BUF08821EVM - USB评估板使用指南

在电子设计领域，评估板是验证和测试芯片性能的重要工具。今天，我们要深入探讨德州仪器（Texas Instruments）的BUF08821EVM - USB评估板，看看它究竟如何助力我们进行相关的开发工作。

文件下载：BUF08821EVM-USB.pdf

一、评估板概述

1.1 BUF08821芯片特性

BUF08821 是一款可编程伽马电压发生器和 (V{COM}) 校准器，它为 10 位源TFT - LCD参考驱动器提供了理想解决方案。其具备两个由八个可编程伽马通道组成的组，以及一个可编程 (V{COM}) 通道，这使得它在TFT - LCD显示驱动领域拥有独特的优势。

1.2 评估板功能

BUF08821EVM - USB评估板则是用来评估BUF08821在各种信号、参考和电源条件下性能的平台。通过这个评估板，我们可以方便地对BUF08821进行测试和验证。

1.3 套件内容

BUF08821EVM - USB套件包含了BUF08821 PCB测试板、USB_DIG_Platform PCB、USB电缆、用于外部电源的桶形插头电缆组件以及用户指南CD - ROM。如果套件中缺少任何组件，可联系就近的德州仪器产品信息中心。同时，建议在TI网站上查看BUF08821产品文件夹，以确认是否有相关软件的最新版本。

1.4 相关文档

德州仪器为BUF08821EVM - USB提供了一系列相关文档，如BUF08821产品数据表（文献编号SBOS438）、USB_DIG_Platform用户指南（文献编号SBOU058）以及本用户指南（文献编号SBOU095）。大家可以通过TI网站获取这些文档，并且新版本的文档也可能会在网站上发布。

二、硬件设置

2.1 系统架构

BUF08821EVM - USB的系统设置是这样的：PC运行与USB_DIG_Platform通信的软件，USB_DIG_Platform生成用于与BUF08821通信的模拟和数字信号。BUF08821上的连接器允许用户连接到被测设备（DUT），从而监测DUT的电源、电流和电压。

2.2 硬件原理

2.2.1 BUF08821测试板

BUF08821测试板硬件为USB_DIG_Platform板上的I2C接口和通用输入/输出（GPIOs）提供连接，同时也提供了外部连接分流电压、总线电压和接地的连接点。

2.2.2 J1信号定义

J1是一个25针公DSUB连接器，上面连接了各种信号。不过，其中很多引脚是未连接（N/C）的，像I2C_SCK、I2C_SDA2等部分信号在默认情况下也没有连接到BUF08821的引脚。而像VDUT引脚则提供了可切换的3V/5V电源，当电源关闭时，数字I/O也会随之关闭。

2.2.3 USB_DIG_Platform

USB_DIG_Platform是一个通用的数据采集系统，在多个德州仪器评估模块中都有应用。其主要控制设备是TUSB3210，详细的操作信息可以在文献编号为SBOU058的文档（可从www.ti.com下载）中找到。

2.3 硬件连接步骤

2.3.1 ESD预防

需要特别注意的是，BUF08821EVM - USB上的许多组件容易受到静电放电（ESD）的损害。在拆包和处理评估板时，一定要采取适当的ESD防护措施，比如在经过认证的ESD工作站使用接地腕带。

2.3.2 典型连接

要设置BUF08821EVM - USB硬件，需要将评估板的两个PCB连接在一起，并为测试板提供电源。外部连接可以是BUF08821将要集成的实际系统。

2.3.3 连接PCB

连接两个PCB时，要轻轻按压DSUB连接器的两侧。USB_DIG_Platform板有两个DSUB连接器，任选其一即可。一定要确保两个连接器完全连接好，否则可能会导致间歇性操作。

2.3.4 连接电源

连接好两个部分后，先将+9V墙式电源连接到USB_DIG_Platform板，然后再连接USB电缆。如果先连接USB电缆，计算机可能会尝试与未通电的设备通信，而设备无法响应。此外，BUF08821EVM - USB还需要一个外部电源，这个电源不包含在套件中，其电压可根据测试需求而定，并连接到端子T1。

2.3.5 连接USB电缆

电源连接好后，将USB电缆连接到USB_DIG_Platform。在连接之前，要确保BUF08821EVM - USB测试板和USB_DIG_Platform板都已通电。通常，计算机会弹出“发现新硬件，USB设备”的对话框，随后可能变为“发现新硬件，USB人机接口设备”，这表明设备已准备好使用。USB_DIG_Platform使用的是Microsoft® Windows®操作系统自带的人机接口设备驱动程序。如果Windows添加硬件向导弹出，按照提示点击“是”来安装驱动程序，安装成功后会有相应的确认消息。

2.4 跳线设置

2.4.1 评估板跳线

BUF08821EVM - USB上的跳线JMP1 - JMP5通常设置为相同的位置。当设置为INT位置时，数字电源、银行选择和数字通信线路的信号由USB_DIG_Platform或板载银行选择开关生成和控制；当设置为EXT位置时，这些信号连接到端子排T2、T3和T4。其中，JMP5用于设置BUF08821的I2C地址引脚A0，可以将其设置为高或低。

2.4.2 USB_DIG_Platform跳线

对于USB_DIG_Platform的跳线，大多数应用中使用默认位置即可。例如，JUMP1和JUMP2选择外部电源或总线电源，通常使用外部电源，因为USB总线电源可能存在噪声。JUMP3决定TUSB3210在通电或复位时加载固件的位置，JUMP4和JUMP5设置USB板的地址，JUMP9选择被测设备电源（VDUT）的电压等。

2.5 评估板硬件特性

2.5.1 BKSEL开关

BKSEL开关用于选择EVM操作时使用的内存库。Bank 0选择存储在BUF08821 Bank_0中的伽马曲线，Bank 1选择存储在Bank_1中的伽马曲线。不过，如果JMP3设置为EXT，该开关将不起作用。

2.5.2 跳线设置

JMP1 - JMP4分别控制BUF08821的I2C SCK、VSD、BKSEL和I2C SDA信号的连接位置，可以选择由USB_DIG_Platform提供信号或连接到外部源。JMP5用于设置I2C地址的硬件设置。

2.5.3 器件放置

BUF08821EVM - USB的PCB上有两个位置可以安装BUF08821测试设备。U2位置适合安装焊接在DIP适配器板上的BUF08821设备，能充分评估其输出能力，且其PowerPAD™连接正确，可在评估时有效散热。U1位置是一个20针测试插座，可以快速评估和编程多个设备，但由于没有连接到PowerPAD，设备受散热限制无法发挥其全部输出能力。需要注意的是，同一时间只能使用一个位置，同时使用两个位置可能会损坏设备。

2.5.4 端子排TPG1

端子排TPG1提供了单个排针上的各个输出信号以及一排测试点，为用户提供了多种将BUF08821输出信号与可用显示面板连接的方式。用户可以开发自定义电缆直接将排针连接到各自的面板，也可以直接焊接到单个测试点。

三、软件部分

3.1 硬件要求

BUF08821EVM - USB软件已经在Microsoft® Windows® XP、Vista和Windows 7操作系统（带有美国和欧洲区域设置）上进行过测试。

3.2 软件安装

软件包含在随EVM套件配送的CD中，也可以从TI网站上的BUF08821EVM产品文件夹中获取。安装时，将光盘插入可用的CD - ROM驱动器，打开光盘内容，找到压缩文件（BUF08821EVM.zip），使用WinZIP®或类似的文件压缩程序解压到硬盘上的特定文件夹（如C:BUF08821EVM）。解压完成后，在该文件夹中找到setup.exe文件并运行，按照提示选择安装目录。安装过程中需要接受德州仪器和国家仪器的许可协议，之后会显示安装进度条。安装完成后，点击“完成”即可。

3.3 软件功能及设置

3.3.1 基本功能

该软件允许用户对BUF08821伽马校正缓冲器中的所有寄存器进行读写操作，还可以对BUF08821上的OTP寄存器进行编程，并且可以选择两个I2C地址。点击“About”按钮可以验证是否使用的是软件的最新版本。

3.3.2 COM设置

软件通过PC上可用的COM或其他串口与评估板通信。点击“COM Setting”按钮可以打开一个面板，在其中可以更改PC与BUF08821EVM通信的串口编号，大多数PC选择COM1即可，同时也可以在同一对话框中设置合适的波特率。

3.4 软件使用方法

3.4.1 启动软件

可以通过Windows开始菜单启动BUF08821软件，依次选择“所有程序” -> “BUF08821EVM程序”。如果计算机无法与评估板通信，会弹出错误提示。此时，要先检查USB电缆两端是否正确连接，确保在连接USB电缆之前已经连接好USB_DIG_Platform的电源。此外，也有可能是PC的USB人机接口设备驱动程序出现问题，要确保插入USB电缆时设备能被识别，识别的标志通常是Windows发出的确认声音。

3.4.2 I2C地址选择

跳线JMP5用于设置BUF08821的I2C地址引脚，硬件和软件的I2C地址设置必须一致，否则软件将无法与BUF08821设备通信。

3.4.3 电源测量与输入

需要测量BUF08821EVM - USB板上相对于GND的电源（ (V{S}) ），并将其输入到软件界面顶部的 (VSUP) 字段中。软件中每个通道的电压计算基于输入的 (V{SUP}) 值，计算公式为 (V{CHANNEL }=frac{V{SUP } × Code }{1024}) ，其中Code是通道寄存器中的值转换为十进制后的结果。

3.4.4 读取和写入操作

• Read DAC按钮：点击该按钮可以读取BUF08821的所有 (DAC / V_{COM}) 寄存器，获取当前寄存器的内容，读取完成后，相应的文本框会更新显示当前 (DACN) 寄存器中的值。
• Write DAC按钮：写入 (DAC / V_{COM}) 寄存器的值的方法取决于“Auto Write”功能是否启用。如果启用该功能，写入单个通道后，用户切换到软件中的其他文本框时，输出电压会立即改变；如果禁用该功能，用户可以输入所有通道所需的值，然后按下“Write DAC”按钮，所有通道的输出电压会同时改变。当“Auto Write”功能启用时，按下“Write DAC”按钮不会改变输出电压。
• Reset按钮：按下该按钮会执行两个功能，首先对BUF08821进行通用调用复位，复位后 (DAC / V_{COM}) 寄存器的状态取决于OTP是否已编程。如果OTP已编程，通道寄存器将加载OTP存储器中最后编程的值；如果OTP存储器未编程，通道寄存器将默认为1000000000，即中间电源。其次，会调用Read DAC操作，更新相应通道的文本框显示当前值。

  3.4.5 数据保存与加载

• Save to File按钮：可以将BUF08821 DAC的寄存器配置以模拟电压和十六进制的形式保存到文本文件中。点击该按钮会打开文件保存对话框，用户可以创建新文件夹，输入唯一的文件名来存储寄存器信息。保存的文件格式可以在文本编辑器中打开查看。
• Load From File按钮：软件可以加载之前评估保存的数据。点击该按钮后，程序会记住上次保存寄存器配置的位置，用户只需选择所需的配置并按下“Open”即可。

  3.4.6 电压调整

  可以通过三种方式调整任何 (DAC) 或 (V_{COM}) 通道的电压：

• 直接在电压文本框中输入所需电压。要手动输入电压，需要先点击要编辑的单元格，再次点击使其变为黑色后即可输入更新后的电压。也可以在“Code”列中以同样的方式输入十六进制的 (DAC) 代码。
• 使用软件主窗口上的滑块。该滑块可用于所有通道，要调整某个通道的电压，先点击该通道的通道编号、电压或代码，整个通道行将高亮显示为蓝色，表示该通道已被选中，然后调整滑块即可更新该通道的电压。
• 使用主软件窗口上的“±1 Code”和“±5 Code”按钮，可以分别对高亮显示的通道进行精细和粗略的调整，方便用户根据需要快速调整通道输出。

  3.4.7 Run Batch按钮

  点击该按钮可以配置BUF08821以连续循环的方式遍历不同的寄存器配置。在连接到最终应用时，此功能可用于遍历不同的伽马设置，以确定给定应用的最佳设置。按下该按钮后会弹出一个新的对话框，用户可以设置加载新配置到BUF08821 DUT之间的延迟时间，还可以使用“Single Step Up”和“Single Step Down”按钮手动遍历所选文件。

  3.4.8 Control Panel按钮

  按下该按钮会弹出一个显示面板，用户可以使用一组图形滑块调整每个通道的输出。拖动滑块时，每个通道的 (DAC) 代码和相应的输出值会自动改变，此功能与主软件窗口上根据高亮通道改变的滑块类似。

四、文档资料

4.1 原理图和PCB布局

文档中包含了BUF08821EVM - USB的完整原理图和PCB布局图。原理图展示了评估板的电路连接，PCB布局图显示了元件的安装位置。

4.2 物料清单

物料清单详细列出了评估板所使用的各个元件的信息，包括元件的数量、值、参考编号、描述、零件编号和制造商等。例如，电阻R1为249kΩ、1/16W、0.5%精度的0603 SMD电阻，制造商是Susumu Co Ltd；电容C1和C2是4.7μF、35V、10%精度的钽质SMD电容，制造商是Vishay/Sprague等。

五、使用注意事项

5.1 限制和警告

• 该评估板不得用于功能安全和/或安全关键评估，包括但不限于生命支持应用的评估。
• 使用前必须仔细阅读用户指南和其他相关文档，注意其中的警告和限制通知，这些通知包含了重要的安全信息，如温度和电压限制。

5.2 安全操作

• 要在德州仪器推荐的规格和环境条件下操作评估板，超出指定的性能评级和规格（如输入和输出电压、电流、功率和环境范围）可能会导致人身伤害、死亡或财产损失。如果对性能评级和规格有疑问，在连接接口电子设备（包括输入电源和预期负载）之前，应联系德州仪器的现场代表。连接任何超出指定输出范围的负载可能会导致意外和/或不准确的操作，甚至可能对评估板和/或接口电子设备造成永久性损坏，连接负载前请查阅用户指南。
• 评估板仅适用于技术合格的专业电子专家，他们应熟悉处理电气和机械组件、系统和子系统的危险和应用风险。用户要对评估板的正确和安全处理及使用负责，确保评估板与人体之间的任何接口（电子和/或机械）设计有适当的隔离措施，以安全限制可触及的泄漏电流，将触电风险降至最低。

5.3 法律合规

用户要自行确定评估板是否受到任何适用的国际、联邦、州或地方法律法规的约束，并确保完全遵守这些法律法规。同时，要按照所有适用的国际、联邦、州和地方法律要求正确处置和回收评估板。

总之，BUF08821EVM - USB评估板为我们提供了一个全面且方便的平台来评估BUF08821芯片的性能。在使用过程中，只要我们严格按照文档的要求进行硬件设置、软件安装和操作，就能充分发挥评估板的作用，为我们的设计工作提供有力的支持。大家在使用过程中遇到任何问题，欢迎交流讨论。