基于CH32X035的USBPD报文嗅探器

项目创意来源usb-pd-sniffer_v2
本项目固件为自行实现
7.17 固件已上传附件
7.31 上传源码（屎山代码）

展示

成品

串口数据

👉核心内容

• CC1/CC2不要加下拉电阻，本设备作为中间人，不充当SRC/SINK的任意一方
• 在中断时将usbpd_rx_buffer复制到队列，在空闲时进行解析，不然会丢失报文
  
• 主循环中检测队列是否有未解析的报文，如果有进行解析，并通过DMA发送到串口，上位机进行图形化管理
  
• 定时器交替检测cc引脚下拉状态
  
  👇例行废话

USB PD Sniffer 基于 CH32X035 的技术实现说明

一、项目背景与目标

本项目设计了一款基于 WCH 出品的 CH32X035F8U6 微控制器的 USB Power Delivery（USB PD）协议嗅探器，可用于实时捕获和分析 USB-C 接口中 CC 通信线上的 PD 报文，主要应用于：

• USB PD 协议调试
• 电源产品兼容性测试
• Type-C 快充识别分析
• 教学和开发用途

二、核心器件介绍：CH32X035F8U6

CH32X035 是由南京沁恒微电子推出的一款集成 USB PD PHY 和丰富外设资源的 32 位 RISC-V 微控制器，具有如下突出优势：

1. 集成 USB-PD 物理层（PHY）

• 直接支持 PD2.0 / PD3.0 协议
• 内置 BMC 编解码模块
• 支持 SOP/SOP'/SOP'' 包解析
• 支持 Sink 和 Sniffer 模式，无需外置 PD PHY 芯片
• 支持 硬件 CRC 校验与自动应答（如 GoodCRC）

2. 高性能内核

• RISC-V 内核，最高主频达 48 MHz
• 64KB Flash + 8KB SRAM
• 丰富的中断与 DMA 支持

3. 通信与调试能力

• 原生支持 USB Device（含 HID）
• 支持 SWD 调试接口
• 多通道 UART/I2C/SPI 外设，可扩展输出

三、系统结构与关键模块

1. USB PD 捕获路径

• Type-C 接口 通过 CC1、CC2 与 CH32X035 的 PD 模块连接
• 双 TVS 保护 CC 信号
• CH32X035 芯片的 USB_CC1 / USB_CC2 引脚负责 PD 信号接收
• 采用内部 PD Sniffer 模式，实时监听 PD 报文

2. 电源架构

• 使用 MP2013AGG-33-Z LDO 降压芯片 将 VBUS 转换为稳定的 3.3V 为系统供电
• 二极管实现 VBUS 隔离保护
• 电容阵列稳定电源输出

3. 数据输出与指示

• WS2812 RGB 灯（LED） 用于状态指示（例如连接状态/PD等级）
• 串口输出 TXD 与外部接收端通信（用于调试或上位机抓包）
• 调试接口（SWDIO/SWCLK） 保留，用于固件烧录与调试

四、软件配合能力

CH32X035 提供官方 USBPD Sniffer 示例代码，具备以下能力：

• 解析 PD 消息头（Message Header）
• 拆解 Data Object（PDO/Request 等）
• 区分 Control / Data / Extended 报文类型
• 支持 PD 协议版本识别（PD2.0/3.0/3.1）
• 实时串口输出报文内容
• 可扩展上位机显示与日志功能

五、典型应用

• 快充协议兼容性测试
• 手机/充电器性能对比
• USB-C 线缆 eMarker 分析（配合 SOP'、SOP'' 报文监听）

六、总结

本 USB PD Sniffer 设计充分发挥了 CH32X035 在硬件层面集成 USB PD PHY 的优势，相比传统方案（需额外 PD PHY 芯片或外部 BMC 解析电路），大幅简化设计，降低成本与功耗。适合作为开发板、测试仪器或 DIY 项目的核心部件。