Atmel ATAK43001-V1开发套件：开启LIN设计新征程

在电子设计领域，LIN（Local Interconnect Network）总线技术凭借其成本低、可靠性高的特点，在汽车电子等领域得到了广泛应用。Atmel ATAK43001-V1开发套件为工程师们提供了一个便捷的平台，用于快速原型设计和测试基于Atmel ATA664251 IC的LIN设计。本文将详细介绍该开发套件的特点、使用方法以及相关技术细节。

文件下载：ATAK43001-V1.pdf

套件概述

Atmel ATAK43001-V1开发套件由PC接口板（ATAB0004A-V2.0）和Atmel ATA664251应用板（ATAB664251A-V1.0）组成，二者连接在一起形成一个整体。该套件为用户提供了快速入门指南，方便进行新LIN设计的原型制作和测试。

ATA664251芯片特性

ATA664251是一款系统级封装（SiP）产品，非常适合完整的LIN总线节点应用。它专为LIN开关应用而设计，几乎包含了完整的LIN节点。该芯片由两个IC封装在一起，为车载LIN网络提供高度集成的解决方案。

• ATA664151 LIN系统基础芯片（SBC）：集成了LIN收发器、5V稳压器（80mA）、窗口看门狗、带高压电流源的8通道高压开关接口以及用于配置和诊断的16位SPI。
• Atmel ATtiny167微控制器：来自AVR 8位微控制器系列，具有先进的RISC架构，拥有16 Kbytes的闪存。

所有LIN SBC引脚和AVR微控制器引脚都引出，为用户提供了与使用分立元件相同的应用灵活性。

套件特性

应用板（ATAB664251A-V1）

• 包含使Atmel ATA664251投入运行所需的所有组件，可模拟和测试实际应用。
• 所有高压端口均可连接LED，包括1个RGB LED。
• 配备8个按钮和8个旋转开关。
• 所有引脚易于访问，设有用于片上系统编程（ISP）的连接器。
• 可通过更换单个电阻轻松调整看门狗时间。
• 可通过安装D2和R1选择主或从操作模式。
• 包含一个按钮，用于在进入睡眠模式后创建本地唤醒。
• 可通过更换单个电阻轻松调整电流源的电流水平。
• 配有接地夹，方便在使用示波器测量时连接探头。

接口板（Atmel ATAB0004A）

• 可轻松连接到PC（板载AT90USB1287），通过USB接口与PC通信。
• 可通过PC GUI轻松配置SBC功能。
• 设有用于片上ISP的连接器和用于片上调试的JTAG连接器。
• 配备蜂鸣器、板载复位按钮和板载引导加载器按钮，可强制AVR进入DFU模式。
• 采用16MHz晶体作为系统时钟。

快速上手

软件安装

在使用开发套件之前，需要安装USB驱动和GUI软件。

• GUI软件安装：执行setup.exe文件，按照提示完成安装，选择安装目录后点击“Next”，安装完成后点击“Finish”。
• USB驱动安装：首次将PC接口板连接到PC后，在使用套件之前必须安装所需的USB驱动。务必先安装GUI软件，然后按照提示进行驱动安装，选择“Destiny National Instruments”驱动。

启动与测试

将外部12V直流电源连接到电源连接器，并通过USB电缆将PC接口板连接到PC后，套件即可使用。ATA664251 IC默认以活动模式启动，VCC稳压器和窗口看门狗开启，AVR核心处于复位状态。通过点击GUI中的“Active Mode”按钮，可以快速检查套件是否正常工作，此时相关LED应亮起。

硬件详解

引脚描述

ATAB664251A板

• 电源供应：需要连接5V至27V的外部直流电源，输入电路通过保护二极管D7防止反极性，VS引脚电压比VBAT供应电压低约0.7V。
• 电压调节器（VCC）：内部5V电压调节器可驱动高达80mA的负载，具有过载保护和过温关机功能，输出电压低于阈值时会在NRES输出引脚产生复位信号。
• 窗口看门狗：看门狗在NTRIG输入处预期在定义的时间窗口内收到来自微控制器的触发信号，否则会在NRES输出处产生复位信号。通过外部电阻R2可调整看门狗的时序。
• LIN接口：实现了具有内部电流限制和热关断功能的低侧驱动器以及符合LIN 2.1规范的内部上拉电阻，允许的电压范围为 -30V至 +40V。通过设置SPI位LSME可关闭斜率控制，实现高达200kBit/s的高速数据传输。
• 其他引脚：包括中断请求输出引脚（NIRQ）、CL_15引脚、VBATT引脚、NRES输出引脚、VDIV输入/输出引脚、IREF输出引脚、CS1至CS8高压输入/输出引脚、PWM1...3输入引脚、PA0…7输入/输出引脚和PB0…7输入/输出引脚等，每个引脚都有其特定的功能和用途。

Atmel ATAB0004A板（PC接口板）

• 状态指示灯：三个LED（PD4 - PD6）用于指示SBC的状态，绿色LED表示SBC处于活动模式，黄色LED表示低活动模式，红色LED表示睡眠模式。
• JTAG和ISP接口：JTAG头允许用户使用JTAG编程器上传和调试应用程序，ISP头可用于通过系统内编程对Atmel AT90USB1287进行编程。
• 复位和引导加载器按钮：“RESET”按钮用于复位目标AVR设备，“HWB”按钮用于将AVR切换到DFU模式。

跳线说明

开发板上提供了一些跳线，以满足不同的需求。例如，J1跳线可选择微控制器的供电方式，J2跳线可控制NRES输出与微控制器复位输入的连接，J12跳线可控制Atmel ATtiny167微控制器的复位状态，J16跳线可控制微控制器的供电来源等。

其他组件

开发板还配备了一些其他组件，如按钮、旋转开关、LED等，可用于模拟和测试不同的应用场景。通过这些组件，用户可以更好地了解和使用Atmel ATA664251的功能。

编程与调试

编程

使用Atmel Studio环境结合STK500/600或JTAG-ICE MkII硬件，可轻松对Atmel AT90USB1287进行编程。将所选硬件连接到ATAB0004A板的ISP或JTAG头，在Atmel Studio中选择Atmel AT90USB1287，按照相关文档进行操作即可。

调试

JTAGICE MkII结合Atmel Studio可对具有JTAG或debugWIRE接口的AVR 8位RISC微控制器进行片上调试。对于Atmel AT90USB1287，使用debugWIRE接口只需最少三根线（RESET、VCC和GND）进行通信。调试时需移除NRES跳线，以确保JTAG ICE mkII对该线的独占访问。

演示GUI介绍

Atmel ATA664251演示GUI是一个用于配置和演示Atmel ATA664251设备的软件工具，分为11个主要部分：

• SBC：用于设置SBC的通用设置和模式状态。
• Current SBC Status：显示当前SBC的状态（16位状态寄存器）。
• Command Builder：用于构建特定命令并发送到SBC。
• SPI-Log-Window：记录与Atmel ATA664251设备的完整SPI通信。
• I/O Ports：配置所有高压I/O端口的设置。
• Voltage Divider：设置电压分压器并显示当前测量的电压。
• Watchdog：设置看门狗的相关参数。
• LIN：设置LIN接口的参数。
• PWMx：设置三个不同PWM输入的测试参数。

通过GUI，用户可以方便地配置和测试Atmel ATA664251的各种功能。

操作示例

独立演示

将PC接口板断开，配置好相关跳线和开关后，Atmel ATAB664251A板可以独立运行。上电后，蓝色电源LED和绿色VCC SBC LED应亮起，RGB LED显示蓝色，部分LED闪烁或常亮。按下连接到CS4的按钮，可循环切换LED的显示状态，展示设备与开关类型输入接口和驱动输出的能力。

LIN从节点演示

Atmel ATAB664251A板还可以作为LIN从节点响应来自LIN主节点的消息。通过配置相关跳线和连接LIN总线，用户可以控制RGB LED的颜色，实现环境照明应用。默认软件支持多种LIN消息，包括设置SBC配置寄存器、PWM周期和占空比、看门狗触发周期、环境照明等消息。

工具与资源

Atmel提供了丰富的工具和资源，帮助工程师进行LIN网络的开发。Atmel Studio结合STK500和JTAG ICE MkII，是编程和调试AVR微控制器的强大工具。此外，Atmel还提供了LIN1.3 ANSI C软件库，以及来自Mentor Graphics、Vector Informatik等第三方供应商的LIN2.0和LIN2.1协议栈。Warwick Control Technologies的NETGEN配置和自动编码器工具也为开发提供了便利。

Atmel ATAK43001-V1开发套件为工程师们提供了一个全面的平台，用于开发和测试基于Atmel ATA664251的LIN设计。通过本文的介绍，相信工程师们对该套件有了更深入的了解，能够更好地利用其功能进行创新设计。你在使用该套件的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。