Atmel ATAK43001-V1開(kāi)發(fā)套件：開(kāi)啟LIN設(shè)計(jì)新征程

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，LIN（Local Interconnect Network）總線技術(shù)憑借其成本低、可靠性高的特點(diǎn)，在汽車電子等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。Atmel ATAK43001-V1開(kāi)發(fā)套件為工程師們提供了一個(gè)便捷的平臺(tái)，用于快速原型設(shè)計(jì)和測(cè)試基于Atmel ATA664251 IC的LIN設(shè)計(jì)。本文將詳細(xì)介紹該開(kāi)發(fā)套件的特點(diǎn)、使用方法以及相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)。

文件下載：ATAK43001-V1.pdf

套件概述

Atmel ATAK43001-V1開(kāi)發(fā)套件由PC接口板（ATAB0004A-V2.0）和Atmel ATA664251應(yīng)用板（ATAB664251A-V1.0）組成，二者連接在一起形成一個(gè)整體。該套件為用戶提供了快速入門指南，方便進(jìn)行新LIN設(shè)計(jì)的原型制作和測(cè)試。

ATA664251芯片特性

ATA664251是一款系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）產(chǎn)品，非常適合完整的LIN總線節(jié)點(diǎn)應(yīng)用。它專為L(zhǎng)IN開(kāi)關(guān)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，幾乎包含了完整的LIN節(jié)點(diǎn)。該芯片由兩個(gè)IC封裝在一起，為車載LIN網(wǎng)絡(luò)提供高度集成的解決方案。

• ATA664151 LIN系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC）：集成了LIN收發(fā)器、5V穩(wěn)壓器（80mA）、窗口看門狗、帶高壓電流源的8通道高壓開(kāi)關(guān)接口以及用于配置和診斷的16位SPI。
• Atmel ATtiny167微控制器：來(lái)自AVR 8位微控制器系列，具有先進(jìn)的RISC架構(gòu)，擁有16 Kbytes的閃存。

所有LIN SBC引腳和AVR微控制器引腳都引出，為用戶提供了與使用分立元件相同的應(yīng)用靈活性。

套件特性

應(yīng)用板（ATAB664251A-V1）

• 包含使Atmel ATA664251投入運(yùn)行所需的所有組件，可模擬和測(cè)試實(shí)際應(yīng)用。
• 所有高壓端口均可連接LED，包括1個(gè)RGB LED。
• 配備8個(gè)按鈕和8個(gè)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)。
• 所有引腳易于訪問(wèn)，設(shè)有用于片上系統(tǒng)編程（ISP）的連接器。
• 可通過(guò)更換單個(gè)電阻輕松調(diào)整看門狗時(shí)間。
• 可通過(guò)安裝D2和R1選擇主或從操作模式。
• 包含一個(gè)按鈕，用于在進(jìn)入睡眠模式后創(chuàng)建本地喚醒。
• 可通過(guò)更換單個(gè)電阻輕松調(diào)整電流源的電流水平。
• 配有接地夾，方便在使用示波器測(cè)量時(shí)連接探頭。

接口板（Atmel ATAB0004A）

• 可輕松連接到PC（板載AT90USB1287），通過(guò)USB接口與PC通信。
• 可通過(guò)PC GUI輕松配置SBC功能。
• 設(shè)有用于片上ISP的連接器和用于片上調(diào)試的JTAG連接器。
• 配備蜂鳴器、板載復(fù)位按鈕和板載引導(dǎo)加載器按鈕，可強(qiáng)制AVR進(jìn)入DFU模式。
• 采用16MHz晶體作為系統(tǒng)時(shí)鐘。

快速上手

軟件安裝

在使用開(kāi)發(fā)套件之前，需要安裝USB驅(qū)動(dòng)和GUI軟件。

• GUI軟件安裝：執(zhí)行setup.exe文件，按照提示完成安裝，選擇安裝目錄后點(diǎn)擊“Next”，安裝完成后點(diǎn)擊“Finish”。
• USB驅(qū)動(dòng)安裝：首次將PC接口板連接到PC后，在使用套件之前必須安裝所需的USB驅(qū)動(dòng)。務(wù)必先安裝GUI軟件，然后按照提示進(jìn)行驅(qū)動(dòng)安裝，選擇“Destiny National Instruments”驅(qū)動(dòng)。

啟動(dòng)與測(cè)試

將外部12V直流電源連接到電源連接器，并通過(guò)USB電纜將PC接口板連接到PC后，套件即可使用。ATA664251 IC默認(rèn)以活動(dòng)模式啟動(dòng)，VCC穩(wěn)壓器和窗口看門狗開(kāi)啟，AVR核心處于復(fù)位狀態(tài)。通過(guò)點(diǎn)擊GUI中的“Active Mode”按鈕，可以快速檢查套件是否正常工作，此時(shí)相關(guān)LED應(yīng)亮起。

硬件詳解

引腳描述

ATAB664251A板

• 電源供應(yīng)：需要連接5V至27V的外部直流電源，輸入電路通過(guò)保護(hù)二極管D7防止反極性，VS引腳電壓比VBAT供應(yīng)電壓低約0.7V。
• 電壓調(diào)節(jié)器（VCC）：內(nèi)部5V電壓調(diào)節(jié)器可驅(qū)動(dòng)高達(dá)80mA的負(fù)載，具有過(guò)載保護(hù)和過(guò)溫關(guān)機(jī)功能，輸出電壓低于閾值時(shí)會(huì)在NRES輸出引腳產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。
• 窗口看門狗：看門狗在NTRIG輸入處預(yù)期在定義的時(shí)間窗口內(nèi)收到來(lái)自微控制器的觸發(fā)信號(hào)，否則會(huì)在NRES輸出處產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。通過(guò)外部電阻R2可調(diào)整看門狗的時(shí)序。
• LIN接口：實(shí)現(xiàn)了具有內(nèi)部電流限制和熱關(guān)斷功能的低側(cè)驅(qū)動(dòng)器以及符合LIN 2.1規(guī)范的內(nèi)部上拉電阻，允許的電壓范圍為 -30V至 +40V。通過(guò)設(shè)置SPI位LSME可關(guān)閉斜率控制，實(shí)現(xiàn)高達(dá)200kBit/s的高速數(shù)據(jù)傳輸。
• 其他引腳：包括中斷請(qǐng)求輸出引腳（NIRQ）、CL_15引腳、VBATT引腳、NRES輸出引腳、VDIV輸入/輸出引腳、IREF輸出引腳、CS1至CS8高壓輸入/輸出引腳、PWM1...3輸入引腳、PA0…7輸入/輸出引腳和PB0…7輸入/輸出引腳等，每個(gè)引腳都有其特定的功能和用途。

Atmel ATAB0004A板（PC接口板）

• 狀態(tài)指示燈：三個(gè)LED（PD4 - PD6）用于指示SBC的狀態(tài)，綠色LED表示SBC處于活動(dòng)模式，黃色LED表示低活動(dòng)模式，紅色LED表示睡眠模式。
• JTAG和ISP接口：JTAG頭允許用戶使用JTAG編程器上傳和調(diào)試應(yīng)用程序，ISP頭可用于通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)編程對(duì)Atmel AT90USB1287進(jìn)行編程。
• 復(fù)位和引導(dǎo)加載器按鈕：“RESET”按鈕用于復(fù)位目標(biāo)AVR設(shè)備，“HWB”按鈕用于將AVR切換到DFU模式。

跳線說(shuō)明

開(kāi)發(fā)板上提供了一些跳線，以滿足不同的需求。例如，J1跳線可選擇微控制器的供電方式，J2跳線可控制NRES輸出與微控制器復(fù)位輸入的連接，J12跳線可控制Atmel ATtiny167微控制器的復(fù)位狀態(tài)，J16跳線可控制微控制器的供電來(lái)源等。

其他組件

開(kāi)發(fā)板還配備了一些其他組件，如按鈕、旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)、LED等，可用于模擬和測(cè)試不同的應(yīng)用場(chǎng)景。通過(guò)這些組件，用戶可以更好地了解和使用Atmel ATA664251的功能。

編程與調(diào)試

編程

使用Atmel Studio環(huán)境結(jié)合STK500/600或JTAG-ICE MkII硬件，可輕松對(duì)Atmel AT90USB1287進(jìn)行編程。將所選硬件連接到ATAB0004A板的ISP或JTAG頭，在Atmel Studio中選擇Atmel AT90USB1287，按照相關(guān)文檔進(jìn)行操作即可。

調(diào)試

JTAGICE MkII結(jié)合Atmel Studio可對(duì)具有JTAG或debugWIRE接口的AVR 8位RISC微控制器進(jìn)行片上調(diào)試。對(duì)于Atmel AT90USB1287，使用debugWIRE接口只需最少三根線（RESET、VCC和GND）進(jìn)行通信。調(diào)試時(shí)需移除NRES跳線，以確保JTAG ICE mkII對(duì)該線的獨(dú)占訪問(wèn)。

演示GUI介紹

Atmel ATA664251演示GUI是一個(gè)用于配置和演示Atmel ATA664251設(shè)備的軟件工具，分為11個(gè)主要部分：

• SBC：用于設(shè)置SBC的通用設(shè)置和模式狀態(tài)。
• Current SBC Status：顯示當(dāng)前SBC的狀態(tài)（16位狀態(tài)寄存器）。
• Command Builder：用于構(gòu)建特定命令并發(fā)送到SBC。
• SPI-Log-Window：記錄與Atmel ATA664251設(shè)備的完整SPI通信。
• I/O Ports：配置所有高壓I/O端口的設(shè)置。
• Voltage Divider：設(shè)置電壓分壓器并顯示當(dāng)前測(cè)量的電壓。
• Watchdog：設(shè)置看門狗的相關(guān)參數(shù)。
• LIN：設(shè)置LIN接口的參數(shù)。
• PWMx：設(shè)置三個(gè)不同PWM輸入的測(cè)試參數(shù)。

通過(guò)GUI，用戶可以方便地配置和測(cè)試Atmel ATA664251的各種功能。

操作示例

獨(dú)立演示

將PC接口板斷開(kāi)，配置好相關(guān)跳線和開(kāi)關(guān)后，Atmel ATAB664251A板可以獨(dú)立運(yùn)行。上電后，藍(lán)色電源LED和綠色VCC SBC LED應(yīng)亮起，RGB LED顯示藍(lán)色，部分LED閃爍或常亮。按下連接到CS4的按鈕，可循環(huán)切換LED的顯示狀態(tài)，展示設(shè)備與開(kāi)關(guān)類型輸入接口和驅(qū)動(dòng)輸出的能力。

LIN從節(jié)點(diǎn)演示

Atmel ATAB664251A板還可以作為L(zhǎng)IN從節(jié)點(diǎn)響應(yīng)來(lái)自LIN主節(jié)點(diǎn)的消息。通過(guò)配置相關(guān)跳線和連接LIN總線，用戶可以控制RGB LED的顏色，實(shí)現(xiàn)環(huán)境照明應(yīng)用。默認(rèn)軟件支持多種LIN消息，包括設(shè)置SBC配置寄存器、PWM周期和占空比、看門狗觸發(fā)周期、環(huán)境照明等消息。

工具與資源

Atmel提供了豐富的工具和資源，幫助工程師進(jìn)行LIN網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)發(fā)。Atmel Studio結(jié)合STK500和JTAG ICE MkII，是編程和調(diào)試AVR微控制器的強(qiáng)大工具。此外，Atmel還提供了LIN1.3 ANSI C軟件庫(kù)，以及來(lái)自Mentor Graphics、Vector Informatik等第三方供應(yīng)商的LIN2.0和LIN2.1協(xié)議棧。Warwick Control Technologies的NETGEN配置和自動(dòng)編碼器工具也為開(kāi)發(fā)提供了便利。

Atmel ATAK43001-V1開(kāi)發(fā)套件為工程師們提供了一個(gè)全面的平臺(tái)，用于開(kāi)發(fā)和測(cè)試基于Atmel ATA664251的LIN設(shè)計(jì)。通過(guò)本文的介紹，相信工程師們對(duì)該套件有了更深入的了解，能夠更好地利用其功能進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。你在使用該套件的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。