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谁说壁虎没用?用efm32做个USB电压电流表(可诱导QC2.0)
在疯狂的撸pos的过程中,坛友看重的最多是电池,紧接着就是stm32/gd32单片机,而核心为efm32一派的pos机,因为资料少,没调试工具,就被打上了:没卵用,垃圾,便宜货等等的名号,被大家仍在墙角堆灰。为了利用上这只小壁虎,于是乎为决定研究研究。
开始入门是照着@kanamu 大神的帖子来的,玩了几天,觉得壁虎的adc性能不错(1msps,12bit,4ch,内部1.25/2.5v的bandgap基准,输入阻抗高,可以差分输入),于是就有了这个usb小表的小项目。
然后从学习点亮第一个LED灯到现在,掐指一算,应该就两个星期的零碎时间搞起来了。
好的,不啰嗦了,开始

如果想要学习的话,两个东西必备,首先要一个jlink。怎么?没有jlink?用pos机做一个呗,只要一块钱
【教程】用gd32做一个jlink-ob调试器,并吊打壁虎(efm32)|http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1692562
然后开发环境,我选择的是官方提供的simplicity-studio,图形化的开发环境,很简单的说,点几下,选一下就可以玩了,不过有些坛友说太大难下载,这个嘛,我也帮不了你了,我这里下载能到100兆帕的样子(偷笑)
下载地址:http://cn.silabs.com/products/mcu/Pages/simplicity-studio.aspx
网速快的可以先现在在线端,然后补充对应型号的库就好了,这样省空间点

当然我这个小表现在的状态还是原型样机,验证阶段。没有任何显示装置,电压电流靠串口回传的,本来搞好了数码管,但懒得飞线焊上,那就将就下了,自用无所谓了


小表和jlink的整套合影,简单粗糙啊真是

中间飞了一堆线

壁虎efm32单片机特写

这个是usb部分焊好的电路,双面洞洞板真是个折磨人的小妖精啊



qc2.0诱导试验
诱导开始前,电压5v,红灯亮

诱导成功,输出9v,因为我这个充电头没有12v档,就没测了


简单说一下qc2.0的协议,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,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,接下来就是手机请求电压,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0v时,输出5v,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,18w功率可是爽歪歪啊。

电压电流测试
电流取样电阻因为手头只有100毫欧的,只能硬头皮上了,虽然好像真的有点大了。
目前串口值是原始数据,不过波动不算太大
5v时给手机充电,电压0x640左右,换算为5.08v
电流为0xae左右,500ma左右

诱导为9v时,因为我没有合适负载,所以电流数据是0了,就测了下电压0xB2f左右,9.08v的样子

这个值有点偏低的问题,是adc有点偏低,之前测试了整个量程,大概偏了一个f的样子,具体原因不是很清楚,可能也和电路有关,不过偏的比较线性,后面可以校准,输出值波动不大,这倒是个好事。

最后上电路图,简易的

当然以上要保证最小系统正常,因为实验阶段是在pos板子上改的,就没必要理,不过还是贴张最小系统的图

仿制难度应该不大,就是太简单太low了,不过想玩qc2.0的可以试试
我贴下源代码,真的不长,不过没注释,我太懒了
其实,真心,这货的现在的难度,就是点几下鼠标,然后后面的操作就很简单了,已经有点类似arduino的感觉了
复制代码
  1. #include <stdint.h>

  2. #include <stdbool.h>

  3. #include "em_usart.h"

  4. #include "em_device.h"

  5. #include "em_chip.h"

  6. #include "InitDevice.h"

  7. #include "em_cmu.h"

  8. #include "em_gpio.h"

  9. #include "stdio.h"

  10. #include "em_emu.h"

  11. #include "em_adc.h"

  12. #include "em_dac.h"

  13. void sys_int(void)

  14. {

  15.     CHIP_Init();

  16.     /* Infinite loop */

  17.     enter_DefaultMode_from_RESET();

  18.     //GPIO_PinOutClear(gpioPortA, 8);

  19.     /*串口进中断*/

  20.     USART0->IFC = _USART_IFC_MASK;

  21.     NVIC_ClearPendingIRQ(USART0_RX_IRQn);

  22.     NVIC_EnableIRQ(USART0_RX_IRQn);

  23.     USART0->IEN = USART_IEN_RXDATAV;

  24.     USART0->ROUTE |=  USART_ROUTE_TXPEN | USART_ROUTE_RXPEN | USART_ROUTE_LOCATION_LOC0;

  25.     /*串口进中断结束*/

  26.     /* Enable DAC channel 0, located on pin PB11 */

  27.     DAC_Enable(DAC0, 0, true);

  28. }

  29. /**************************************************************************//**

  30. * [url=u.php?uid=650075]@brief[/url]    Write DAC conversion value

  31. *****************************************************************************/

  32. void DAC_WriteData(DAC_TypeDef *dac, unsigned int value, unsigned int ch)

  33. {

  34.     /* Write data output value to the correct register. */

  35.     if (!ch)

  36.     {

  37.         dac->CH0DATA = value;

  38.     }

  39.     else

  40.     {

  41.         dac->CH1DATA = value;

  42.     }

  43. }

  44. uint32_t ADC0_get_result()

  45. {

  46.     uint32_t samp;

  47.     ADC_Start(ADC0, adcStartSingle);

  48.     /* Wait while conversion is active */

  49.     while (ADC0->STATUS & ADC_STATUS_SINGLEACT) ;

  50.     /* Get ADC result */

  51.     samp = ADC_DataSingleGet(ADC0);

  52.     return samp;

  53. }

  54. uint32_t ADC0_get_send_result()

  55. {

  56.     uint32_t samp;

  57.     uint8_t cache1 = 0;

  58.     uint8_t cache = 0;

  59.     uint32_t cache2 = 0;

  60.     samp = ADC0_get_result();

  61.     cache2 = samp;

  62.     cache1 = samp;

  63.     samp >>= 8;

  64.     cache = samp;

  65.     USART_Tx(USART0, cache);

  66.     USART_Tx(USART0, cache1);

  67.     return cache2;

  68. }

  69. void adc_change_input_ch(uint8_t ch)

  70. {

  71.     ADC_InitSingle_TypeDef initsingle = ADC_INITSINGLE_DEFAULT;

  72.     switch(ch)

  73.     {

  74.     case 4:

  75.         initsingle.prsSel = adcPRSSELCh0;

  76.         initsingle.acqTime = adcAcqTime64;

  77.         initsingle.reference = adcRef1V25;

  78.         initsingle.resolution = adcRes12Bit;

  79.         initsingle.input = adcSingleInpCh4;

  80.         initsingle.diff = 0;

  81.         initsingle.prsEnable = 0;

  82.         initsingle.leftAdjust = 0;

  83.         initsingle.rep = 0;

  84.         ADC_InitSingle(ADC0, &initsingle);

  85.         break;

  86.     case 5:

  87.         initsingle.prsSel = adcPRSSELCh0;

  88.         initsingle.acqTime = adcAcqTime64;

  89.         initsingle.reference = adcRef1V25;

  90.         initsingle.resolution = adcRes12Bit;

  91.         initsingle.input = adcSingleInpCh5;

  92.         initsingle.diff = 0;

  93.         initsingle.prsEnable = 0;

  94.         initsingle.leftAdjust = 0;

  95.         initsingle.rep = 0;

  96.         ADC_InitSingle(ADC0, &initsingle);

  97.         break;

  98.     case 6:

  99.         initsingle.prsSel = adcPRSSELCh0;

  100.         initsingle.acqTime = adcAcqTime64;

  101.         initsingle.reference = adcRef1V25;

  102.         initsingle.resolution = adcRes12Bit;

  103.         initsingle.input = adcSingleInpCh6;

  104.         initsingle.diff = 0;

  105.         initsingle.prsEnable = 0;

  106.         initsingle.leftAdjust = 0;

  107.         initsingle.rep = 0;

  108.         ADC_InitSingle(ADC0, &initsingle);

  109.         break;

  110.     }

  111. }

  112. /**************************************************************************//**

  113. * [url=u.php?uid=650075]@brief[/url]    Main function

  114. *****************************************************************************/

  115. int main(void)

  116. {

  117.     int i;

  118.     uint32_t sample;

  119.     uint8_t working_satae = 1;//0-普通5v  //1-qc2.0插入前  //2-qc2.0前奏   //3-qc2.0-9v

  120.     uint32_t DAC_Value;

  121.     sys_int();

  122.     while (1)

  123.     {

  124.         switch(working_satae)

  125.         {

  126.             case 0:

  127.             {

  128.                 for(i = 0; i < 20000; i++);

  129.                 DAC_Enable(DAC0, 0, 0);

  130.                 adc_change_input_ch(4);

  131.                 ADC0_get_send_result();

  132.                 adc_change_input_ch(6);

  133.                 ADC0_get_send_result();

  134.                 break;

  135.             }//case 0#p#分页标题#e#

  136.             case 1:

  137.             {

  138.                 for(i = 0; i < 20000; i++);

  139.                 DAC_Value = 0x2e8;

  140.                 DAC_WriteData(DAC0, DAC_Value, 0);

  141.                 adc_change_input_ch(4);

  142.                 ADC0_get_send_result();

  143.                 adc_change_input_ch(6);

  144.                 ADC0_get_send_result();

  145.                 adc_change_input_ch(5);

  146.                 sample =  ADC0_get_result();

  147.                 if(sample > 0x600 )

  148.                 {

  149.                     for(i = 0; i < 200; i++);

  150.                     adc_change_input_ch(5);

  151.                     sample =  ADC0_get_result();

  152.                     if(sample > 0x600 )

  153.                     {

  154.                         working_satae = 2;

  155.                     }

  156.                 }

  157.                 break;

  158.             }

  159.             case 2:

  160.             {

  161.                 DAC_Enable(DAC0, 0, 1);

  162.                 for(i = 0; i < 20000; i++);

  163.                 DAC_Value = 0x2e8;

  164.                 DAC_WriteData(DAC0, DAC_Value, 0);

  165.                 adc_change_input_ch(4);

  166.                 ADC0_get_send_result();

  167.                 adc_change_input_ch(6);

  168.                 ADC0_get_send_result();

  169.                 adc_change_input_ch(5);

  170.                 sample =  ADC0_get_result();

  171.                 if(sample < 0xd0 )

  172.                 {

  173.                     for(i = 0; i < 20000; i++);

  174.                     adc_change_input_ch(5);

  175.                     sample =  ADC0_get_result();

  176.                     if(sample < 0xd0 )

  177.                     {

  178.                         GPIO_PinOutSet(gpioPortA, 8);

  179.                         GPIO_PinModeSet(gpioPortE, 13, gpioModePushPullDrive, 1);

  180.                         GPIO_PinOutSet(gpioPortE, 13);

  181.                         DAC_Value = 0xfff;

  182.                         DAC_WriteData(DAC0, DAC_Value, 0);

  183.                         GPIO_PinOutClear(gpioPortA, 9);

  184.                         working_satae = 3;

  185.                     }

  186.                     else

  187.                     {

  188.                         GPIO_PinOutClear(gpioPortA, 8);

  189.                         GPIO_PinOutSet(gpioPortA, 9);

  190.                         GPIO_PinOutClear(gpioPortE, 13);

  191.                         GPIO_PinModeSet(gpioPortE, 13, gpioModeInput, 0);

  192.                     }

  193.                 }

  194.                 break;

  195.             }//case 1

  196.             case 3:

  197.             {

  198.                 DAC_Enable(DAC0, 0, 1);

  199.                 for(i = 0; i < 20000; i++);

  200.                 adc_change_input_ch(4);

  201.                 ADC0_get_send_result();

  202.                 adc_change_input_ch(6);

  203.                 ADC0_get_send_result();

  204.                 adc_change_input_ch(5);

  205.                 sample = ADC0_get_result();

  206.                 if(sample > 0x7a0)

  207.                 {

  208.                     for(i = 0; i < 20000; i++);

  209.                     //adc_change_input_ch(5);

  210.                     sample =  ADC0_get_result();

  211.                     if(sample > 0x780)

  212.                     {

  213.                     working_satae = 1;

  214.                     GPIO_PinOutClear(gpioPortA, 8);

  215.                     GPIO_PinOutSet(gpioPortA, 9);

  216.                     GPIO_PinOutClear(gpioPortE, 13);

  217.                     GPIO_PinModeSet(gpioPortE, 13, gpioModeInput, 0);

  218.                     }

  219.                 }

  220.                 break;

  221.             }//case 2

  222.         }

  223.     }

  224. }


代码上传到githbub了,怕你们看不到,特意把这行大号字体标红https://github.com/posystorage/USB-voltmeter

最后的口头禅,壁虎手册这么好看,你们还不来玩


最后的最后,说下这个usb小表后期的改进计划
0、如果有一定数量的坛友对这个项目感兴趣或者也想玩一发的,我会画pcb并把这货做成个产品级别的东西,如果没有,那项目就到这了,我也玩够了,壁虎还有其他好玩的呢。
如果项目继续,几方面计划
1、增加显示装置,估计会设计成数码管与oled兼容款pcb,低端数码管,高大上oled
2、现在快速充电协议那么多,除了qc2.0还有qc3.0、mtk-pe、海思快充、蓝绿大厂的快充等等等等。多支持几个是比较好玩的,也是大家喜闻乐见的。但是这有前提,首先要有资料,协议资料这还是比较麻烦的,很难找。还有就是要有对应的实验样品,快充充电头都比较贵,一个40-50的样子有些估计还不止,我一穷学生,还是搞不起这么多快充头。所以如果团购的话,就算PCB可能很便宜,就几毛一片,平摊这些费用后,估计要3-5元的一小片样子,先说明。
3、取样电阻由100毫欧改成10毫欧,然后配一枚运放。
4、原始数据要处理,平滑,校准偏差什么的
5、整个充电过程数据记录到单片机内部。这货有128k的程序空间,现在就用了7k的大小,最终完成可以最多用四分之一,后面剩余的大量空间可以记录充电过程数据,当然也会有专门的上传机制什么的,传到电脑可分析,这个再说。

就这些,欢迎砸m币



@zty615 坛友的作品:不用程序 只用通用零件装出QC2.0诱骗器,公布网络上你搜不出来的技术细节(完美完结):http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1734268
(责任编辑:admin)
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