AN - EVAL 2x8 - ISO1I813T評估板技術(shù)解析

在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，數(shù)字輸入接口的穩(wěn)定性和兼容性至關(guān)重要。今天為大家介紹的AN - EVAL 2x8 - ISO1I813T評估板，就為我們提供了一個探索ISOFACETM數(shù)字輸入部件功能的良好平臺。

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一、評估板概述

這款評估板專為工業(yè)應(yīng)用設(shè)計，包含兩個ISO1I813T芯片，采用TSSOP - 48封裝，作為電隔離8位數(shù)據(jù)輸入接口。它能根據(jù)IEC61131 - 2 Type 1/2/3標(biāo)準(zhǔn)，檢測多達八條獨立輸入線的信號狀態(tài)，適用于如兩線接近開關(guān)等設(shè)備。其8位并行/串行μC兼容接口，可直接連接到μC系統(tǒng)，輸入接口支持直接控制模式，且能在3.3/5V CMOS兼容電平下工作。數(shù)據(jù)通過英飛凌的無芯變壓器技術(shù)，實現(xiàn)從輸入到輸出側(cè)的電隔離傳輸。

二、評估板特性

需要注意的是，該評估板主要用于實驗室探索ISO1I813T設(shè)備的功能，不適合專業(yè)應(yīng)用。

三、功能描述

1. 電源供應(yīng)

芯片包含兩個相互獨立的電隔離電壓域，微控制器接口通過引腳VCC供電，輸入級通過引腳VBB供電。不同電壓域可在不同時間開啟。當(dāng)VCC和VBB電壓達到工作范圍，且內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸成功啟動后，芯片通過將引腳/ERR置為邏輯高電平，指示啟動程序結(jié)束。

2. 振蕩器

內(nèi)部振蕩器的頻率可通過電阻ROSC設(shè)置。該振蕩器為數(shù)據(jù)采樣、傳輸以及數(shù)字平均濾波器提供時鐘?？蓮腎SO1I813T數(shù)據(jù)手冊的圖表中獲取調(diào)整振蕩器頻率所需的ROSC值。

3. 并行接口

通過將引腳SEL拉至邏輯低電平，可選擇并行接口。該接口可由微控制器輸出信號直接控制。在并行模式下，僅IC1可操作。

μC控制模式

• CS（芯片選擇）：系統(tǒng)微控制器通過引腳(overline{cs})選擇ISO 1l813T，當(dāng)該引腳為邏輯低電平時，可進行數(shù)據(jù)傳輸。
• (overline{RD})/(overline{WR})（讀寫）：拉低其中一個引腳，可在地址數(shù)據(jù)總線上發(fā)起讀寫事務(wù)，數(shù)據(jù)變?yōu)橛行?。這些引腳有內(nèi)部上拉電阻。
• ALE（地址鎖存使能）：用于選擇地址（ALE為邏輯高電平）或數(shù)據(jù)（ALE為邏輯低電平）。ALE拉高時，地址通過AD0 - AD7傳輸并鎖存；ALE為低電平時，所有讀寫事務(wù)訪問同一地址。該引腳有內(nèi)部下拉電阻。
• AD0 - AD7：為數(shù)據(jù)讀寫的雙向輸入/輸出引腳。根據(jù)ALE、(overline{RD})、(overline{WR})引腳狀態(tài)，可在內(nèi)部寄存器和微控制器之間傳輸寄存器地址或數(shù)據(jù)。

4. 串行接口

將SEL引腳拉至邏輯高電平，可激活兩個串行接口。該接口可由微控制器輸出端口直接控制。當(dāng)CS = 1時，輸出引腳SDO和SSO處于“Z”狀態(tài)；否則，在CS的下降沿采樣位。隨著SCLK的下降沿，位分別串行提供到引腳SDO和SSO，同時，SDI、SSI的輸入在SCLK的上升沿被注冊到輸入FIFO緩沖區(qū)。串行接口可設(shè)置為8位操作（僅使用IC1）或16位操作（IC1和IC2采用菊花鏈模式）。

5. 傳感器輸入級

傳感器輸入結(jié)構(gòu)如圖所示，其I - V特性符合IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)中Type 1和Type 3傳感器的要求，也支持Type 2傳感器，但需兩個輸入通道并聯(lián)，僅4個通道可用，且需根據(jù)圖修改(R{IN})和(R{LED})?？赏ㄟ^修改(R_{TS})選擇輸入類型1、2、3。

6. 斷線檢測

斷線檢測電流可通過連接到引腳WB的(R{WB})電阻值調(diào)整。當(dāng)在引腳IxL連接LED或齊納二極管，且正向電流在幾微安、電壓范圍低于1V時，可選擇最小斷線電流。在引腳IxL連接電阻時，外部電阻Rext和IxL電阻（(R{LED})）上會有較大電流流過。當(dāng)前組裝的33kOhm WB電阻，使Type 1/3傳感器接口的WB檢測極限為80 - 160uA。狀態(tài)寄存器中的WB位具有粘性（鎖存）特性，在未通過讀訪問清除且故障條件不再檢測到時，保持置位狀態(tài)。若不需要斷線功能，可通過設(shè)置寄存器COEFIL0 - 7中的MWB位將其關(guān)閉。

7. 濾波器設(shè)置

傳感器數(shù)據(jù)位可通過可配置的數(shù)字輸入濾波器進行濾波。選擇濾波后，濾波器根據(jù)可選擇的平均長度的平均規(guī)則改變輸出。當(dāng)傳感器狀態(tài)無尖峰和噪聲變化時，變化會延遲平均長度的時間；短于平均長度的傳感器尖峰將被抑制。每個通道的平均長度可通過配置寄存器COEFIL0 - 7單獨選擇。濾波器是為標(biāo)稱內(nèi)部采樣頻率fscannom設(shè)計的，可通過改變振蕩器頻率（即調(diào)整引腳(R_{OSC})的電阻）來調(diào)整相應(yīng)的濾波延遲。

8. DC/DC電源

芯片也可在自供電模式下工作。此時，過程側(cè)可通過連接到微控制器側(cè)的隔離推挽轉(zhuǎn)換器在VBB處供電，由引腳SW1和SW2驅(qū)動。SW1和SW2的內(nèi)部驅(qū)動級設(shè)計為為兩個ISO1I813T部件供電。DC/DC轉(zhuǎn)換器由內(nèi)部時鐘驅(qū)動，參數(shù)按內(nèi)部時鐘 = 500 kHz計算。通過設(shè)置GLCFG寄存器中的DCK位，可激活2分頻器，這有助于改善EMI性能。若用戶調(diào)整其他頻率，變壓器需相應(yīng)調(diào)整。內(nèi)置短路保護使用靠近驅(qū)動器的溫度傳感器，當(dāng)達到預(yù)定溫度（160°C）時禁用驅(qū)動級，溫度降至<=150°C時重新開啟。變壓器由EPCOS提供，3.3V到12V @ 500kHz的訂購編號為DS - T7389 - 51 - 02。為減少DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的噪聲，需進行合理的布局，DC/DC轉(zhuǎn)換器的電流路徑應(yīng)單獨布局，使用接地引腳24。

四、連接器

評估板上的連接器有不同的功能和引腳定義，如下表所示：

K1、K2連接器

K4連接器

五、其他信息

1. 原理圖

評估板的原理圖包含兩頁，展示了各個部件的連接和電路結(jié)構(gòu)。

2. PCB布局

評估板的PCB布局包括元件側(cè)和底部（鏡像視圖），合理的布局有助于提高性能和穩(wěn)定性。

3. 物料清單

物料清單列出了評估板上使用的各種元件，包括電容、電阻、二極管、芯片、連接器等，為設(shè)計和維修提供了詳細信息。

4. 變壓器

變壓器由EPCOS提供，具有特定的規(guī)格和電氣特性，如3.3V初級、12V次級、250mW功率、500kHz頻率、500Vrms介電強度等。其工作溫度范圍為 - 25 - +125°C。

在實際設(shè)計和應(yīng)用中，電子工程師們需要根據(jù)具體需求，充分利用評估板的這些特性和功能，同時注意各個參數(shù)的設(shè)置和調(diào)整，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。大家在使用這款評估板的過程中，有沒有遇到什么特別的問題或者有什么獨特的應(yīng)用經(jīng)驗?zāi)?？歡迎在評論區(qū)分享。