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Type C 的 CC 到底该怎么C

2022-01-08

更新: 2026-04-25

3453 字符

#PCB #EE #USB

这篇文章写于 2022，已经超过 4 年了。内容可能已经过时。

人生苦短，我用Type C。

USB Type-C是在2013年底公布，2014年开始有量产产品推出，经过多年的发展，如今已经成为了主流的USB接口。

其双向正反插与较小的8.3×2.5mm接口，大电流高速度的特点。现在许多设备都在使用。

USB TYPE-C 24Pin 母头定义

TYPE-C母头

USB TYPE-C 24Pin 公头定义

TYPE-C公头

当然，如果设备只需要充电或者只采用USB2.0传输速率，也有多种接口可选。目前可以买到的Type C其区别如下：

名称	2Pin	6Pin	8Pin	10Pin	12Pin	14Pin	16Pin	24Pin
GND	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅
VBUS	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅
TX1+								✅
TX1-								✅
CC1		✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅
D1+				✅	✅	✅	✅	✅
D1-				✅	✅	✅	✅	✅
SBU1			✅		✅	✅	✅	✅
RX2-								✅
RX2+								✅
TX2+								✅
TX2-								✅
CC2		✅		✅	✅	✅	✅	✅
D2+			✅	✅	✅	✅	✅	✅
D2-			✅	✅	✅	✅	✅	✅
SBU2					✅	✅	✅	✅
RX1-								✅
RX1+								✅
USB	仅供电	仅CC供电	单面USB2.0	USB2.0	USB2.0	USB2.0	USB2.0	USB 4

Type C CC：配置通道

Type C 这么好，画了板子新鲜出炉，发现USB A 转 C的线正常工作，USB C 转 C的线完全不工作。这是CC配置的问题。Type C 接口可以看到有一堆比较奇怪的引脚，其中CC的意思是 Configuration Channel 配置通道。其主要作用为传输PD数据，判断UFP设备类型。

为了供电

总所周知，USB是主从模式，有一个主机就有一个从机。例如电脑是主机，U盘是从机。我们定义下行端口（Downstream Facing Port，DFP）为DFP端，为从机供电；上行端口（Upstream Facing Port，UFP）为UFP端。在DFP的CC Pin会有上拉电阻Rp，在UFP有下拉电阻Rd。在DFP与UFP未连接之前，DFP的VBUS是没有输出的。当DFP与UFP连接后，CC Pin相接，DFP的CC Pin侦测到UFP的下拉电阻 Rd，表示接到UFP，DFP便打开VBUS的FET开关，输出VBUS电源给UFP。

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那为什么需要两根CC线而不是一根，主要是因为Type C支持正反插，不会自动翻转线序，CC1用来检测正插，CC2用来检测反插。

还能配置设备类型

由于CC有两根，而且CC可以设置为不同的电平，所以CC也被用作识别UFP设备的功能。如下表。

CC1	CC2	状态
开路	开路	未连接设备
下拉	开路	连接设备，进行供电
开路	下拉	连接设备，进行供电
开路	上拉	只充电，不访问UFP数据
上拉	开路	只充电，不访问UFP数据
上拉	下拉	充电，并访问UFP数据
下拉	上拉	充电，并访问UFP数据
下拉	下拉	测试模式（DAM）
上拉	上拉	音频设备连接

还有检测正反插

由于Type C是支持正反插，CC Pin被用来侦测正反插，从DFP的角度来看，当CC1接到下拉电阻就是正插，如果是CC2接到下拉电阻就是反插。在侦测完正反插后，就会输出相对应的USB信号，例如CC1对应的是TX1与RX1。下图的右边整合了MUX，由于USB 3.1的传输速率高达10 Gbps，为了避免PCB的走线出现分支，所以正反插进来的信号会由MUX来切换，正插时，切换到RX1&TX1，反插时，切换到RX2&TX2。

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OTG去哪里了？

USB 2.0 On-The-Go（OTG）主要应用在可携式装置，例如手机或平板上，可做为USBDFP或USB周边装置使用。所有USB 2.0 OTG产品都必须使用Micro-A/B插座，不能使用Type C插座。Micro-A/B插座提供了一个OTG专用的引脚：ID脚，用于分辨OTG设备模式。

那我们先来说说USB 2.0 OTG，如果ID脚位接地，OTG产品可做为USBDFP使用，并为所连接的USB周边设备提供电力。反之，OTG装置则将做为USB周边设备使用。表显示插座与插头的脚位输出。插头的ID脚位有接地或未连接两种模式，以供选择DFP或周边设备功能。

但是在USB Type C插座中，明显消失的是之前Type-A和Type-B接头的ID引脚。在Type-C中，使用CC引脚这种不同的处理方式来决定设备是作为DFP，还是作为外设。CC引脚所执行的功能与ID引脚之前执行的功能一样；这就是USB Type C的DRP（Dual Role Port）。

DRP使USB可以做为DFP也可以做为UFP，可以供电，也可以受电。当DPR接到UFP装置，DRP会转换为DFP模式。当DRP接到DFP装置，DRP会转换为UFP模式。当两个DRP装置接在一起，两个装置会随机握手，一方为DFP，一方为UFP。这时候就需要软件定义或者专用芯片进行通讯协商了。

精准供电

USB IF 定义了一个表格，描述了不同接口的供电能力，如下表。

模式	最大电压	最大电流	备注
USB 2.0	5V	500ma
USB 3.1	5V	900ma
USB BC 1.2	5V	1.5A	老款手机充电用
USB Type C @ 1.5A	5V	1.5A
USB Type C @ 3A	5V	3A
USB PD	48V	5A	需要芯片握手

其中USB 2.0，USB3.1，USB BC1.2是先前USB协会定义的标准，可以跟Type C兼容。USB Type C 1.5A与3A是Type C专用的，需要有CC Pin来做侦测。USB PD的功能还需要有USB PD专用芯片来完成协议握手。而握手信号是载在两端连接的CC Pin上。

Type C如何去决定要执行那个模式呢？这也需要靠CC Pin。先前提到DFP会有上拉电阻Rp，UFP会有下拉电阻Rd，当DFP与UFP相接，CC Pin上就会有分压，Rd是固定5.1k，而Rp就会依照DFP的类别，而有不一样的阻值。有一些UFP会检测 CC Pin上的分压来知道DFP的VBUS种类。另外DFP也用不同大小的定电流源来供给CC Pin，当电流流到Rd，同样可以产生电压，让UFP知道DFP的VBUS模式

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Type C 规范定义了DFP在不同模式下，在CC Pin要供多大的电流或是要用多大的上拉电阻Rp的阻值。

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除了供电呢

来点PCIe

USB PD提供了的VDM（Vendor defined message）功能，可以让主机与从机认到对方的ID，而进到 Alternate mode。VDM也是透过CC Pin来传输的。下面为一个扩展坞例子，主机（System）认到扩展坞（Dock）装置，知道扩展坞有PCIe装置，于是主机利用Type C的SBU1/SBU2、Tx2/Rx2来传输PCIe信号。

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