德州仪器TPL5000EVM评估模块使用指南

在电子设计领域，评估模块是工程师们快速验证和测试芯片性能的重要工具。今天我们就来详细介绍一下德州仪器（Texas Instruments）的TPL5000EVM评估模块，它能让设计师配置TPL5000的延迟定时器，并测量其极低的电流消耗，还可连接到MSP430、Stellaris和C2000的Launchpads，测试其看门狗、定时器循环和电源循环功能。

文件下载：TPL5000EVM.pdf

一、模块设置

1.1 输入/输出连接器和跳线说明

TPL5000EVM有多个连接器和跳线，用于不同的功能设置。

• I_SEL：用于选择电流消耗测量方法。打开时，可使用数字万用表（DMM）连接TP1和VDD测试点测量电流消耗；短接3 - 2时，电流消耗等于R_SH上的电压降除以R_SH；短接1 - 2时，R_SH被旁路。

• S1：一个4档的单刀双掷（SPDT）开关，用于设置D0、D1、D2逻辑值和PGOOD信号的来源。具体设置如下表所示：	Description	Slider position	Value
  PG_SEL	Top	0
  	Bottom	1 or External PGOOD
  D2	Top	0
  	Bottom	1
  D1	Top	0
  	Bottom	1
  D0	Top	0
  	Bottom	1

如果PGOOD由外部电源提供，需将PG_SEL设置为1，移除REPG电阻，并将电源连接到EXT_PGOOD测试点。

• 其他连接器：包括用于连接到MSP430 Launchpad的VCC、RST、J1_10、J11_20等2针和10针母连接器，以及用于连接外部电源、监测电压等的测试点，如SUPPLY、VDD、TP1、EXT_PGOOD、GND等，还有一个用于安装2032硬币电池的电池座BT。

1.2 评估板配置

评估板可以独立工作，也可以插入MSP430 Launchpad使用。以下设置步骤适用于两种情况：

1. 设置延迟时间：通过配置S1的2 - 4位来设置所需的延迟时间。
2. 设置POWER GOOD信号源：通过配置S1的第1位来设置。如果选择外部源，需将电压源连接到EXT_PGOOD和GND测试点，但不要开启该电压源。允许的电压范围可参考数据手册，也可在MSP430 LaunchPad Wiki上找到相关信息。
3. 配置I_SEL：按照前面所述的I_SEL说明进行配置。

4. 连接评估板：根据下表将评估板插入Launchpad：	MSP430 Launchpad
   J1
   J2
   VCC of J3
   RST of J3

1.2.1 插入MSP430 Launchpad的情况

如果将评估板插入MSP430 Launchpad，还需要进行以下操作：

• 加载代码：将本用户指南第5节中的代码加载到Launchpad的MSP430中。具体细节可参考MSP430 Launchpad文档（MSP430 LaunchPad (MSP - EXP430G2) Wiki）。
• 移除跳线：移除Launchpad J3头的VCC和RST跳线。

加载到MSP430的代码会实现以下功能：

• 上电时，Launchpad上的红色LED亮起。
• 当MSP430收到TPL5000的RESET信号时，红色LED闪烁。
• 当MSP430收到TPL5000的WAKE信号时，绿色LED闪烁。 Launchpad的S2按钮作为切换按钮，第一次按下时，MSP430不能向TPL5000发送DONE信号，第二次按下时则可以发送。

1.2.2 独立使用的情况

如果评估板独立使用，需要进行以下操作：

• 连接微控制器：将微控制器连接到IO头，以管理被测设备（DUT）的I/O信号。
• 供电：在电池座（BT）中插入2032硬币电池，或者将电压源连接到SUPPLY和GND测试点，但不要同时使用硬币电池和电压源为评估板供电。
• 上电：开启连接到评估板的电压源。 需要注意的是，不要让DONE引脚（IO头的第4引脚）悬空。如果不需要监控功能，可将DONE引脚连接到GND。

二、电源电流测量

TPL5000EVM提供了两种测量DUT电流消耗的方法。在测量前，需将TPL5000与Launchpad或微控制器断开，以免加载DUT的数字输出引脚。

2.1 直接测量法

• 设置I_SEL：将I_SEL的3针头保持打开状态。
• 避免引脚悬空：不要让数字输入引脚悬空，例如将DONE引脚（IO头的第4引脚）短接到GND，将PGOOD设置为1（参考表1）。
• 连接万用表：将配置为电流计（能够测量nA）的数字万用表连接到TP1和VDD测试点。
• 读取电流：在万用表上读取电流消耗值。

2.2 间接测量法

• 设置I_SEL：短接I_SEL的2和3引脚。
• 避免引脚悬空：同样不要让数字输入引脚悬空，如将DONE引脚短接到GND，将PGOOD设置为1。
• 连接万用表：将配置为电压表的数字万用表连接到TP1和VDD测试点。
• 读取电压降：在万用表上读取R_SH上的电压降。
• 计算电流：电流消耗等于R_SH上的电压降除以1Mohm。

三、物料清单（BOM）

TPL5000EVM的物料清单包含了各种元件，如电池座、电容、电阻、连接器、开关等，具体信息如下表所示：	DESIGNATOR	DESCRIPTION	PART NUMBER	MANUFACTURER	QUANTITY
BT	HOLDER COINCELL 2032 RETAINRCLIP	BS - 7	Memory Protection Devices	1
C1, C2	CAP CER 0.1UF 6.3V 10% X5R 0402	C1005X5R0J104K050BA	TDK	2
EXT_PGOOD, SUPPLY, TP1, VDD	TEST POINT PC MINI.040	5000	Keystone	4
GND	TEST POINT PC MINI.040	5001	Keystone	1
IO	CONN HEADER 5POS.100	TSW - 105 - 07 - G - S	Samtec, Inc.	1
I_SEL	CONN HEADER 3POS.100	TSW - 103 - 07 - G - S	Samtec, Inc.	1
J11_20, J1_10	Connector, Receptacle, 100mil, 10x1, Gold plated, TH	SSW - 110 - 01 - G - S	Samtec, Inc.	2
R1, R2, R3	RES 1.0K OHM 1/16W 5% 0402 SMD	CRCW04021K00JNE D	Vishay - Dale	3
R4	RES 49.9K OHM 1/16W 1% 0402 SMD	CRCW040249K9FKE D	Vishay - Dale	1
REPG	RES 0.0 OHM 1/16W JUMP 0402 SMD	CRCW04020000Z0E D	Vishay - Dale	1
RP	RES 100K OHM 1/16W 5% 0402 SMD	CRCW0402100KJNE D	Vishay - Dale	1
RST, VCC	CONN RECEPT 2POS.100 VERT DUAL	5 - 534206 - 1	TE Connectivity	2
R_SH	RES 1.00M OHM 1/10W 1% 0603 SMD	CRCW06031M00FKE A	Vishay - Dale	1
S1	SWITCH SPDT GOLD	206 - 124	CTS Electrocomponents	1
SH - J1	SHUNT JUMPER.1	969102 - 0000 - DA	3M	1
U1	Nano Power Programmable Timer and Supervisor	TPL5000DGS	Texas Instruments	1

四、MSP430源代码

文档中还提供了MSP430的源代码，该代码实现了前面提到的LED闪烁和信号处理功能。代码主要包括对看门狗定时器、引脚方向、中断等的配置，以及对RESET、WAKE和DONE信号的处理。以下是部分代码示例：

#include < msp430g2553.h >
volatile unsigned int DONE = 1;
void main(void)
{
    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD + WDTNMI + WDTNMIES; // WDT off NMI hi/lo
    P1DIR |= BIT0; // Set P1.0 to output direction RED LED
    P1DIR |= BIT6; // Set P1.6 to output direction GREEN LED
    // 其他引脚配置...
    _BIS_SR(LPM4_bits + GIE); // Enter LPM4 with Interrupt enabled
}
// 中断服务程序...

五、其他注意事项

5.1 评估模块使用条款

德州仪器对评估模块的使用有一系列规定，包括：

• 使用目的：评估模块仅用于产品或软件开发人员在研发环境中对德州仪器半导体产品进行可行性评估、实验或科学分析，不能直接或间接组装到任何成品中，也不能用于消费或家庭用途，不能用于商业销售、再许可、租赁等。
• 有限保修：德州仪器保证评估模块在交付给用户后的90天内符合其公布的规格。但如果非一致性是由用户的疏忽、误用、不当安装或测试，或者用户对评估模块进行了更改等原因导致的，德州仪器不承担责任。用户需要在交付后的10个工作日内通知德州仪器任何明显的缺陷，在检测到隐藏缺陷后的10个工作日内通知。德州仪器的责任仅限于修理、更换不符合保修规定的评估模块，或者为用户的账户提供信用。
• 监管通知：不同地区对评估模块有不同的监管要求，如美国的FCC规定、加拿大的Industry Canada规定、日本的无线电法规定、欧盟的电磁兼容性指令等。用户需要遵守这些规定，否则可能会面临相应的处罚。
• 使用限制和警告：评估模块不能用于功能安全和/或安全关键评估，用户在使用前必须阅读并遵守用户指南和其他相关文档中的警告和限制通知。操作时要在推荐的规格和环境条件下进行，避免超出规定的性能评级和规格，否则可能会导致人身伤害、财产损失或评估模块损坏。评估模块仅适用于技术合格的专业电子专家，用户要对其正确和安全的处理和使用负责。

5.2 信息准确性和免责声明

德州仪器尽量提供准确的评估模块信息，但不保证其描述、可用性或其他信息的准确性、完整性、可靠性、及时性或无错误。评估模块和相关材料按“原样”提供，德州仪器不承担其他明示或暗示的保证，包括适销性、特定用途适用性或不侵犯第三方知识产权等保证。在使用评估模块时，用户要自行承担责任和风险，若因使用不符合规定而产生任何索赔，用户要为德州仪器及其许可方和代表提供赔偿。

总之，TPL5000EVM评估模块为工程师提供了一个方便的平台来测试TPL5000芯片的性能，但在使用过程中需要严格遵守相关的规定和注意事项，以确保测试的准确性和安全性。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。