TUSB320-LA-EVM和TUSB320-HA-EVM评估模块使用指南

在电子设计领域，评估模块是我们了解和测试新设备性能的重要工具。今天，我们就来深入探讨一下德州仪器（Texas Instruments）的TUSB320-LA-EVM和TUSB320-HA-EVM评估模块，看看它们有哪些特点和使用方法。

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一、TUSB320-LA-EVM和TUSB320-HA-EVM简介

TUSB320-LA-EVM和TUSB320-HA-EVM评估模块主要用于评估TUSB320LA/HA设备。这些模块可通过DIP开关选择和/或I2C控制配置为DFP（下行端口）、UFP（上行端口）或DRP（双角色端口）模式，并且所有控制输入也可通过DIP开关配置进行选择。TUSB320LA/HA设备可与传统USB系统或Type-C系统配合使用，以满足不同的评估需求。

二、评估模块的特点

2.1 电源供应

该评估模块的电源供应方式较为灵活。它可以通过USB VBUS供电，也可以通过电源插孔J5（2毫米正尖，6.5毫米负外屏蔽）输入5 - 5.5V的直流电源。VBUS可以通过传统连接或Type-C连接提供。当模块工作在DFP模式时，如果板子连接到USB主机或VBUS源，VBUS通过微型AB连接器J6提供；当工作在UFP模式时，如果通过Type-C电缆连接到USB主机或VBUS源，VBUS则通过Type-C连接器J1提供。此外，如果需要独立运行而不连接到USB VBUS电源，也可以使用5V直流输入（J5）供电。不过要注意，由于测试设置中的二极管/IR压降，连接器上的VBUS可能低于所需水平，板子设计可承受最高5.5V的DC_5V IN或TP5（PWRIN）引脚输入。同时，如果板子上安装了D9，请勿在通过5V DC IN J5或Type-C连接器J7提供5V电源的同时，将评估模块通过微型AB USB2连接器（J6）连接到USB主机系统。另外，为测试目的，还提供了测试回路和电源轨及接地的引脚，部分电源轨可通过移除铁氧体磁珠或无源元件与主电源隔离，但在正常操作中，必须仅通过USB连接器或直流电源插孔（J7、J6或J5）提供电源。

2.2 VBUS相关设置

2.2.1 VBUS关闭时间

为满足650ms的VBUS关闭时间要求，需要移除10µF的电容器C1。通过将R30的值更改为47kΩ，可将电流限制降低到3 - 3.5A。

2.2.2 VBUS最低电平

J1或J6上提供的VBUS可能低于4.75V。为了将总线供电设备连接到评估模块进行测试，德州仪器建议通过J5或TP5使用5.5V的外部电源。

2.3 DIP开关设置

DIP开关（SW1）用于将评估模块配置为不同的操作模式。以下是各开关的功能和默认设置：	参考编号	SW控制功能	默认开关设置	描述
SW1.1	TUSB320LA的EN# / TUSB320HA的EN	TUSB320LA为ON，TUSB320HA为OFF	SW1.1 = OFF时，EN#或EN = 高电平；SW1.1 = ON时，EN#或EN = 低电平
SW1.2	OUT2	OFF	SW1.2 = OFF时，OUT2 = 带有上拉电阻的SCL；SW1.2 = ON时，OUT2连接到LED
SW1.3	OUT1	OFF	SW1.2 = OFF时，OUT1 = 带有上拉电阻的SDA；SW1.2 = ON时，OUT2连接到LED
SW1.4	ADDR	OFF	I2C操作模式：SW1.4 = OFF时，ADDR = 高电平；SW1.4 = ON时，ADDR = 低电平；GPIO操作模式：移除R12且SW1.4 = OFF
SW1.5	INT	OFF	SW1.5 = OFF时，INT = 高电平；SW1.5 = ON时，INT = OUT3
SW1.6	320_VBUS	OFF	如果安装了可选电阻，320_VBUS = 高/低电平或开路；正常操作中可忽略
SW1.7	PORT_H	OFF	SW1.7 = OFF时，PORT = 开路；SW1.7 = ON时，PORT = 高电平
SW1.8	PORT_L	ON	SW1.8 = OFF时，PORT = 开路；SW1.8 = ON时，PORT = 低电平

2.4 I2C接口

I2C总线可通过引脚J1或J2访问。I2C SCL和SDA上添加了4.7kΩ上拉电阻至3.3V。ADDR引脚可通过前面提到的DIP开关配置拉高或拉低，该引脚决定了TUSB320LA/HA I2C地址的最后一位是高还是低。J1的引脚布局与Aardvark I2C编程器加密狗的引脚布局相匹配。

2.5 LED指示灯

评估模块上提供了几个LED指示灯，方便进行调试：	参考编号	LED名称	描述
D1	OUT1	仅在GPIO模式下有效。如果OUT1引脚被拉低，则亮起
D2	OUT2	仅在GPIO模式下有效。如果OUT2引脚被拉低，则亮起
D3	OUT3	仅在GPIO模式下有效。如果OUT3引脚被拉低，则亮起
D4	320 ID	如果TUSB320LA/HA的ID引脚被拉低，则亮起
D10	POWER	如果有5V电源，则亮起

需要注意的是，OUT1、OUT2和OUT3指示灯仅在GPIO操作模式下使用，并且需要相应地配置DIP开关，将TUSB320-LA-EVM/TUSB320-HA-EVM配置为GPIO模式。由于上拉到3.3V，即使OUT引脚未被驱动，LED也可能会微微亮起。

三、评估模块配置示例

3.1 UFP操作

评估模块可使用板上的PORT引脚或I2C寄存器设置配置为UFP模式。如果使用PORT引脚，需要将SW1.8开关打开，并且将地址0x0A的Mode_Select位（第5 - 4位）设置为00b。由于Mode_Select默认值为00b，因此除非已为其他操作模式重新配置，否则无需重新编程。以下是一个使用HD3SS2522和TUSB320-xA-EVM的配置示例：

1. 配置DIP开关：按照下表设置TUSB320LA/HA UFP的DIP开关SW1。	参考编号	SW控制功能	开关设置
   SW1.1	EN#/EN	TUSB320LA为ON，TUSB320HA为OFF
   SW1.2	OUT2	OFF
   SW1.3	OUT1	OFF
   SW1.4	ADDR	OFF
   SW1.5	INT	OFF
   SW1.6	320_VBUS	忽略
   SW1.7	PORT_H	OFF
   SW1.8	PORT_L	ON

2. 连接HD3SS2522 EVM：将HD3SS2522 EVM连接到USB主机。
3. 连接TUSB320LA/HA：使用Type-C电缆将TUSB320LA/HA连接到HD3SS2522。VBUS应通过Type-C电缆连接提供，TUSB320LA/HA板上的LED D10应亮起，HD3S2522上的D3和D4应亮起，表示UFP连接。具体操作细节可参考HD3SS2522用户手册（SLLU215）。
4. 连接USB设备：将USB设备插入TUSB320LA/HA UFP EVM的微型AB USB插座（J6），设备应能以USB2速度（HS、FS或LS）枚举。

3.2 DFP操作

同样，评估模块也可使用板上的PORT引脚或I2C寄存器设置配置为DFP模式。如果使用PORT引脚，需要将SW1.7开关打开，并且将地址0x0A的Mode_Select位（第5 - 4位）设置为00b。以下是一个使用两个TUSB320-xA-EVM的配置示例，其中一个配置为DFP，另一个配置为UFP：

1. 配置DFP EVM的DIP开关：按照下表设置TUSB320LA/HA DFP EVM的DIP开关SW1。	参考编号	SW控制功能	开关设置
   SW1.1	EN#/EN	TUSB320LA为ON，TUSB320HA为OFF
   SW1.2	OUT2	OFF
   SW1.3	OUT1	OFF
   SW1.4	ADDR	OFF
   SW1.5	INT	OFF
   SW1.6	320_VBUS	忽略
   SW1.7	PORT_H	ON
   SW1.8	PORT_L	OFF

2. 连接DFP EVM到USB主机：使用Type-A到微型B的电缆，通过板上提供的微型AB连接器（J5）将TUSB320LA/HA DFP EVM连接到传统USB主机。LED D10应通过传统USB主机通过Type-A到微型B电缆连接提供的VBUS亮起。
3. 连接UFP EVM到DFP EVM：使用Type-C电缆将TUSB320LA/HA UFP EVM连接到TUSB320LA/HA DFP EVM。TUSB320LA/HA UFP EVM应通过Type-C电缆连接提供的VBUS供电，其LED D10也应亮起。当Type-C电缆连接到TUSB320LA/HA DFP EVM时，D4应亮起，表示TUSB320LA/HA的ID引脚已被拉低。
4. 连接USB设备：将USB设备插入TUSB320LA/HA UFP EVM的微型AB USB插座（J6），设备应能以USB2速度（HS、FS或LS）枚举。

3.3 DRP操作

评估模块同样可通过板上的PORT引脚或I2C寄存器设置配置为DRP模式。如果使用PORT引脚，需要将SW1.7开关打开，并且将地址0x0A的Mode_Select位（第5 - 4位）设置为00b。同时，为了使TUSB320LA/HA的PORT输入开路，两个SW设置都应处于OFF位置。以下是一个使用HD3SS2522和TUSB320-xA-EVM的配置示例：

1. 配置DRP EVM的DIP开关：按照下表设置TUSB320LA/HA DRP EVM的DIP开关SW1。	参考编号	SW控制功能	开关设置
   SW1.1	EN#/EN	TUSB320LA为ON，TUSB320HA为OFF
   SW1.2	OUT2	OFF
   SW1.3	OUT1	OFF
   SW1.4	ADDR	OFF
   SW1.5	INT	OFF
   SW1.6	320_VBUS	忽略
   SW1.7	PORT_H	OFF
   SW1.8	PORT_L	OFF

2. 连接HD3SS2522 EVM：将HD3SS2522 EVM连接到USB主机。
3. 连接TUSB320LA/HA：使用Type-C电缆将TUSB320LA/HA连接到HD3SS2522。VBUS应通过Type-C电缆连接提供，TUSB320LA/HA板上的LED D10应亮起，HD3S2522上的D3和D4应亮起，表示UFP连接。具体操作细节可参考HD3SS2522用户手册（SLLU215）。
4. 连接USB设备：将USB设备插入TUSB320LA/HA UFP EVM的微型AB USB插座（J6），设备应能以USB2速度（HS、FS或LS）枚举。

另外，两个TUSB320-xA-EVM可用于DRP到DRP连接。在这种配置下，不建议将评估模块连接到传统USB系统，因为在双方进入连接状态之前，角色无法预测。此配置可用于评估目的，通过两个板子上的DC IN（J5）提供5V电源。可以通过I2C访问启用TRY.SRC或TRY.SNK功能，将其中一个TUSB320HA EVM配置为首选SRC或SNK，具体细节可参考设备数据手册。

四、评估模块原理图

文档中还提供了TUSB320-LA-EVM和TUSB320-HA-EVM的原理图，包括整体原理图、组件图和电源图等，这些原理图对于深入了解评估模块的电路结构和工作原理非常有帮助。

TUSB320-LA-EVM和TUSB320-HA-EVM评估模块为我们提供了一个灵活且方便的平台，用于评估TUSB320LA/HA设备在不同模式下的性能。通过合理配置DIP开关和I2C寄存器，我们可以轻松实现DFP、UFP和DRP模式的操作。大家在使用过程中，不妨结合实际需求，灵活运用这些配置方法，充分发挥评估模块的性能。你在使用类似评估模块时遇到过哪些有趣的问题呢？欢迎在评论区分享。