TCA7408EVM/TCA5405EVM评估模块使用指南

在电子设计领域，评估模块能够帮助我们快速验证和测试各种芯片的性能。今天要介绍的是德州仪器（TI）的TCA7408EVM/TCA5405EVM评估模块，它集成了多个TI产品，可用于展示这些产品在单个评估板上的应用。

文件下载：TCA7408-5405EVM.pdf

一、简介

1.1 特点

• 与MSP430 LaunchPad协同工作：能借助LaunchPad强大的开发环境进行功能测试。
• TPL0401DPOT用于颜色混合：实现RGB颜色的精确调配。
• TCA7408用于按键检测：可灵敏检测按键动作并通知MSP430。
• TCA5405的单总线自定时接口：体现了其在单总线通信方面的优势。
• 颜色混合和LED闪烁控制：可实现多样化的灯光效果。

1.2 主要芯片介绍

• TPL0401A/B：I2C总线控制的单通道线性渐变数字电位器，有128个抽头位置，端到端电阻为10k欧姆，低端子内部接地。
• TCA5405：5位输出扩展器，通过单总线输入控制，VCC范围为1.65V - 3.6V，适用于便携式应用，采用自定时串行数据协议。
• TCA7408：8位I/O扩展器，用于两线双向总线（I2C），GPIO端口侧VCC范围为1.65V - 3.6V，SDA/SCL侧为1.65V - 5.5V，其开漏中断输出可指示输入状态变化。
• TLC59108：I2C总线控制的8位LED驱动器，针对RGBA颜色混合和娱乐产品背光应用进行优化，每个LED输出有独立的PWM控制器，还有一个组PWM控制器。

1.3 操作要求

• LaunchPad：需要配备MSP430G2553微控制器的Texas Instruments LaunchPad（MSP - EXP430G2），注意控制代码是基于MSP430G2553编写的，LaunchPad套件中的其他MSP430芯片可能无法使用。
• 电源供应：为确保LED正常工作，建议提供5V/300mA的电源；若不使用USB电缆为LaunchPad供电，则需要3.3V/200mA的电源。

二、设置

2.1 连接器和跳线

• J1 & J2：与LaunchPad上的公头连接。
• J3：连接外部+5V电源为两个RGB LED供电。
• J4：引出TCA7408的四个未使用GPIO引脚（GPIO4 - GPIO7）。
• J5：用于TPL0401A作为电压参考电路时，短路负反馈回路。
• J6：控制TPL0401B的连接对象，可选择与外部电阻串联控制LED驱动电流，或连接到运算放大器的反相输入改变电路增益。
• J7：控制LMV321非反相引脚的输入，可选择连接TPL0401A的分压器模式或SMA连接器。
• J9：提供串行数据线（SDA、SCL）和驱动TCA5405的DIN的测试点。

2.2 硬件设置

该评估模块有LED模式、电压参考模式和可变增益模式三种使用模式。设置时，先将评估模块连接到LaunchPad，注意VCC和GND引脚位置。在J6的1和2引脚安装短路跳线，将外部+5V电源连接到J3，可通过USB将LaunchPad连接到计算机或为LaunchPad的J6提供3.3V电源。

三、操作

TCA5405控制D1 - D5的点亮，TPL0401B与TLC59108 LED驱动器的REXT串联控制D6和D7。每种颜色设置固定的PWM以确保亮度基线相似，通过改变TPL0401B的W - L电阻设置所需电流并切换所需LED，LED以约1000 Hz的频率进行多路复用。设置完成后，D1 - D5应闪烁，D6和D7应为蓝色。按SW1可增加D1 - D5的闪烁速度，按SW2可降低速度；按S4可从蓝色到绿色切换D6 - D7的颜色，按S3可从绿色到蓝色切换。

四、MSP430代码

4.1 TCA5405通信处理

在MSP430的源代码中有两种方法处理向TCA5405发送数据：

• bit_bang_TCA5405_byte函数：通过驱动GPIO引脚高低电平并利用_delay_cycles()函数保持值来模拟与TCA5405通信所需的十位数据。
• send_TCA5405_byte函数：结合5405_Timer_ISR()使用MSP430的定时器实现所需的串行数据传输。发送字节时，添加起始标志和停止位，存储新值到全局变量并启用定时器中断，在设定的时钟周期后调用5405_Timer_ISR()调整P2.0的输出。

五、原理图、布局和物料清单

5.1 原理图

包含TCA5405、TCA7408、TLC59108和TPL0401的原理图，可帮助我们了解各芯片之间的连接关系。

5.2 布局

展示了评估模块的布线、装配和丝印层，包括顶层、第二层电源层、第三层接地层和底层的布局。

5.3 物料清单

详细列出了评估模块所需的各种元器件，包括电容、电阻、LED、连接器、开关、集成电路等的数量、型号和制造商。

六、注意事项

6.1 法规合规信息

该评估模块可能受FCC和Industry Canada规则的约束，不同标注的模块有不同的使用限制和干扰声明。在日本使用该产品需要遵循相关电波法规定。

6.2 警告和免责声明

该评估模块仅用于实验室/开发环境的初步可行性评估，非成品电气设备，不适合消费者使用。用户需对产品的安全和合规性负责，操作时应在TI推荐的规格和环境条件下进行，避免超出额定值导致损坏或危险。对于安全关键或生命关键应用，需与TI签订单独的保证和赔偿协议。

通过对TCA7408EVM/TCA5405EVM评估模块的介绍，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，我们可以根据这些特性和操作要求，充分发挥该评估模块的优势，实现各种创意和应用。你在使用类似评估模块时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。