代码收藏家 使用单片机模拟QC3.0，实现0.2V电压的微调
1. 前述
使用单片机模拟QC3.0协议，使充电头输出5V、9V、12V常用电压，并实现0.2V电压微调。
2. QC2.0/3.0 时序图
下面的QC2.0/3.0协议时序图来自某站UP主的视频，这是看到的最简单明了的时序图了，该UP出了一期视频讲解QC3.0相关内容，可以看看，也要点赞投币支持一下。
2.1. QC2.0
使用D+、D-来实现QC协议，正常情况充电器内部D+和D-导通，当给D+施加0.6V的电压，在1.35秒后充电器内部D+和D-断开，说明充电器支持QC协议，然后通过给D+、D-施加不同的电压，使充电器输出其他档位电压。QC协议也有ClassA和ClassB，ClassA最大输出12V，ClassB最大输出20V，所以并不是支持QC协议的充电器就能输出20V的，大概率最大输出12V。
| D+ | D- | VBUS |
|---|---|---|
| 0.6V | 0V | 5V |
| 3.3V | 0.6V | 9V |
| 3.3V | 3.3V | 20V |
| 0.6V | 0.6V | 12V |
| 0.6V | 3.3V | QC3.0 |
2.2. QC3.0
当D+上电压为0.6V，D-上电压为3.3V时，进入QC3.0模式。QC3.0模式下支持以0.2V电压进行递增或递减，这样就可以输出其他电压值。
| D+ | D- | VBUS |
|---|---|---|
| 0.6V | 3.3V | 输出不变 |
| 0.6V -> 3.3V | 3.3V | 增加 0.2V |
| 0.6V | 3.3V -> 0.6V | 减少 0.2V |
这里有个简单的记法，D+，+号说明D+电压上升时，输出电压增加。同理D-，-号说明D-电压下降时，输出电压减少。
3. 具体实现
3.1. 硬件部分
3.1.1 硬件测试平台
使用ESP32C3-FN4芯片做为主控，platformio+Arduino平台开发，使用4个IO口输出所需电压。
3.1.2 电阻调压网络
在整个模拟QC协议的过程中，只需要0.6V和3.3V两种电压，最简单的方法就是使用电阻分压输出0.6V和3.3V，如下图。
当DP+和DP-同时输出3.3V，DP电压为3.3V；
当DP+输出3.3V，DP-输出0V时，DP电压为0.6V；
这样使用控制单片机IO口便可以输出0.6V和3.3V电压。注意，这里电阻取值不是固定的，只要分压能输出0.6V就行。
3.2. 软件部分
3.2.1. 快充检测
首先是在D+上施加0.6V电压，这时候D-上也是0.6V，如果1.35秒后D-上电压变成0，说明支持充电头QC协议。这里偷了个懒，没有检测D-电压，直接使用延时来实现。需要注意的是，在这个应该检测充电器是否支持快充模式的过程中，DP+和DP-的IO口要初始化为输出模式，而DN+和DN-要初始化为高阻态模式，即不作输入也不作输出，在延时过后重新初始化为输出模式。
在某个帖子里看到，技术人员称，把IO口初始化为开漏模式，并且不设置上拉或下拉，那么此时IO口就是高阻态状态，所以首次初始化DN+和DN-时模式选择 OUTPUT_OPEN_DRAIN ，延时过后再初始化为 OUTPUT。
Arduino参考程序如下：
// DP_U代表DP+ DP_D代表DP-
// DN_U代表DN+ DN_D代表DN-
pinMode(DP_U,OUTPUT);
pinMode(DP_D,OUTPUT);
pinMode(DN_U,OUTPUT_OPEN_DRAIN);
pinMode(DN_D,OUTPUT_OPEN_DRAIN);
digitalWrite(DP_U,1); //0.6V
digitalWrite(DP_D,0);
delay(1350);
pinMode(DN_U,OUTPUT);
pinMode(DN_D,OUTPUT);
// 进入QC3.0模式
digitalWrite(DN_U,1); //0.3V
digitalWrite(DN_D,1);
D+先输出0.6V，1.35秒后D-输出3.3V，对照2.1节的表格可以看出此时进入QC3.0模式。
3.2.2. 0.2V 调压
进入QC3.0模式后调压就很简单，记得最后要保持D+电压为0.6V,D-电压为3.3V，参考程序如下：
// 增加0.2V D+电压从0.6V上升到3.3V，输出增加0.2V，再下降到0.6V保持输出电压
digitalWrite(DP_U,1); //3.3V
digitalWrite(DP_D,1);
delay(1);
digitalWrite(DP_U,1); //0.6V
digitalWrite(DP_D,0);
// 减少0.2V D-电压从3.3V下降到0.6V，输出减少0.2V，再上升到3.3V保持输出电压
digitalWrite(DN_U,1); //0.6V
digitalWrite(DN_D,0);
delay(1);
digitalWrite(DN_U,1); //3.3V
digitalWrite(DN_D,1);
4. 实现效果
这里用的是网上16块钱淘的东洋24W充电头，最大输出12V2A，支持QC2.0/3.0。控制板主控是ESP32C3，INA226测电压电流，1.14寸ips屏幕显示数据，效果见下图
默认5V输出，使用QC3.0实现6V和12V输出，但是正常应该输出12V却输出了11.9V，随着电压的增高实际值与理论值有点差距，感觉是充电器问题，但问题也不大。
5. 结论
使用QC协议输出其他电压值一定程度上还是蛮方便的，毕竟这充电器体积也不大，最大2A电流一般情况也够用。
6. 题外语
想想最开始为了摆脱DC005的大圆头和那拉跨的12V适配器，想着如何使用改成Typec接口，了解到PD协议，用CH224K做了PD诱骗器，使充电器输出12V，这样的话就可以用Typec接口了，画板子时体积可以更小。后来吧，我那专门买的支持PD协议的充电器头丢了，就剩线了，PD必须用双Typec的线，我的手机充电器没有双Typec的，后来用的少也没再买。
最近又需要用了，感觉PD不是很方便吧，就研究了QC3.0，能实现0.2V调压比PD更好用，而且用单片机就能实现，还不需要双Typec口的线了，就又鼓捣了一下。
不得不说，这百度上有关QC3.0的都是没什么吊用的，就BB一个支持0.2V调压，具体协议时序啥的也不说，纯纯牛马，都隔那混呢，后来在别的地方看到有人提到了QC3.0时增加电压的方式，简单搭了一下后实现0.2V电压增加了，把降低电压的方式给试出来了。后来无意间在某站看到QC3.0协议讲解，上面的时序图就是从那看到的，虽然那会已经调好了。
到此就结束了，分享一下，希望可以帮到别人。
