TSC2004EVM和TSC2004EVM - PDK评估模块使用指南

在电子设计领域，评估模块对于快速验证和开发新的设计概念至关重要。今天，我们将深入探讨TSC2004EVM和TSC2004EVM - PDK这两个评估模块，它们在4线电阻式触摸屏控制器的评估和开发中具有重要作用。

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一、EVM概述

1.1 特性

TSC2004EVM是一款功能齐全的评估板，专为TSC2004 4线电阻式触摸屏控制器（TSC）设计。其模块化设计使其能够与各种DSP和微控制器接口板配合使用，具有很强的灵活性。

TSC2004EVM - PDK则是一个完整的评估套件，包含基于USB的主板和适用于运行Microsoft Windows™操作系统的个人计算机的评估软件。

1.2 介绍

TSC2004EVM采用德州仪器模块化EVM外形，便于直接评估TSC2004的性能和运行特性，同时也简化了软件开发和系统原型设计的过程。它与德州仪器的5 - 6K接口板（SLAU104）以及其他第三方板（如SoftBaugh, Inc.的HPA449演示板和National Instruments的NI Speedy - 33）兼容。

二、接口设计

2.1 模拟接口

为了实现最大的灵活性，TSC2004EVM设计为易于与多个模拟源接口。通过Samtec的SSW - 110 - 22 - F - D - VS - K和TSM - 110 - 01 - T - DV - P提供的10针双行插头/插座组合（J1），可以方便地访问TSC的模拟输入引脚。具体的引脚定义如下表所示：

引脚编号	信号	描述
J1.2	X+	触摸屏X+电极
J1.4	X–	触摸屏X - 电极
J1.6	Y+	触摸屏Y+电极
J1.8	Y–	触摸屏Y - 电极
J1.10	未使用
J1.12	AUX	辅助输入，0 V至VREF
J1.14	未使用
J1.16	未使用
J1.18	REF(–)	连接到模拟地
J1.20	REF(+)	外部参考源输入
J1.1、J1.3、J1.5、J1.7、J1.15	未使用
J1.9、J1.11、J1.13、J1.17、J1.19	AGND	模拟地连接

2.2 数字接口

TSC2004EVM同样易于与多个控制平台接口。通过J2处的10针双行插头/插座组合（与模拟接口使用相同的Samtec部件号），可以访问TSC的数字控制和串行数据引脚。数字接口的引脚定义如下：

引脚编号	信号	描述
J2.1	未使用
J2.2	未使用
J2.3	未使用
J2.4	DGND	数字地
J2.5	未使用
J2.6	未使用
J2.7	未使用
J2.8	未使用
J2.9	未使用
J2.10	DGND	数字地
J2.11	未使用
J2.12	未使用
J2.13	未使用
J2.14	RESET	TSC2004的硬件复位
J2.15	PINTDAV PENIRQ	TSC的笔中断输出
J2.16	SCL	I2C总线串行时钟
J2.17	未使用
J2.18	DGND	数字地
J2.19	未使用
J2.20	SDA	I2C总线串行数据线

2.3 电源供应

J3为TSC2004EVM提供了与公共电源总线的连接。电源供应引脚的具体信息如下表所示：

信号	引脚编号	信号
未使用	1	2	未使用
+5VA	3	4	未使用
DGND	5	6	AGND
+1.8VD	7	8	+VD1
+3.3VD	9	10	+5VD

当电源供应到J3时，JMP4允许将三种不同的直流电压之一应用于TSC的数字接口和IO；JMP2则选择TSC2004 SNSVDD的电源。TSC2004EVM - PDK主板（USB - MODEVM接口板）为TSC2004EVM的J3提供电源，主板的电源可以通过USB连接或板上的端子块提供。

2.3.1 TSC电源

TSC2004 SNSVDD、模拟和感测驱动器电源可以选择+1.8 V或+3.3 V，通过设置JMP2来实现。默认情况下，SNSVDD设置为+3.3VD。TSC2004 IOVDD和数字IO电源的选择使用JMP4，可以是1.8V、3.3V或SNSVDD。

2.3.2 独立操作

当作为独立EVM使用时，模拟电源可以应用于TP1（SNSVDD）并参考TP4（GND），IOVDD可以应用于TP2（IOVDD）并参考TP4。

2.3.3 USB - MODEVM接口电源

USB - MODEVM接口板可以从多个不同的源获取电源，包括USB、6 - VDC至10 - VDC的AC/DC壁式电源（不包括）和实验室电源。不同电源供应方式下，JMP6的设置有所不同。

2.3.4 参考电压

参考电压可以从TSC2004EVM上的SNSVDD提供，也可以通过J1引脚20（参考模拟地J1引脚18）或TP3（VREF）（参考TP4(GND)）提供外部参考。JMP1必须相应设置，具体选项如下表所示：

引脚短路情况	VREF选择
1 - 2	来自J1.20的外部参考
2 - 3	板上的SNSVDD
移除	来自TP3的外部参考

三、EVM操作

3.1 模拟输入

模拟输入源（触摸屏和辅助输入）可以直接应用于J1（顶部或底部），也可以通过模块化EVM系统的信号调理模块进行输入。

3.2 数字控制

数字控制信号可以直接应用于J2（顶部或底部）。模块化TSC2004EVM还可以直接连接到DSP或微控制器接口板，如HPA449，或者如果作为TSC2004EVM - PDK的一部分购买，则可以连接到USB - MODEVM接口板。

3.3 默认跳线位置

EVM上的跳线及其工厂默认条件如下表所示：

跳线	描述	默认短路位置
JMP1	参考电压选择 – 1 - 2：外部VREF；2 - 3：板上SNSVDD	2 - 3（板上或SNSVDD）
JMP2	模拟电源或SNSVDD选择 – 2 - 3：+3.3VD	2 - 3（+3.3VD）
JMP3	EEPROM地址选择 – 2 - 3：+3.3VD；安装：来自TSC2004EVM板上EEPROM的主板固件；移除：来自主板上EEPROM的主板固件	安装（来自TSC2004EVM板上EEPROM的固件）
JMP4	IOVDD电源选择 – 2 - 4：来自J3.7（+1.8VD）；3 - 4：来自SNSVDD；4 - 6：来自J3.9（+3.3VD）	3 - 4（= SNSVDD）
JMP5	TSC2004 I2C地址位A0。未安装A0 = 1	安装（A0 = 0）
JMP6	TSC2004 I2C地址位A1。未安装A1 = 1	安装（A1 = 0）

四、套件操作

4.1 TSC2004EVM - PDK框图

TSC2004EVM - PDK由两个电路板连接在一起组成，主板为USB - MODEVM接口板，子卡为TSC2004EVM。USB - MODEVM接口板可以在USB模式下使用，通过板上的USB控制器设备控制已安装的EVM，也可以通过SW2控制外部驱动所有总线（I2C和/或SPI）。

4.2 快速启动

首先确保TSC2004EVM安装在USB - MODEVM接口板上，然后将CD - ROM放入PC的光驱中，安装TSC2004EVM – PDK软件。安装完成后，通过USB电缆将TSC2004EVM连接到计算机，按照提示完成设备驱动的安装。最后，启动TSC2004评估软件，软件应自动找到TSC2004EVM。

4.3 USB - MODEVM接口板

USB - MODEVM接口板专为TAS1020B USB控制器设计，具有两个模块化EVM的安装位置。对于TSC2004的使用，TSC2004EVM安装在最顶部的EVM插槽中，将TSC2004数字控制接口连接到TAS1020B的I2C端口。

4.4 程序描述

安装TSC2004EVM - PDK软件后，可以开始对TSC2004进行评估和开发。软件界面的GUI提供了多个功能，包括数字串行接口类型显示、固件位置和版本显示、TSC2004的软件复位和ADC操作停止控制等。主要的评估功能可以通过三个选项卡实现：

4.4.1 人机界面选项卡

• 触摸屏控制功能：当触摸屏检测到触摸时，该选项卡中的触摸屏框会更新。触摸压力的变化会反映在像素大小上，通过设置最大Z值显示旋钮可以过滤掉轻触点。
• 数据采集功能：TSC2004可以测量辅助输入电压和温度，数据采集功能在触摸屏幕未被按下且自动读取LED开启时更新测量值。温度测量有两种模式，默认情况下软件会连续读取非触摸数据并自动更新。
• 直接配置：可以直接配置TSC2004的分辨率和ADC功率下降模式。分辨率可以选择10位或12位，通过控制字节模式#1或写入控制寄存器CFR0的位#13来实现。

4.4.2 配置选项卡

该选项卡可以访问和写入TSC2004的所有控制寄存器，分为四个部分，分别对应配置寄存器CRF0、CFR1、CFR2和四个阈值寄存器。每个部分的具体功能如下：

• ADC配置（CFR0）：控制触摸数据采集的启动模式、ADC的停止和运行、分辨率、转换时钟、面板电压稳定时间、预充电时间和Sense时间等参数。
• 测试模式配置（CFR1）：用于检查4线触摸屏的连接和短路情况，设置转换函数选择以执行测试，测试结果返回至STATUS寄存器。还具有批处理延迟模式，可控制ADC采样之间的时间间隔。
• MAVF配置（CFR2）：TSC2004内部的预处理MAV滤波器（MAVF）可以减少采样噪声，通过CFR2部分的选择按钮可以启用/禁用MAVF对触摸数据、X、Y、Z或非触摸数据、AUX和温度的处理。
• 阈值配置：TSC2004提供区域检测功能，通过四个控制寄存器设置AUX和TEMP1/TEMP2的上下阈值，区域检测模式可以通过CFR2部分底部的两个选项框进行控制/选择。

4.4.3 命令行界面选项卡

该选项卡提供了一种灵活的方式，通过脚本对TSC2004EVM进行读写操作。脚本可以输入或加载到命令缓冲区，点击执行命令缓冲区按钮即可运行脚本。脚本执行完成后，三个LED和req done LED会亮起。脚本命令类型包括写入（w）、读取（r）、注释（#）、中断（b）和延迟（d）等。

4.5 日志脚本和数据

软件可以跟踪和记录使用TSC2004EVM GUI时使用的脚本或数据。可以通过文件菜单中的“Log Script and Results ...”或“Log Data to File ...”选项生成脚本或数据日志文件。

五、EVM物料清单和原理图

文档提供了TSC2004EVM和USB - MODEVM接口板的完整物料清单，包括各个组件的设计编号、数量、值、描述、制造商和部件编号等信息。同时，还提供了TSC2004EVM和USB - MODEVM的原理图作为参考。

六、注意事项

在使用TSC2004EVM和TSC2004EVM - PDK时，需要注意以下几点：

1. 该评估板/套件仅用于工程开发、演示或评估目的，不适合一般消费者使用。
2. 操作时应确保输入电压范围在0 V至3.6 V之间，输出电压范围在0 V至3.6 V之间，避免超出范围导致意外操作或不可逆损坏。
3. 正常运行时，一些电路组件的外壳温度可能会超过30°C，某些组件在高于85°C时仍能正常工作，但在操作时应注意避免触摸这些高温组件。
4. 由于产品为开放式结构，用户有责任采取适当的静电放电预防措施。

总之，TSC2004EVM和TSC2004EVM - PDK为电子工程师提供了一个全面的评估和开发平台，通过合理使用这些工具，可以加快4线电阻式触摸屏控制器的开发进程。你在使用这些评估模块的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。