德州仪器TMAG5170DEVM评估模块技术解析与应用指南

Texas Instruments TMAG5170DEVM传感器评估模块 (EVM) 是一个简单易用的平台，用于评估TMAG5170D的主要特性和性能。此评估模块 (EVM) 包含图形用户界面 (GUI)，用于读取和写入寄存器以及查看和保存测量结果。Texas Instruments TMAG5170DEVM还包括一个3D打印旋转和推送模块，用于通过单个器件测试角度测量和按钮的常用功能。

数据手册：*附件：Texas Instruments TMAG5170DEVM传感器评估模块 (EVM)数据手册.pdf

特性

• GUI支持读取和写入器件寄存器以及查看和保存测量结果
• 3D打印旋转和推送模块
• 可拆卸评估模块，用于定制用例

卡接边缘

德州仪器TMAG5170DEVM评估模块技术解析与应用指南

‌一、模块概述‌

TMAG5170DEVM是德州仪器（TI）推出的双芯片3轴线性霍尔效应传感器评估平台，核心器件为‌TMAG5170D系列‌，支持±75mT至±300mT可编程灵敏度范围，集成12位ADC与SPI接口。该模块专为汽车EPS、工业电机控制等需要高精度角度/位置检测的应用设计，主要特点包括：

• ‌双芯片冗余设计‌：集成两套独立XYZ轴霍尔传感器，支持同步测量与数据对比
• ‌灵活配置能力‌：通过GUI可调磁场范围（±75/150/300mT）、采样速率（1kSPS至10kSPS）及角度计算模式
• ‌完整开发套件‌：包含3D打印旋转推压模块、手持磁铁及TI-SCB控制板

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‌二、核心硬件特性‌

1. ‌传感器性能‌
   • ‌三轴检测‌：每颗芯片集成X/Y/Z轴霍尔元件，支持±75mT/±150mT/±300mT三档灵敏度
   • ‌超低噪声‌：12位ADC实现0.18mT/LSB分辨率
   • ‌双电源设计‌：3.3V主电源+冗余电源输入，符合ASIL-C功能安全要求
2. ‌接口与扩展‌
   • ‌TI-SCB控制器‌：通过60针连接器提供USB转SPI通信，支持实时数据采集
   • ‌调试接口‌：集成FTDI多协议调试端口与XDS110仿真器
   • ‌LED报警指示‌：开漏比较器输出驱动双色LED，支持过磁阈值可视化报警
3. ‌机械设计‌
   • ‌模块化结构‌：PCB可沿预设分割线分离为两个独立评估板
   • ‌3D打印附件‌：旋转推压模块支持角度测量与按钮功能演示

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‌三、软件架构与快速启动‌

‌1. 开发环境配置‌

1. ‌驱动安装‌
   • 下载PAMB Windows USB驱动（SBAC253.zip）
   • 管理员权限运行安装程序

‌2. 典型应用演示‌

• ‌角度测量‌
  1. 安装旋转模块至传感器区域
  2. 设置ANGLE_EN为X-Y角度计算模式
  3. 旋转模块观察实时角度曲线
• ‌阈值报警‌
  1. 配置SYSTEM_CONFIG寄存器触发模式
  2. 通过R5/R6电阻网络调整比较器阈值（默认2.4V）
  3. 超限时D1/D2 LED触发

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‌四、硬件设计要点‌

‌1. 关键电路设计‌

• ‌电源管理‌
  • 采用TPS73733 LDO生成3.3V，输入支持3V-16V宽范围
  • 每路电源配置0.1μF+1μF去耦电容组合
• ‌信号链优化‌
  • 输入路径：2512封装分流电阻焊盘（支持5A电流）
  • 滤波网络：默认0Ω跳线电阻，可选RC滤波（C2=0.1μF）

‌2. 布局建议‌

• ‌高电流路径‌：使用≥50mil宽铜箔连接分流电阻
• ‌敏感信号隔离‌：霍尔输入走线远离MCU时钟区域
• ‌热管理‌：持续工作需保证环境温度≤85℃

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‌五、典型应用场景‌

1. ‌汽车电子‌
   • 电子助力转向（EPS）扭矩传感
   • 变速箱档位检测
2. ‌工业控制‌
   • BLDC电机换向位置检测
   • 线性执行器位移测量

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‌六、设计注意事项‌

1. ‌校准要求‌
   • 角度测量需进行增益/偏移校准：
     • 增益修正：通过MAG_GAIN_CONFIG寄存器调整轴间灵敏度匹配
     • 偏移修正：使用MAG_OFFSET_CONFIG寄存器消除零点误差
2. ‌机械安装‌
   • 推荐传感器与磁铁同轴安装（见图3-12）
   • 偏心安装需增加端到端系统校准
3. ‌安全合规‌
   • 操作时保持20cm人机间距（RED指令要求）
   • 避免在住宅区进行辐射测试