德州仪器bq76PL536A和bq76PL536A - Q1 EVM快速启动指南

在电子工程领域，对新的评估模块进行快速、准确的评估是非常重要的。德州仪器（TI）的bq76PL536A和bq76PL536A - Q1评估模块（EVM）为工程师提供了一个便捷的平台来评估这两款集成电路（IC）的性能。本文将根据TI提供的用户指南，为大家详细介绍该EVM的快速启动步骤、软件安装、硬件配置、连接方法以及评估软件的使用等内容。

文件下载：BQ76PL536EVM-3.pdf

一、文档概述

本指南主要涵盖了TI的bq76PL536A和bq76PL536A - Q1 EVM的初始连接和安装。该EVM套件包含EVM板、Aardvark USB - SPI适配器以及用于连接电池到EVM的连接器。虽然EVM仅包含bq76PL536A设备，但由于bq76PL536A和bq76PL536A - Q1的功能差异很小，该EVM也可用于评估bq76PL536A - Q1。不过，本指南并非是使用这两款IC及其功能的全面指南，详细信息请参考相应的设备数据手册。

二、软件安装

2.1 PC要求

• 处理器：Pentium® 1.66GHz（推荐Core™2或更好）
• 操作系统：Windows® .NET™2.0或更高版本，并安装更新
• USB端口：可用的USB供电端口（如果使用墙式适配器，USB集线器也可以）

2.2 安装Aardvark驱动

在首次连接适配器之前，必须先安装Aardvark驱动，并且应在安装TI提供的bq76PL536A和bq76PL536A - Q1评估软件之前完成。具体步骤如下：

1. 从Aardvark网站（http://www.totalphase.com/downloads#aardvark）下载USB驱动 - Windows。
2. 选择USB驱动 - Windows。
3. 打开一个窗口，选择“Download Software Here”下的USB驱动 - Windows vXXX链接，可能需要进行注册。
4. 找到下载文件的位置，运行“Tools/Aardvark/Drivers/TotalPhaseUSB - v2.xx.exe”来安装驱动。
5. 如果系统提示，使用提供的电缆将Aardvark插入可用的USB端口。该端口必须是供电端口，通常直接来自PC。使用非供电的USB集线器可能无法为Aardvark或EVM提供足够的工作电流。

2.3 安装bq76PL536A和bq76PL536A - Q1评估软件

从TI.com的工具文件夹（http://www.ti.com/tool/BQ76PL536EVM - 3 - SW）下载评估软件。运行“Software/bq76PL536 Evaluation Software x_x_x.msi”进行安装，其中“x_x_x”表示当前的构建编号。安装过程是自动的，此过程将为Windows安装图形用户界面（GUI）软件。当有新版本发布时，此过程可能会覆盖现有版本。

三、EVM组装和配置

3.1 配置隔离通信接口

3.1.1 5 - V与3.3 - V选择

在PCB的ISO - COMMS部分，有两个跳线。JP5用于选择跨越隔离边界的5 - V或3.3 - V I/O操作。EVM附带的Aardvark适配器使用3.3 - V逻辑，但可耐受5 - V。使用提供的Aardvark接口适配器时，JP5应配置为3.3 - V操作，不过两个位置都能正常工作。如果连接到用户提供的微控制器，则应选择合适的电压。

3.1.2 使用Aardvark的USB电源

将JP1安装在“USB”位置时，可选择通过Aardvark从USB连接获取电源。

3.2 配置EVM板

3.2.1 与电池一起使用

移除位于黑色电池连接器P1 - P3附近的跳线JP1 - 18（共18个），以减少电路板的电流消耗。保留这些跳线也是可以的，它们在每对相邻的电池输入之间连接了一个1K精密电阻，用于在使用电源代替电池时使用EVM。 在将连接器插入EVM左侧边缘的大黑色连接器P1之前，先使用螺丝端子将电池连接到提供的配对连接器。最负极的电池连接到黑色连接器（P1）的最底部。电池连接器的最底部引脚是电池组与电路板的最负极连接，即电池1的负极。连接器中的下一个引脚是电池1的正极（也是电池2的负极）。连接按此方式向上延伸到引脚7，引脚7是电池组连接到每个IC的最正极。P1的引脚7（P1.7）连接到电路板上的P2.1。P2.7和P3.1也是如此。P3.7连接到PCB的顶部（最高正电压），而P1.1连接到PCB的底部（最低负电压）。电池连接应牢固，松动的连接可能导致设备损坏。理想情况下，电池之间应通过焊接等牢固方式连接，仅将每个电池之间的连接点引到EVM。虽然该设备对随机连接顺序不敏感，但理想的连接顺序是从引脚P1.1到引脚P3.7依次进行。TI建议不熟悉EVM和/或锂离子电池的用户先按照下一节的说明使用电源。

3.2.2 与~12 - 26 - VDC电源一起使用

在连接电源之前，重要的是安装位于黑色电池连接器P1 - P3附近的跳线JP1 - 18（共18个）。这些跳线在电池连接之间连接了一个精度为0.1%的电阻分压器网络。 将能够提供12 - 26 - VDC的合适电源连接到连接器P1，然后将P1插入EVM连接器。任何满足IC要求的电压都可以，大多数六电池系统通常使用18 - 24 V的电压。将额外的电源插入P2和P3。电源必须相互隔离并与接地隔离，以避免意外短路。每个IC（每个电池连接插头）都需要一个单独的电源。 电源的负极连接到配对连接器的引脚1，该引脚将连接到配对连接器的最底部引脚。正极连接到引脚7，即连接器的最顶部引脚。由于安装JP1 - 18时启用了EVM上的电阻分压器，因此无需连接中间引脚。 注意：在这种配置下使用EVM时，不要移除任何跳线JP1 - 18。这些配置中可能存在致命的直流电压，接触这些电压可能导致严重伤害或死亡。请采取适当的安全预防措施。 外部电源要求：

• 标称电压：18 VDC
• 最大电流：50 mA
• 效率等级V

3.3 非关键硬件测试或固件开发

3.3.1 堆叠EVM

对于临时测试，可以为一个或两个设备供电（从负极到正极依次进行），而不是为所有三个设备供电。由于在这种配置下未供电设备的端接不佳，不应进行详细测试或关键硬件评估。在使用三个隔离电源正确为EVM供电进行验证之前，应忽略任何异常行为或意外故障情况。

四、连接EVM

4.1 连接顺序

1. 根据第3.1节配置EVM跳线。
2. 将EVM连接到电源或电池，建议将电源开启至~12 - 24 V。每个IC的绝对最大电压为36 V，不应超过该值，推荐的最大连续电压为30 V。
3. 将USB电缆连接到Aardvark和PC。
4. 将Aardvark带状电缆连接到EVM板上的10针插头。
5. 启动EVM附带并先前安装的WinGUI用户界面软件。

4.2 连接注意事项

EVM板的ISO - COMMS部分将EVM侧的电压与PC侧完全隔离，它隔离了所有到EVM的电源、接地和信号线。在将EVM作为堆叠的一部分使用时，仍需谨慎，因为可能存在致命电压。ISOCOMMS部分提供的电气隔离并不能消除安全操作程序、适当的高压设备和防护服的需求，应始终遵循正确的安全程序。 由于ISO - COMMS电路部分将PC、Aardvark和墙式适配器与EVM的“电池”侧完全隔离，Aardvark对EVM的供电不敏感，EVM从用于评估的电池或电源获取电源。接地（VSS）是完全隔离的，在使用示波器或万用表时请牢记这一点。不要通过连接两个探头接地或通过外部布线（包括建筑物布线）形成接地回路，从而无意中将EVM VSS连接到PC/Aardvark VSS。

4.3 快速检查

与bq76PL536A通信的第一步是为堆叠中的每个设备设置唯一的地址，即使只使用一个设备也需要这样做。当评估软件首次启动时，这会自动完成。如果要手动设置，选择“COMMAND | AUTO ADDRESS”（快捷键CTRL + A）。这将使软件查询bq76PL536A设备堆叠，找到所有可用设备，并为每个设备分配一个从地址0x01开始的唯一地址。地址0x00保留给未寻址的设备。 地址设置完成后，应在“STACK HEIGHT”和“V STACK”窗口中看到找到的设备数量和所有被监控电池的总组合电压。

五、评估软件详情

5.1 主屏幕

主屏幕分为四个主要区域，外加菜单和状态栏。该软件被称为“Windows Graphical User Interface”，简称WinGUI。

• VBRICK：bq76PL536A测量的BATx和VSS引脚之间的电压。
• VCELLn：引脚VCn - VCn - 1之间测量的电压（即VCELL2 = VC2 - VC1）。
• ADDR：在测量结果区域显示被监控设备的地址。
• LOG DEVICE：选中此框将把该地址的设备内容添加到日志文件中。
• TSn：TSn +和TSn - 输入之间测量的电压，WinGUI根据EVM设计中使用的热敏电阻特性将其转换为温度。EVM和WinGUI配置为将此电压作为REG50的比率进行测量，以消除REG50输出漂移引入的任何偏移或增益误差。
• VIEW AS...：显示测量输入电压与REG50的比率作为百分比。
• Refresh：更新此设备的显示测量值。通过发送寄存器命令CONVERT[CONV]=1或在勾选“HW IO CONTROL”框时通过切换CONV引脚来启动转换。

5.1.1 易失性RAM配置寄存器

该区域的下半部分以位字段形式显示易失性配置寄存器，有关编程这些寄存器的详细信息，请参考bq76PL536A或bq76PL536A - Q1数据手册。这些寄存器逻辑0显示为绿色，逻辑1显示为橙色。可以通过左键单击位来在两种状态之间切换。 STATUS、COV_FAULT和CUV_FAULT位为白色（逻辑0）或红色（逻辑1）表示断言。在大多数情况下，断言状态表示bq76PL536A检测到的错误条件。要清除故障，首先移除导致故障的物理条件，然后单击ALERT或FAULT位以重置该位的状态。这将向该位写入1，然后写入0，这是设备将断言位状态清除回逻辑0的方法。

5.1.2 第3组受保护寄存器

设备提供了许多配置选项，这些选项由一组特殊的寄存器中的位设置，这些寄存器受到保护，防止意外写入。这些RAM寄存器从OTP（一次性可编程）EPROM单元初始化。设备出厂时这些EPROM位置未编程（空白）。Windows GUI界面通过在评估软件启动时在寄存器单元中设置默认值来隐藏设备未编程的性质（可以通过设置“TOOLS | OPTIONS defaults”来禁用此功能）。GUI还会自动保存最后设置，并在下次使用时恢复。这些功能是为了方便使用而提供的，仅在GUI中实现。用户负责在制造过程中正确编程OTP位，以确保电路正常运行。 一些第3组寄存器在屏幕左侧底部显示为寄存器，其他寄存器在屏幕右上角部分显示为列表框和寄存器。

5.1.3 快速访问

快速访问寄存器提供对部件中任何位置的读写访问。它们在GUI中被任意命名为“X”、“Y”和“Z” - 部件中实际上没有XYZ寄存器。一些寄存器，如MASTER寄存器，需要多字节写入才能“解锁”目标寄存器进行写入。要完成此操作，将第一个解锁密钥编程到X寄存器地址/数据中，将第二个解锁密钥编程到Y寄存器中，最后将目标地址和数据编程到Z寄存器中。然后使用“write all”按钮按正确的顺序和时间发送所有三个地址/数据字节，以完成多字节写入（在使用受保护寄存器窗口时会自动完成）。

5.1.4 LED状态指示灯

在用户界面屏幕的右上角有8个状态指示灯“LED”。它们提供了设备、接口、电缆连接等状态的快速视图。绿色通常表示逻辑0状态，红色表示逻辑1状态，灰色表示未定义。

• ALERT：检测到导致ALERT硬件引脚被断言的条件。这也通过[DEVICE] STATUS寄存器中的ALERT位设置（红色）来指示。ALERT条件的来源在STATUS寄存器下方的ALERT寄存器中指示。
• FAULT：类似于ALERT指示灯，此LED指示FAULT位和FAULT硬件引脚被断言。来源在ALERT寄存器下方的FAULT寄存器中指示。
• LAST CRC：GUI接收到的最后一个CRC与数据包内容不匹配，这通常表示由于连接不当、电缆过长等原因导致的通信错误。在继续之前，应纠正通信错误的原因。
• LOG：如果正在写入日志文件，则显示为绿色。日志记录对于长时间捕获电池或接口行为的信息很有用。
• STACK：在自动寻址或重建地址期间至少找到一个设备。这表明堆叠中的底部设备已找到、已供电、不在POR状态，并且从Aardvark到EVM的带状电缆连接正确。这验证了一直到IC的布线和连接。
• INTERFACE：成功找到并与Aardvark USB - SPI接口适配器通信。这验证了到适配器的布线和驱动程序。

5.1.5 全局寄存器

• DEVICE：当前正在通信的设备的地址。更改此地址以访问堆叠中的不同设备。还提供“BROADCAST”模式，可向堆叠中的所有设备发送单个命令（在“BROADCAST”模式下，不显示数据 - 接口一次只能显示一个设备的数据）。
• STACK HT.：在上次自动寻址或重建地址周期中找到的设备数量。
• POLL：勾选或取消勾选此框以打开或关闭轮询。请注意，在轮询期间许多菜单项不可用 - 关闭轮询以访问它们。
• RATE：此列表框允许选择100ms到60s之间的轮询速率。每次GUI轮询设备堆叠时，LED会亮起绿色。在轮询或日志记录活动时，它可用作心跳指示器。还提供“Fast”设置。在此位置，WinGUI将尽可能快地轮询，仅受Windows操作系统的限制。在大多数系统上，这会导致每10 - 20ms进行一次轮询，但结果可能因CPU速度和其他正在运行的任务而异。
• LOG STACK：启用或禁用数据日志记录。日志记录以逗号分隔值（.csv）格式保存到文件中。在“LOG | SETUP”菜单中设置日志记录。也可以在“LOG”菜单下启动/停止日志记录。数据在每次轮询时捕获，轮询间隔在“TOOLS | INTERFACE”中设置。
• VIEW PLOT：勾选此框以查看轮询期间收集的数据的动态绘图。有关配置绘图仪的更多信息，请参阅“PLOTTING”部分。
• HW I/O：勾选此框以强制评估软件使用硬件引脚CONV和DRDY来启动和监控ADC转换周期，而不是向CONVERT_CTRL[CONV]寄存器位发送命令。同样，它会监控FAULT和ALERT硬件引脚状态以确定是否存在FAULT和/或ALERT条件。请注意，在HW I/O模式下，REFRESH按钮会切换硬件CONV线，但用户可以选择通过单击CONVERT_CTRL[CONV]位来强制软件启动转换。

5.2 寻址

与bq76PL536A通信的第一步是为堆叠中的每个设备设置唯一的地址，即使只使用一个设备也需要这样做。在菜单中选择“COMMAND | AUTO ADDRESS”（快捷键CTRL + A）。这将使软件查询bq76PL536A设备堆叠，找到所有可用设备，并为每个设备分配一个从地址0x01开始的唯一地址。地址0x00保留给未寻址的设备。 地址设置完成后，在“STACK HEIGHT”和“V STACK”窗口中显示找到的设备数量和所有被监控电池的总组合电压。例如，两个bq76PL536A设备连接在一起监控12个约3.3 V的电池。 每次有变化时，屏幕会自动刷新。对设备进行寻址将导致所有显示的值和寄存器更新。用户应看到所有电池电压显示，以及显示FAULT和ALERT状态、DEVICE STATUS等的寄存器。

5.3 菜单和命令

5.3.1 文件菜单

此菜单提供了一种在会话之间保存复杂寄存器设置的方法。设置保存到本地磁盘上的文件中，通过选择“Load”或“Save