探索 EMC1002/EMC1033/EMC1402 EVB：功能、使用与测试全解析

在电子设计领域，温度传感器的应用广泛且关键。SMSC 的 EMC1002/EMC1033/EMC1402 系列温度传感 IC 便是其中的佼佼者，而与之配套的 EVB（评估板）则为工程师们提供了一个便捷的评估和开发平台。今天，我们就来深入了解一下这个 EVB 的相关内容。

文件下载：EVB-EMC1402.pdf

1. 产品概述

1.1 芯片特性

EMC1002/1402 是采用 8 引脚 MSOP 封装的 SMBus 温度传感 IC，具备 1 个内部传感器和 1 个外部传感器。它拥有 2 个 Alert/Therm2 和 Addr/Therm 输出，可在温度超过编程限制时发出信号。同时，其电阻误差校正（R.E.C.）功能能消除串联电阻的影响，为微处理器、FPGA 和图形芯片等提供更精确的温度读数。

EMC1033 除了具备上述特性外，还支持“反并联二极管”（APD）功能，允许将两个二极管以相反极性连接到其 DP/DN 输入。

1.2 评估板功能

EVB - EMC1002、EVB - EMC1033 和 EVB - EMC1402 是基于 USB 的评估平台，用于评估 EMC1002/1033/1402 芯片。评估板的 CD 中包含了评估板清单、物料清单、原理图、跳线设置和连接器列表、芯片数据手册、寄存器管理器应用程序等相关文档。

2. 开始使用

2.1 系统要求

要使用 EVB，需要一台运行 Windows 2000 或 XP 的 PC，显示分辨率至少为 800x600，并且有可用的 USB 端口。

2.2 功能特点

• Windows 寄存器管理器应用程序：可查看和更改寄存器值，还能绘制温度历史曲线。
• USB 通信：实现与评估板的通信。
• 电阻误差校正演示：可展示 R.E.C. 功能。
• LED 指示：用于 Alert/Therm2 和 Addr/Therm 指示以及 USB 桥活动指示。
• 低成本风扇控制：由 Alert/Therm2 和 Addr/Therm 输出驱动。

  2.3 安装步骤

  1. 运行 RegMan 发行 CD 中的 Setup.exe，在 PC 上安装 RegMan 应用程序和设备驱动。
  2. 将 USB 电缆连接到 PC 的可用 USB 端口，并将“mini - B”端插入 EVB 连接器 P6。此时，+3.3V、Bridge ACT、Alert/Therm2 和 Addr/Therm LEDs 应亮起。连接后，“查找新硬件”向导将弹出，按照 readme.txt 文件中的说明完成驱动安装。
  3. 从 Windows 开始菜单的 SMSC 文件夹中选择寄存器管理器应用程序启动 EVB 软件。EVB 将初始化，寄存器管理器帮助屏幕将显示。运行时，USBAct LED 应闪烁。

3. 电路描述

3.1 整体功能

EMC1002 EVB 可演示 EMC1002/1033/1402 的功能，查看和修改寄存器。板上包含 LED 指示灯和测试点，用于显示状态信息，风扇驱动电路可根据可编程温度限制将 5V 风扇线性驱动到 3 种不同速度。

3.2 主要模块

• EMC1002/1033/1402 芯片：通过 SMBus 通信，Alert/Therm2 和 Addr/Therm 输出可在温度超过编程限制时发出信号。
• USB 到 SMBus 桥：基于 8051 微控制器，集成了 USB 和 SMBus 接口以及内部闪存和 RAM。固件在制造时加载，提供 SMBus 和 USB 驱动之间的接口，电源由 USB 接口提供。
• 远程二极管与电阻误差校正：EVB 上可安装两个二极管连接的 2N3904 晶体管（Remote1 和 Remote2），Remote2 仅用于 EMC1033 EVB，可通过移除 JP1 上的跳线禁用。Remote1 二极管 DN 信号路径有一个串联电阻，用于演示 R.E.C. 功能，可通过在 JP1 上安装跳线有效移除该电阻。
• 电源：演示板从 USB 端口获取 +5V 电源，桥接微控制器的内部稳压器为 EMC1002/1033/1402 和其他电路提供 +3.3V 电源。
• 风扇驱动电路：线性驱动 5V、2 线风扇，可实现 0、2.4 和 4.1V 三种不同的驱动电压。通过改变 R3、R4 和 R6 的电阻值可实现其他风扇驱动电压组合。
• 系统中断与 LED：Alert/Therm2 和 Therm 输出各有一个双色 LED，用于指示正常（绿色）和警报（红色）状态。Alert/Therm2 线还连接到 USB 桥，向 RegMan 应用程序提供警报状态。

  3.3 其他功能

• 直接 SMBus 连接选项：可将外部 SMBus 主设备连接到 EMC1002 EVB，但需要对电路进行一些修改，如切断 PCB 底部 JP4 引脚 3 - 4、5 - 6 和 7 - 8 的 3 条走线，安装 P1 或 JP4 提供 SMBus 连接器，可选择移除零欧姆电阻 R31 以从外部电源供电。
• 测试点：提供 Alert/Therm2 输出、Addr/Therm 输出、接地、+3.3V 电源和 +5V_USB 电源的测试点。
• LED 指示灯：指示 Alert/Therm2、Addr/Therm、+3.3V、USB 活动和桥接活动的状态。

4. 演示说明

4.1 寄存器管理器概述

寄存器管理器应用程序（RegMan）初始显示主帮助屏幕，可通过菜单栏选择“帮助”或按下工具栏上的“?”按钮随时显示帮助屏幕。RegMan 可让用户显示温度读数、设置温度限制以及读写配置寄存器值。

4.2 温度历史图

通过菜单栏选择“Plot -> Temperature History Plot”可打开温度历史图窗口，该图会持续更新温度传感器报告的温度，有多种显示选项，如选择显示哪些温度（内部、外部、仅 EMC1033 的外部 2）、是否显示限制以及针对哪个温度传感器显示。

4.3 温度限制与输出

高、低温度限制以虚线显示，初始值在 EMC1002.ini（或 EMC1033.ini）文件中设置，可在寄存器管理器中或通过在历史图上拖动线条进行更改。当温度超过任何高温或低温限制时，Alert/Therm2 输出将被置位；当超过外部或本地 THERM 限制时，Addr/Therm 输出将被置位。

Alert/Therm2 和 Addr/Therm 输出在温度超过编程限制时为低电平有效，可通过相关双色 LED 或 PCB 上的测试点监控其状态。Alert/Therm2 输出引脚可配置为 SMBus (Alert) 输出或 Therm2 输出，通过更改寄存器 0x09 的第 5 位为“0”可将其配置为 (Alert) 模式。

4.4 风扇驱动

风扇驱动利用 Alert/Therm2 和 Addr/Therm 输出将 +5V 风扇驱动到 3 种不同速度。通常，风扇驱动处于关闭状态。要以低速开启风扇，需将 Alert/Therm2 输出置为低电平；要以高速开启风扇，需将 Addr/Therm 输出置为低电平。

4.5 SMBus 警报协议（ARA）支持

当 Alert/Therm2 输出被置位时，会生成 SMBus 警报中断，寄存器管理器面板上的指示灯将变红。按下“响应”按钮，RegMan 将向 EMC1002/1033/1402 发送 SMBus 警报地址，芯片将响应其 SMBus 地址并显示在 RegMan 界面上的文本框中。

4.6 电阻误差校正（R.E.C.）

EMC1002/1033/1402 通常启用 R.E.C. 功能，评估板使用特殊测试模式禁用 R.E.C. 以进行演示。移除 JP1 引脚 1 - 2 上的跳线会插入一个 100 欧姆的串联电阻，导致约 60°C 的温度读数误差；重新安装跳线，温度将恢复正确读数。通过向 R.E.C. 配置寄存器 0x53 输入值 0x0c 启用 R.E.C. 后，移除跳线时温度将不再变化。

4.7 理想因子校正

理想因子可在理想因子寄存器 0x27 和 0x28（仅 EMC1033）中进行调整，这些寄存器通常保持默认值，增加或减少该值会相应改变温度读数。

4.8 反并联二极管（仅 EMC1033）

EMC1033 支持反并联二极管（APD）配置，两个二极管共享相同的 DP 和 DN 线但极性相反。可通过移除 JP1 引脚 3 - 4 和 5 - 6 上的一个或两个跳线将 Remote2 二极管从电路中断开。APD 功能在设备上电时通常启用，可通过向配置寄存器 0x09 的第 0 位写入“1”来禁用。

通过以上对 EMC1002/EMC1033/EMC1402 EVB 的详细介绍，相信大家对其功能和使用方法有了更深入的了解。在实际设计中，我们可以根据具体需求充分利用这些特性，开发出更优秀的电子系统。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区交流分享。