TLE989x EvalBoard with TQFP/LQFP spring socket v01_1 評(píng)估板深度解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，評(píng)估板是我們探索和驗(yàn)證新器件性能的重要工具。今天，我們就來(lái)深入了解一下 TLE989x EvalBoard with TQFP/LQFP spring socket v01_1 評(píng)估板，看看它能為我們帶來(lái)哪些便利和可能性。

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評(píng)估板概述

這款評(píng)估板專為評(píng)估英飛凌 MOTIX? MCU TLE988x 和 TLE989x 系列的軟硬件功能而設(shè)計(jì)。它提供了一種簡(jiǎn)單易用的方式，讓我們能夠快速熟悉這些器件的特性。評(píng)估板上有 LQFP64 和 TQFP48 封裝的插座，這意味著我們可以測(cè)試和評(píng)估 MOTIX? MCU TLE988x 和 TLE989x 系列的所有 IC。對(duì)于 LQFP64 封裝的 IC，我們還可以直接將其焊接到評(píng)估板上，而且該評(píng)估板兼容 3 相和 2 相的變體。評(píng)估板的每個(gè) IC 引腳都可以通過(guò)排針進(jìn)行連接，方便我們進(jìn)行各種測(cè)試和開(kāi)發(fā)工作。

評(píng)估板在電源設(shè)計(jì)上也很貼心，它具備輸入電壓反極性保護(hù)功能，還有一個(gè)電池 LED 指示燈，當(dāng)評(píng)估板正確連接到電源時(shí)，指示燈會(huì)亮起，這樣就能避免因接反而損壞板子。此外，板上還放置了三個(gè) MOSFET 半橋用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并且提供了 USB 端口，方便我們使用板載的 SWD 調(diào)試器。整個(gè)評(píng)估板可以使用標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行操作，這大大降低了我們使用的門檻。

技術(shù)參數(shù)與特性

技術(shù)參數(shù)

評(píng)估板的技術(shù)參數(shù)在設(shè)計(jì)上有明確的規(guī)定。電壓供應(yīng)最大為 28V，電機(jī)電流最大為 25A，功率最大為 330W，引腳端口電壓為 5V。不過(guò)需要注意的是，電流能力受限于默認(rèn)裝配的香蕉插頭和 10W 分流電阻。如果我們需要更高的電流能力（最高可達(dá) 30A），可以通過(guò)調(diào)整電池和電機(jī)連接器，并更換分流電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)。但在處理高于指定最大額定值的電流時(shí)，一定要采取相應(yīng)的安全措施。

主要特性

• 兼容多種封裝：評(píng)估板有兼容 LQFP64 和 TQFP48 封裝插座板的連接器，還支持 LQFP64 封裝器件的直接放置。
• 強(qiáng)大的調(diào)試功能：板載 SEGGER J-Link 調(diào)試器，方便我們進(jìn)行調(diào)試工作。
• 電機(jī)驅(qū)動(dòng)能力：電機(jī)功率級(jí)包含三個(gè) MOSFET 半橋和電機(jī)連接器，能夠很好地驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
• 靈活的電阻選擇：有兩種不同分流電阻的放置選項(xiàng)，能滿足不同的電流測(cè)量需求。
• 可靠的電源設(shè)計(jì)：電源電壓包括 PI 濾波器和反極性保護(hù)，保障了評(píng)估板的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
• 豐富的 CAN 連接選項(xiàng)：提供多種 CAN 連接方式（CAN D - SUB、CAN - BSL、CANH/L），還有 CAN 終端選項(xiàng)。
• 便捷的操作按鈕：有用于 MON、FIFO 和復(fù)位引腳的按鈕，方便我們進(jìn)行各種操作。
• 直觀的 LED 指示：所有 GPIO 都有對(duì)應(yīng)的 LED 指示燈，讓我們能直觀地了解評(píng)估板的工作狀態(tài)。

系統(tǒng)與功能詳細(xì)解析

板載信息

連接器

評(píng)估板上的連接器種類豐富，能滿足不同的連接需求。VBAT 和 GND 是用于電源供應(yīng)和接地的香蕉插孔，對(duì)于大電流應(yīng)用，我們還可以直接將電纜焊接到香蕉插孔旁邊的焊盤上。Phase 1、2、3 是用于連接電機(jī)的香蕉插孔，同樣在大電流應(yīng)用時(shí)可采用焊接電纜的方式。TLE988x_TLE989x Socket 是用于連接 TLE988x_TLE989x 插座板的排針。CAN D - SUB 是標(biāo)準(zhǔn)的 D - SUB DE - 09 連接器，用于將 CAN 通信線連接到設(shè)備。CANH/CANL 是帶夾子的端子塊，可用于連接 CAN 電纜，也可以使用排針 X1 連接跳線電纜。CAN BSL 是用于通過(guò) CAN 對(duì)設(shè)備進(jìn)行編程的 16 針接頭。I/O Pin Header 是兩排排針，可用于訪問(wèn)設(shè)備的所有高壓、數(shù)字和模擬輸入/輸出引腳。SWD 是用于連接外部調(diào)試器的調(diào)試接口，USB 則是用于將板載調(diào)試器連接到 PC 進(jìn)行調(diào)試的 USB 連接器。

測(cè)試點(diǎn)

測(cè)試點(diǎn)為我們測(cè)量各種電壓提供了便利。VBAT 用于測(cè)量電池電壓，VS 用于測(cè)量設(shè)備電源電壓，VCP 用于測(cè)量電荷泵電壓，還有多個(gè)接地測(cè)試點(diǎn)。此外，還有用于測(cè)量高側(cè) MOSFET 漏極 VDH#電壓、電流檢測(cè)放大器輸入差分電壓以及電機(jī)相電壓的測(cè)試點(diǎn)。

LED 指示燈

LED 指示燈能幫助我們快速了解評(píng)估板的工作狀態(tài)。LED_SUP 指示電源電壓是否激活，LED_FIFO 指示 FIFO 是否激活，LEDCOM 指示板載調(diào)試器通信是否激活。還有多個(gè) LED 可以通過(guò)跳線 JP8 連接到不同的 GPIO 引腳，方便我們監(jiān)控 GPIO 的狀態(tài)。

跳線

跳線的設(shè)置可以讓我們靈活地配置評(píng)估板的功能。例如，JP1 用于連接復(fù)位按鈕和復(fù)位引腳，JP2 用于連接 VDDP 和 VCAN 引腳，JP3 用于連接 MONx 按鈕和 MONx 引腳，JP4 用于添加 CAN 終端電阻，JP5 用于選擇電位器的電源，JP6 用于選擇電位器信號(hào)的模擬引腳，JP7 用于連接 VDDEXT 和 VAREF#，ILoadVSD 和 ILoadVS 用于測(cè)量不同的電流消耗，JP8 用于連接 GPIO 和 LED，JP9 用于使用板載調(diào)試器進(jìn)行調(diào)試。

按鈕

按鈕的設(shè)計(jì)方便了我們對(duì)評(píng)估板進(jìn)行操作。S1 - S3 是 MON 按鈕，可以通過(guò)跳線連接到不同的 MON 引腳，S4 是 FIFO 按鈕，S5 是復(fù)位按鈕。

接口

插座板

評(píng)估板有兩種不同的插座板，分別適用于 LQFP64 和 TQFP48 封裝。我們可以通過(guò)插座板上的塑料彈簧插座更換相同封裝的器件，還能在排針處靠近器件引腳進(jìn)行測(cè)量。需要注意的是，如果在基板的插座區(qū)域內(nèi)組裝了元件，就不能使用插座板了。對(duì)于 LQFP64 封裝的器件，我們還可以直接將其焊接到基板上，但此時(shí)需要同時(shí)放置插座區(qū)域內(nèi)的所有無(wú)源元件和外部振蕩器。

電機(jī)功率級(jí)

電機(jī)功率級(jí)由三個(gè) MOSFET 半橋組成，每個(gè)半橋包含兩個(gè) N 溝道 MOSFET 以及相應(yīng)的柵極電阻、柵極 - 源極電阻和柵極 - 源極電容。此外，還有用于緩沖器和柵極 - 漏極電容的放置選項(xiàng)，但這些元件默認(rèn)未安裝。

CAN 接口

CAN 接口提供了四種不同的連接方式，方便我們進(jìn)行 CAN 通信。CAN D - SUB、CAN - BSL、CANH/L 終端塊和排針 X1 都可以用于連接 CAN 通信線。我們還可以通過(guò)跳線 JP4 添加 CAN 終端電阻，并且可以在電阻之間連接電容。默認(rèn)情況下，VCAN 由 VDDP 供電，如果存在 CAN 到 VDDP 的噪聲耦合問(wèn)題，我們可以用鐵氧體磁珠代替 0R 電阻 R12。此外，還有焊接共模扼流圈 L1 的選項(xiàng)。

電位器

評(píng)估板上有一個(gè)電位器，它可以由設(shè)備的 VDDEXT 或 VDDP 供電，通過(guò)跳線 JP5 進(jìn)行選擇。我們還可以通過(guò)跳線 JP6 選擇電位器信號(hào)的模擬輸入引腳。

電流檢測(cè)放大器（CSA）

電流檢測(cè)放大器用于測(cè)量電機(jī)電流消耗。板上在設(shè)備的 SL 引腳和地之間放置了一個(gè)單分流電阻 RS1，我們還可以選擇放置 Isabellenhütte 的精密電阻 RS2 以提高精度。在使用時(shí)，如果電機(jī)電流超過(guò)了技術(shù)數(shù)據(jù)中規(guī)定的最大額定值，我們需要考慮所使用分流電阻的最大電流額定值。

高壓、數(shù)字和模擬輸入/輸出

設(shè)備的所有高壓、數(shù)字和模擬引腳都可以通過(guò)排針 X2 和 X3 進(jìn)行測(cè)量或連接跳線電纜。這些排針的標(biāo)準(zhǔn)間距為 2.54mm，并且靠近評(píng)估板邊緣，方便我們連接面包板進(jìn)行原型設(shè)計(jì)。

調(diào)試

評(píng)估板上有 SEGGER J - Link 調(diào)試器，我們可以通過(guò) USB 電纜連接它進(jìn)行調(diào)試。如果板載調(diào)試器不可用，我們還可以使用 ARM?KEIL ULINK2 或 XMC? Link 等外部調(diào)試器，通過(guò) SWD 接口進(jìn)行連接。

軟件工具鏈

Keil μVision 5

推薦使用 Keil? μVision5?作為集成軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，它支持英飛凌的 MOTIX? MCU 系列。具體的安裝過(guò)程可以參考官網(wǎng)（www.keil.com）的相關(guān)信息。

Infineon Config Wizard

英飛凌提供的 Config Wizard 工具可以加速 IC 編程。我們可以通過(guò)英飛凌工具盒（www.infineon.com/toolbox）下載“Config Wizard for MOTIX? MCU”，它可以與 IDE 結(jié)合使用，實(shí)現(xiàn)代碼配置。

TLE988x_9x SDK

所有 MOTIX? MCU 產(chǎn)品都可以通過(guò)“Pack Installer”安裝到 Keil? μVision5?中。在“All Devices”的英飛凌章節(jié)中可以找到“TLE98xx Series”，“.pack”文件包含了啟動(dòng)文件、訪問(wèn)設(shè)備寄存器的函數(shù)以及多個(gè)代碼示例，方便我們快速開(kāi)始軟件開(kāi)發(fā)。

調(diào)試連接設(shè)置

為了實(shí)現(xiàn)正確的閃存和調(diào)試連接，我們需要安裝 V5.10（或更高版本）的軟件（www.segger.com/jlinksoftware.html），并在 Keil? μVision5?的 IDE 菜單“Options for Target”中進(jìn)行配置。連接 USB 電纜并給評(píng)估板上電后，在“Debug”寄存器卡中選擇“J - LINK / J - TRACE Cortex”并點(diǎn)擊“Settings”。如果連接成功，在 SW 設(shè)備窗口中可以看到 Arm? IDCODE；如果連接失敗，則需要檢查“Connect & Reset Options”和“Port”窗口。

設(shè)計(jì)文件

評(píng)估板的設(shè)計(jì)文件包括物料清單（BOM）、原理圖和布局圖。BOM 中列出了所有使用的元件，包括未安裝的元件，并且很多元件都是經(jīng)過(guò)汽車級(jí)認(rèn)證的。原理圖展示了評(píng)估板各個(gè)部分的電路連接，布局圖則展示了元件的實(shí)際布局情況，這些文件對(duì)于我們深入了解評(píng)估板的設(shè)計(jì)和進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)都非常有幫助。

總結(jié)

TLE989x EvalBoard with TQFP/LQFP spring socket v01_1 評(píng)估板是一款功能強(qiáng)大、設(shè)計(jì)靈活的評(píng)估工具。它提供了豐富的接口和功能，能夠滿足我們對(duì) MOTIX? MCU TLE988x 和 TLE989x 系列器件的評(píng)估和開(kāi)發(fā)需求。無(wú)論是對(duì)于初學(xué)者還是有經(jīng)驗(yàn)的工程師來(lái)說(shuō)，這款評(píng)估板都能幫助我們更快地熟悉和應(yīng)用這些器件，為我們的電子設(shè)計(jì)工作帶來(lái)更多的可能性。大家在使用過(guò)程中如果遇到問(wèn)題，歡迎隨時(shí)交流探討。