第一章——typec电路

本文以问题为导向来讲述知识点

前置知识

USB1.0/ 2.0 / 3.0 都是啥，有啥区别？

其实这三种最主要的区别就是传输速率的差别，每一代的迭代传输速率都有显著的提升

• ​​USB 1.0/1.1​​：最高速度12Mbps，但传输1GB文件需约15分钟。已经是老古董了，已被淘汰。（半双工）
• ​​USB 2.0​​：​​480 Mbps​​（理论值，实际约30MB/s），虽然有巨大提升，但仍无法满足高清视频或大文件传输需求。（半双工）
• ​​USB 3.0​​：​​5 Gbps​​（理论值，实际约400MB/s），支持全双工（同时收发数据），适合高速存储设备，当下使用的主流版本，并且可以==向下兼容

PD是什么

全称为 Power Delivery (PD) ，PD是USB-IF制定的​​智能供电协议​​，通过Type-C接口的​​CC (Configuration Channel)引脚​​通信，实现动态电压/电流协商。具有很高的兼容性，快充常用。

核心功能有：
​​(1) 动态电压/电流调整​​
固定电压档位​​：5V/9V/12V/15V/20V（标准范围，SRP）
可编程电源（PPS）：以20mV/步进微调电压（如3.3V~21V）提升充电效率。
​​(2) 双向供电（DRP）​​
​​Source（供电端）​​：如充电器、笔记本。
​​Sink（受电端）​​：如手机、耳机。
​​双角色设备（DRP）​​：如移动电源（充电时Sink，放电时Source）
​​(3) 数据与供电共存​​
支持​​USB4/雷电3​​高速数据传输 + 同时供电。
​​Alt Mode​​：通过PD协议切换为视频输出（如DP Alt Mode）

说人话PD就是一种快充协议，能够提高电压来提升充电效率，且能够支持多种使用场景

UFP和DFP都是什么意思？

DFP：全称（Downstream Facing Port），即下行端口，​​提供电源和数据
UFP：全称（Upstream Facing Port），即上行端口，接收电源和数据​​

简而言之就是谁供电（或发送数据）谁就是DFP（下行端口）
那么在我们日常使用的蓝牙耳机，鼠标，或者自己DIY的板子都是UFP（上行端口），作为接受电源和数据的一方。

读到这又细心的小伙伴就要问了，手机不是只有一个typec接口吗？怎么又能充电，又能放电呢？ 下文马上提到，且听我娓娓道来。

typec接口

Type-C（USB-C）是一种​​对称式、可正反插​​的接口标准，支持​​高速数据传输（USB 3.x/4）、高功率充电（USB PD）、视频输出（DP Alt Mode）​​等多种功能。

type-c类型

主要按引脚数量分为以下几类：

• 6pin：仅能供电，只支持低速传输
• 16pin：供电和数据传输，但只支持USB2.0
• 24pin：供电和数据传输，并支持高速数据传输（支持usb3.0,usb2.0,PD快充,HDIM传输，音频设备，调试模式等）

引脚越多代表了他们的地位和功能 ，其中24脚的type-c功能最为齐全，囊括了6脚和16脚的所有功能，故此下文我们仅对24脚的type-c进行展开讨论，其余两种便一笔带过。

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公头

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母座

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可以很明显看出，插口内的Pin功能相对于中心对称。公头插入母头，无论正反插，引脚功能都完美契合

原理图如下：

可以看到其左右两边的引脚成中心对称 其中EP为固定作用 通常接地

其引脚功能如下：

​​​​信号类型​​	​​引脚标识​
​​​​电源​​	VBUS (A4, B9, A10, B3)
​​接地​	GND (A1, B12, A12, B1)
​​​​USB 2.0数据​​	D+/D- (A6, B6, A7, B5)
​​​​USB 3.0高速数据​​	TX1±/RX1± (A2, B11, A3, B10) TX2±/RX2± (A11, B2, A12, B1)
​​​​配置通道（channel configuration）​​	CC1/CC2 (A5, B8, A9, B4)
​​​​辅助信号​​	SUB1/SUB2 (A8, B7)
​​接地​	GND (A1, B12, A12, B1)

以下主要对USB2.0/3.0 以及CC引脚和辅助引脚的作用进行展开解释

重要引脚功能解释

USB2.0引脚

差分数据引脚，在type-c的原理图中常被命名为DP（D+）和DM（D-），在原理图中没有过多讲究，直接连起来就好，在PCB布局中走线尽量短（建议小于10cm），并保持等长。

SUB引脚

​​SBU（Side Band Use，边带使用）​​是Type-C接口中用于​​辅助功能通信的复用引脚​​

典型应用场景​​

​​Type-C转3.5mm耳机接口​​
​音频适配器模式​​：SBU1（左声道）和SBU2（右声道）用于传输模拟音频信号。麦克风信号可通过D+/D-或专用线路传输（不同厂商方案可能不同）。
​​示例​​：手机通过Type-C转3.5mm耳机线播放音乐时，SBU引脚负责音频输出。

调试与工程测试​​
​​调试配件模式​​：SBU引脚可复用为低速调试接口（如UART或自定义协议），用于设备固件烧录或日志输出。
​​示例​​：连接Type-C转JTAG调试器时，SBU引脚传输调试指令。

​​USB PD扩展功能​​
​​PD协议扩展​​：在需要多通道通信的场景（如视频传输+PD充电），SBU可辅助CC引脚传递扩展信息（如电缆ID或供电能力）。

USB3.0引脚

Tx（Transmit，发送）​​和​​Rx（Receive，接收）​​是用于​​高速差分数据传输​​的专用引脚

物理层特性​​：
​​差分信号对​​：每组Tx和Rx由​​正负两极（如TX1+/TX1-）​​组成，通过互补电压传输数据，抗干扰能力强，支持高速传输（如USB 3.2 Gen2的10Gbps）。
​​多通道支持​​：Type-C接口包含多组Tx/Rx（如TX1、TX2、RX1、RX2），支持全双工通信（同时收发数据）。

多用于高速数据传输和视频输出

正反插自适应​​
​​原理​​：Type-C接口对称设计，无论正插或反插，CC引脚自动检测并切换Tx/Rx组

例如：正插时使用TX1/RX1，反插时使用TX2/RX2，无需用户干预。

CC引脚

上文提到 UFP 和 DFP CC引脚就是双方建立设别的桥梁 DFP端口通过检测电压值来区别不同的设备类型和功能

在DFP上有两个CC引脚，DFP通过检测三种不同形式的UFP端下拉电阻（Open开路、Ra=0.8-1.2K、Rd=5.1K）来识别各种配置模式。

​Rd（下拉电阻）​​：标识设备为从机（如U盘、手机）。
​​Ra（上拉电阻）​​：标识设备为电源或主机（如充电器、电脑）。
​​Open（悬空）​​：用于方向协商，由连接的另一端决定主从关系。

引脚模式	对应功能
CC1=Open, CC2=Open	未连接
CC1=Rd, CC2=Open	上行传输连接（数据主设备）
CC1=Open, CC2=Rd	上行传输连接（数据主设备）
CC1=Ra, CC2=Open	纯电源连接（无上行数据）
CC1=Open, CC2=Ra	纯电源连接（无上行数据）
CC1=Ra, CC2=Rd	电源+上行传输共存
CC1=Rd, CC2=Ra	电源+上行传输共存
​​CC1=Rd, CC2=Rd	工程调试接口（如Type-C转串口工具）
CC1=Ra, CC2=Ra	模拟音频输出（如Type-C转3.5mm耳机孔）

上行传输连接：设备作为数据主机（如电脑连接U盘），Rd（下拉电阻）表示从设备，Open表示主机通过另一引脚控制方向。（下行端通过对比两个CC引脚的电压，确定线缆插入方向​​，从而正确分配数据通道）

纯电源连接（无上行数据）:只供电 无数据传输

电源+上行传输共存：支持PD快充且传输数据（如手机连电脑充电+传文件）

其中我们最常见的接法就是工程调试接口

如何接好一个type-c电路

接一个USB2.0的电路

如下：
注意：USB 2.0无需SUB信号

CC 引脚全部下拉接5.1k电阻 配置为工程调试接口

注意：在PCB中EP引脚最好每个都单独接地 防止地环路对信号的影响

其他引脚数量的type-c接法同样如此

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