探索Microchip ADM00879演示板：温度与风扇控制的理想选择

在硬件设计领域，温度和风扇控制是至关重要的环节。Microchip的ADM00879演示板为我们提供了一个优秀的解决方案，它结合了EMC2305风扇控制器和EMC1438温度传感器，能够实现高效的温度监控和风扇控制。今天，就带大家深入了解这款演示板。

文件下载：ADM00879.pdf

产品概述

核心器件简介

• EMC2305：这是一款SMBus和I2C兼容的风扇控制器，具备多达五个独立控制的PWM风扇驱动。其闭环FSC算法十分强大，不仅能检测老化风扇并发出警报，还能及时发现风扇的停滞或锁定状态并触发中断。
• EMC1438：作为高精度、低成本的SMBus温度传感器，它集成了电阻误差校正（REC）、Beta补偿和自动二极管类型检测等先进功能，能为复杂的环境监测应用提供可靠的解决方案。该传感器可监测多达八个温度通道，内外二极管温度精度可达±1°C。

演示板功能

ADM00879演示板是一个典型的风扇控制应用示例，拥有5个风扇通道、2个板载温度传感器和6个远程温度传感器输入。它的低电压电路可通过微型USB连接器或2.1mm插孔供电，方便在不驱动风扇的情况下运行PC应用并设置参数。板载的MCP2221 USB转I2C桥实现了I2C通信，而热管理实用程序图形用户界面（GUI）能自动检测板子并加载相应的界面。此外，板上还设有具有4个加热级别的热源，用于演示目的。

套件内容

套件包含一块ADM00879风扇控制器演示板、重要信息表、USB电缆以及两个TO - 92封装的NPN晶体管（用作远程温度二极管）。不过，需要额外的电源或台式电源来驱动风扇。

安装与操作

系统要求

该演示板需搭配运行Microsoft Windows 7或更高版本的个人计算机使用，PC至少要有一个标准的A型USB 2.0端口。

软件安装

要与演示板交互，需安装Microchip热管理实用程序GUI。可前往www.microchip.com搜索EMC2305或EMC1438，下载版本1.5.6或更高的热管理实用程序。若已安装旧版本，需先卸载再安装新版本。安装过程如下：

1. 点击“Next”按钮继续。
2. 阅读并接受许可协议，然后点击“Next”。
3. 选择所需的安装目录，再点击“Next”。
4. 点击“Next”开始安装。
5. 等待安装向导完成安装。
6. 安装完成后，点击“Finish”退出安装向导。

热管理实用程序

首次启动

启动图形用户界面需要连接ADM00879演示板。首次启动或连接新板子时，界面会显示风扇驱动和温度传感器的当前设置值。若要使用演示模式，需加载ADM00879_Default_Settings.bin文件。硬件连接后，软件会识别设备ID并显示相应的GUI。断开USB连接会关闭GUI并显示“硬件未检测到”对话框。

控制工具栏

• 保存/加载设置：可保存当前配置的GUI设置，存储在.bin文件中，后续可重新加载以重新配置板子，该过程约需30秒。
• 数据采集：用于启动、停止和重置图表数据。启动数据采集可持续读取温度传感器和风扇驱动的数据，更新图表并激活演示视图功能；停止采集时，三种演示模式（自动、恒定和手动）将无法运行；点击“重置绘图数据”按钮可清除当前视图中可见图表的数据。
• 数据记录：可启用或禁用数据记录。点击“记录采集”按钮会打开文件选择窗口，可设置日志文件的保存位置，日志以.txt文件形式保存，包含EMC1438所有通道的温度读数。
• 温度相关选项：“一键测量”按钮可在设备处于待机模式时触发温度测量更新；“热源功率耗散”可控制连接到温度传感器通道1的板载热源，不同功率下可达到的温度在文档中有详细表格说明。
• 风扇相关选项：“检测风扇最小/最大转速”按钮可检测一个或多个连接风扇的最小和最大RPM值；“演示RPM偏移”按钮可配置最小RPM偏移值，以避免因RPM抖动导致的风扇误停检测。

演示视图

• 演示选项：可控制每个风扇的运行模式及其关联的温度源。风扇可配置为监控EMC1438的八个温度通道之一，演示提供自动、恒定和手动三种运行模式。
  • 自动模式：温度低于最小值时，风扇关闭；温度在最小值和最大值之间时，风扇以最小RPM值加上偏移值运行；温度超过最大值时，风扇速度会调整以保持温度在最大限制，有±0.125°C的滞后。
  • 恒定模式：温度低于目标值时，风扇以最小RPM值加上偏移值运行；温度超过目标值时，风扇速度会调整以保持温度在目标限制，同样有±0.125°C的滞后。
  • 手动模式：可通过滑块或直接在指定RPM字段中输入来调整风扇RPM，勾选“风扇关闭”复选框可停止风扇。但在手动模式下将目标设置为最小RPM时，风扇可能会出现振荡。
• 温度图表：显示风扇RPM及其对应的热源温度值，可通过演示选项部分的“绘图开启”复选框切换图表可见性。右键点击图表可启用数据表，选择“图表和表格”选项。
• 温度传感器视图：包含与板载温度传感器相关的所有值和设置。“温度”选项卡显示EMC1438的温度读数，可配置图表显示不同通道的温度；“最热二极管”部分可开启或关闭最热二极管检测；“状态”部分显示设备状态；可通过点击“开始”按钮连续读取数据，或点击“更新寄存器”按钮手动采样。“传感器设置”选项卡可访问设备的所有设置、限制配置和警报选项；“寄存器列表”选项卡显示设备所有寄存器的地址和值。
• 风扇驱动选项卡：可轻松访问EMC2305设备的设置和读数，包括风扇转速计结果、通用设置、状态表、PWM设置、通用配置和风扇相关设置等部分。

硬件描述

电路板设计

演示板的印刷电路板外形与台式PC的PCI卡插槽兼容，添加PCI支架和IDE连接器（J7未填充）后可安装在台式PC机箱内。J10连接器引脚与板载USB连接器兼容。

电源供应

板子有四种电源来源：2.1mm插孔（J8）用于正常运行时提供12V电源；微型USB连接器（J9）用于在12V电源缺失时为低压数字电路供电；还有两个测试点（TP1和TP2）可直接连接实验室电源；未填充的IDE连接器J7也可提供12V电源。插孔和电源测试点连接的最大电压为16V，受为低压电路供电的3.3V稳压器限制。

通信方式

通过MCP2221设备（USB转I2C桥）实现与PC的通信。

风扇连接与驱动

有五个风扇通道，每个通道都有自己的开关模式PWM驱动，6个远程二极管通道可通过J1、J2和J3连接器块访问。风扇连接器兼容3线和4线风扇，通过3针跳线可将EMC2305风扇控制器的PWM输出连接到风扇驱动电路或4线风扇的PWM输入，若不进行跳线选择，风扇驱动将提供未调节的12V输出。所有风扇驱动通道采用高效的高端DC/DC驱动拓扑，保持风扇转速计输出的GND连接。

温度通道

EMC1438的8个温度通道中有两个连接到ADM00879演示板的固定传感器：EMC1438内部的温度通道和演示热源及远程二极管晶体管Q1。

外部温度远程二极管连接

通过三个端子块可访问6个远程温度通道，每个连接器可支持两个反并联二极管。

可选的台式PC集成

板子的外形适合安装在台式PC的PCI插槽内，虽然安装支架和PC连接器未包含在套件中，但在物料清单（BOM）中有列出供参考。

附录

原理图和布局

附录A包含ADM00879演示板的各种原理图和布局图，如EMC2305和EMC1438的原理图、风扇驱动原理图、接口和电源原理图等，为硬件设计和调试提供了详细的参考。

物料清单

附录B列出了构建ADM00879演示板所需的所有部件，包括电容、电阻、晶体管、连接器等，同时注明制造中使用的BOM采用了符合RoHS标准的组件。

Microchip的ADM00879演示板为温度和风扇控制提供了一个全面且实用的解决方案。无论是对于初学者还是有经验的工程师，它都是一个很好的学习和实践平台。大家在使用过程中有没有遇到什么有趣的问题呢？不妨一起交流探讨。