探索 EMC1002/EMC1033/EMC1402 EVB：功能、使用與測試全解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，溫度傳感器的應(yīng)用廣泛且關(guān)鍵。SMSC 的 EMC1002/EMC1033/EMC1402 系列溫度傳感 IC 便是其中的佼佼者，而與之配套的 EVB（評估板）則為工程師們提供了一個(gè)便捷的評估和開發(fā)平臺。今天，我們就來深入了解一下這個(gè) EVB 的相關(guān)內(nèi)容。

文件下載：EVB-EMC1402.pdf

1. 產(chǎn)品概述

1.1 芯片特性

EMC1002/1402 是采用 8 引腳 MSOP 封裝的 SMBus 溫度傳感 IC，具備 1 個(gè)內(nèi)部傳感器和 1 個(gè)外部傳感器。它擁有 2 個(gè) Alert/Therm2 和 Addr/Therm 輸出，可在溫度超過編程限制時(shí)發(fā)出信號。同時(shí)，其電阻誤差校正（R.E.C.）功能能消除串聯(lián)電阻的影響，為微處理器、FPGA 和圖形芯片等提供更精確的溫度讀數(shù)。

EMC1033 除了具備上述特性外，還支持“反并聯(lián)二極管”（APD）功能，允許將兩個(gè)二極管以相反極性連接到其 DP/DN 輸入。

1.2 評估板功能

EVB - EMC1002、EVB - EMC1033 和 EVB - EMC1402 是基于 USB 的評估平臺，用于評估 EMC1002/1033/1402 芯片。評估板的 CD 中包含了評估板清單、物料清單、原理圖、跳線設(shè)置和連接器列表、芯片數(shù)據(jù)手冊、寄存器管理器應(yīng)用程序等相關(guān)文檔。

2. 開始使用

2.1 系統(tǒng)要求

要使用 EVB，需要一臺運(yùn)行 Windows 2000 或 XP 的 PC，顯示分辨率至少為 800x600，并且有可用的 USB 端口。

2.2 功能特點(diǎn)

• Windows 寄存器管理器應(yīng)用程序：可查看和更改寄存器值，還能繪制溫度歷史曲線。
• USB 通信：實(shí)現(xiàn)與評估板的通信。
• 電阻誤差校正演示：可展示 R.E.C. 功能。
• LED 指示：用于 Alert/Therm2 和 Addr/Therm 指示以及 USB 橋活動指示。
• 低成本風(fēng)扇控制：由 Alert/Therm2 和 Addr/Therm 輸出驅(qū)動。

  2.3 安裝步驟

  1. 運(yùn)行 RegMan 發(fā)行 CD 中的 Setup.exe，在 PC 上安裝 RegMan 應(yīng)用程序和設(shè)備驅(qū)動。
  2. 將 USB 電纜連接到 PC 的可用 USB 端口，并將“mini - B”端插入 EVB 連接器 P6。此時(shí)，+3.3V、Bridge ACT、Alert/Therm2 和 Addr/Therm LEDs 應(yīng)亮起。連接后，“查找新硬件”向?qū)棾?，按?readme.txt 文件中的說明完成驅(qū)動安裝。
  3. 從 Windows 開始菜單的 SMSC 文件夾中選擇寄存器管理器應(yīng)用程序啟動 EVB 軟件。EVB 將初始化，寄存器管理器幫助屏幕將顯示。運(yùn)行時(shí)，USBAct LED 應(yīng)閃爍。

3. 電路描述

3.1 整體功能

EMC1002 EVB 可演示 EMC1002/1033/1402 的功能，查看和修改寄存器。板上包含 LED 指示燈和測試點(diǎn)，用于顯示狀態(tài)信息，風(fēng)扇驅(qū)動電路可根據(jù)可編程溫度限制將 5V 風(fēng)扇線性驅(qū)動到 3 種不同速度。

3.2 主要模塊

• EMC1002/1033/1402 芯片：通過 SMBus 通信，Alert/Therm2 和 Addr/Therm 輸出可在溫度超過編程限制時(shí)發(fā)出信號。
• USB 到 SMBus 橋：基于 8051 微控制器，集成了 USB 和 SMBus 接口以及內(nèi)部閃存和 RAM。固件在制造時(shí)加載，提供 SMBus 和 USB 驅(qū)動之間的接口，電源由 USB 接口提供。
• 遠(yuǎn)程二極管與電阻誤差校正：EVB 上可安裝兩個(gè)二極管連接的 2N3904 晶體管（Remote1 和 Remote2），Remote2 僅用于 EMC1033 EVB，可通過移除 JP1 上的跳線禁用。Remote1 二極管 DN 信號路徑有一個(gè)串聯(lián)電阻，用于演示 R.E.C. 功能，可通過在 JP1 上安裝跳線有效移除該電阻。
• 電源：演示板從 USB 端口獲取 +5V 電源，橋接微控制器的內(nèi)部穩(wěn)壓器為 EMC1002/1033/1402 和其他電路提供 +3.3V 電源。
• 風(fēng)扇驅(qū)動電路：線性驅(qū)動 5V、2 線風(fēng)扇，可實(shí)現(xiàn) 0、2.4 和 4.1V 三種不同的驅(qū)動電壓。通過改變 R3、R4 和 R6 的電阻值可實(shí)現(xiàn)其他風(fēng)扇驅(qū)動電壓組合。
• 系統(tǒng)中斷與 LED：Alert/Therm2 和 Therm 輸出各有一個(gè)雙色 LED，用于指示正常（綠色）和警報(bào)（紅色）狀態(tài)。Alert/Therm2 線還連接到 USB 橋，向 RegMan 應(yīng)用程序提供警報(bào)狀態(tài)。

  3.3 其他功能

• 直接 SMBus 連接選項(xiàng)：可將外部 SMBus 主設(shè)備連接到 EMC1002 EVB，但需要對電路進(jìn)行一些修改，如切斷 PCB 底部 JP4 引腳 3 - 4、5 - 6 和 7 - 8 的 3 條走線，安裝 P1 或 JP4 提供 SMBus 連接器，可選擇移除零歐姆電阻 R31 以從外部電源供電。
• 測試點(diǎn)：提供 Alert/Therm2 輸出、Addr/Therm 輸出、接地、+3.3V 電源和 +5V_USB 電源的測試點(diǎn)。
• LED 指示燈：指示 Alert/Therm2、Addr/Therm、+3.3V、USB 活動和橋接活動的狀態(tài)。

4. 演示說明

4.1 寄存器管理器概述

寄存器管理器應(yīng)用程序（RegMan）初始顯示主幫助屏幕，可通過菜單欄選擇“幫助”或按下工具欄上的“?”按鈕隨時(shí)顯示幫助屏幕。RegMan 可讓用戶顯示溫度讀數(shù)、設(shè)置溫度限制以及讀寫配置寄存器值。

4.2 溫度歷史圖

通過菜單欄選擇“Plot -> Temperature History Plot”可打開溫度歷史圖窗口，該圖會持續(xù)更新溫度傳感器報(bào)告的溫度，有多種顯示選項(xiàng)，如選擇顯示哪些溫度（內(nèi)部、外部、僅 EMC1033 的外部 2）、是否顯示限制以及針對哪個(gè)溫度傳感器顯示。

4.3 溫度限制與輸出

高、低溫度限制以虛線顯示，初始值在 EMC1002.ini（或 EMC1033.ini）文件中設(shè)置，可在寄存器管理器中或通過在歷史圖上拖動線條進(jìn)行更改。當(dāng)溫度超過任何高溫或低溫限制時(shí)，Alert/Therm2 輸出將被置位；當(dāng)超過外部或本地 THERM 限制時(shí)，Addr/Therm 輸出將被置位。

Alert/Therm2 和 Addr/Therm 輸出在溫度超過編程限制時(shí)為低電平有效，可通過相關(guān)雙色 LED 或 PCB 上的測試點(diǎn)監(jiān)控其狀態(tài)。Alert/Therm2 輸出引腳可配置為 SMBus (Alert) 輸出或 Therm2 輸出，通過更改寄存器 0x09 的第 5 位為“0”可將其配置為 (Alert) 模式。

4.4 風(fēng)扇驅(qū)動

風(fēng)扇驅(qū)動利用 Alert/Therm2 和 Addr/Therm 輸出將 +5V 風(fēng)扇驅(qū)動到 3 種不同速度。通常，風(fēng)扇驅(qū)動處于關(guān)閉狀態(tài)。要以低速開啟風(fēng)扇，需將 Alert/Therm2 輸出置為低電平；要以高速開啟風(fēng)扇，需將 Addr/Therm 輸出置為低電平。

4.5 SMBus 警報(bào)協(xié)議（ARA）支持

當(dāng) Alert/Therm2 輸出被置位時(shí)，會生成 SMBus 警報(bào)中斷，寄存器管理器面板上的指示燈將變紅。按下“響應(yīng)”按鈕，RegMan 將向 EMC1002/1033/1402 發(fā)送 SMBus 警報(bào)地址，芯片將響應(yīng)其 SMBus 地址并顯示在 RegMan 界面上的文本框中。

4.6 電阻誤差校正（R.E.C.）

EMC1002/1033/1402 通常啟用 R.E.C. 功能，評估板使用特殊測試模式禁用 R.E.C. 以進(jìn)行演示。移除 JP1 引腳 1 - 2 上的跳線會插入一個(gè) 100 歐姆的串聯(lián)電阻，導(dǎo)致約 60°C 的溫度讀數(shù)誤差；重新安裝跳線，溫度將恢復(fù)正確讀數(shù)。通過向 R.E.C. 配置寄存器 0x53 輸入值 0x0c 啟用 R.E.C. 后，移除跳線時(shí)溫度將不再變化。

4.7 理想因子校正

理想因子可在理想因子寄存器 0x27 和 0x28（僅 EMC1033）中進(jìn)行調(diào)整，這些寄存器通常保持默認(rèn)值，增加或減少該值會相應(yīng)改變溫度讀數(shù)。

4.8 反并聯(lián)二極管（僅 EMC1033）

EMC1033 支持反并聯(lián)二極管（APD）配置，兩個(gè)二極管共享相同的 DP 和 DN 線但極性相反?？赏ㄟ^移除 JP1 引腳 3 - 4 和 5 - 6 上的一個(gè)或兩個(gè)跳線將 Remote2 二極管從電路中斷開。APD 功能在設(shè)備上電時(shí)通常啟用，可通過向配置寄存器 0x09 的第 0 位寫入“1”來禁用。

通過以上對 EMC1002/EMC1033/EMC1402 EVB 的詳細(xì)介紹，相信大家對其功能和使用方法有了更深入的了解。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們可以根據(jù)具體需求充分利用這些特性，開發(fā)出更優(yōu)秀的電子系統(tǒng)。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)交流分享。