诱骗实现技术 一、高通公司的QC2.0/QC3.0的协议 1、手机在d+上加0.6v电压，这时充电器内部d+和d-是联通的，d-也是0.6v。 2、在1.35秒后，充电器断开d+和d-的联通，d-电压降到0，这时表示充电器支持协议。 3、接下来就是手机请求电压，并保持： 在d+加0.6v，d-加0v时，输出5v； 在d+加3.3v，d-加0.6v时，输出9v； 在d+加0.6v，d-加0.6v时，输出12v； 在d+加3.3v，d-加3.3v时，输出20v； 在d+加0.6v，d-加3.3v时，充电器进入continuous mode 也就是我们称的qc3.0模式。 而classA最高支持12v，classB则最高支持20v  然后就可以靠这协议来骗一把充电器了。在d+上我用dac直接实现，这很方便，d-上接adc，同时有一个引脚推挽输出高，10k和2.2k分压为0.6v，这样就可以让充电器输出9v了 在qc3.0方面上，因为qc3.0是一个连续的模式，按设计是在3.6-12v\20v连续可调的，调节的梯度是200mv，那么在d+加0.6v，d-加3.3v的时候，输出电压保持不变，此时，D+瞬间上升到3.3v再降回0.6v（产生一个高脉冲）则输出电压升200mv，而如果D-瞬间降到0.6v再升回3.3v，（产生一个低脉冲）则输出电压降200mv，连续的给充电器一个高脉冲或者低脉冲，就能实现电压的连续升高或降低。这种情况下，如果需要一个可调电源而手上又没有的话，可以试试用qc3.0的充电器诱骗一个出来应付下使用。 二、联发科公司的MTK-PE协议 （这部分偷了点小懒，复制了部分老帖的内容） 大家知道的快充中，了解最多的当然是高通公司的qc2.0和qc3.0快充技术，其次就是满大街喊的充电5分钟通话2小时的某绿色大厂的快充。 然而，作为手机soc厂家的另一巨头mtk联发科也不甘在这大潮中落后，于是先后推出了mtk-pe（MediaTekPump Express）和mtk-pe+（MediaTek Pump Expressplus）快速充电技术。这样说了，其实大家感觉根本没听说过。 然而并不是，魅族所谓的mcharge说白了，就是基于mtk-pe+的快充技术，只是搞了个听起来好听点的营销帽子罢了  联发科用的协议与高通的原理不同。 qc2.0用的是在usb的数据线d+和d-上加电压信号来触发输出高电压。 而mtk-pe+，不需要使用usb数据，只需要电源正负极线就可以啦，所以对usb线的要求更低，充电器的成本也能有所下降 他的通讯方式是通过充电电流的大小来触发协议，最后触发升压或者降压。 协议图片，左边是降压，右边是升压。 图片中，下图表是通过电流变化来触发协议，上图表是对应协议触发后的电压变化。  也就是说有快速充电协议的手机，需要对充电电流做一些定时的导通，关断来与充电头交流 下图是时间的限制和对电流的现在 时间abcd限制了最大值和最小值，如ta，也就是上方时序图中最后一段的500ms，在410-600毫秒直接都是被认可的 而对于电流的限制，要想表示低电平，则电流不能超过130ma，而要表示高电平，则需要350ma以上的电流  以为按照时序图来一遍就出电压了吗？其实不然。 再仔细看图，这里有点难理解，在一组诱发电平后，我们可以看到电压发生了变化，可是为啥在wdt时间以后，也就是240ms后，电压恢复到了5v。也就是说为啥诱导出来的电压为啥没有保持住呢？ 其实这个机制的作用在于，假设在你以9v充电完成后，拔下手机后，为了保证安全，充电器必须回复到通用的5v，不然如果谁不慎插上了不支持协议的手机，不就完蛋了？ 所以对于手机或者诱导器来说，一旦诱导出所需要的电压后，必须在240ms内接上负载，否则充电器会视为负载被拔除而电压恢复默认5v，则诱导失败。 对于负载的理解，我认为要大于350ma才能算作有效负载，才能保持住协议电压。 这个列表显示了MTKPE协议所支持的电压输出范围，其中12v输出只支持1.5a  350ma的负载怎么产生呢？当然时水泥电阻+mos管了，pwm控制即可  后面就是诱导实验 我手上有三个实验品 一个是华为的快充充电器，支持qc2.0,fcp，最高输出9v  (责任编辑：admin) |
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