探索Microchip EVB-LAN9252-DIGIO EtherCAT評(píng)估板：設(shè)計(jì)與應(yīng)用指南

在工業(yè)自動(dòng)化和實(shí)時(shí)通信領(lǐng)域，EtherCAT技術(shù)憑借其高速、高效和精確的特性，成為了眾多工程師的首選。Microchip的EVB-LAN9252-DIGIO EtherCAT評(píng)估板，為開發(fā)者提供了一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)，用于探索和實(shí)現(xiàn)基于EtherCAT的應(yīng)用。今天，我們就來(lái)深入了解一下這款評(píng)估板的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)、配置方法以及EEPROM編程過程。

文件下載：EVB-LAN9252-DIGIO.pdf

一、評(píng)估板概述

1.1 LAN9252芯片特性

LAN9252是一款2端口EtherCAT從站控制器，集成了雙以太網(wǎng)PHY，每個(gè)PHY包含一個(gè)全雙工100BASE-TX收發(fā)器，支持100Mbps的通信速率。同時(shí)，它還支持通過外部光纖收發(fā)器實(shí)現(xiàn)100BASE-FX通信。每個(gè)端口能夠接收EtherCAT幀，進(jìn)行幀檢查并轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)端口，同時(shí)生成接收幀的時(shí)間戳。其回環(huán)功能可以在端口無(wú)連接、不可用或環(huán)路閉合時(shí)，將幀轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)邏輯端口。

1.2 評(píng)估板功能

EVB-LAN9252-DIGIO評(píng)估板支持?jǐn)?shù)字I/O PDI接口和相應(yīng)的跳線配置，通過RJ45以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)100BASE-TX連接。它主要用于研究和開發(fā)，幫助工程師更好地理解和應(yīng)用LAN9252芯片。

二、評(píng)估板詳細(xì)配置

2.1 電源供應(yīng)

評(píng)估板的電源由一個(gè)+5V外部墻式適配器（TRIAD MAGNETICS，P/N: WSU050-3000）提供，通過板載的+3.3V穩(wěn)壓器為L(zhǎng)AN9252供電。LAN9252內(nèi)部還有一個(gè)+1.2V穩(wěn)壓器，為內(nèi)部核心邏輯供電。當(dāng)+3.3V輸出成功生成時(shí)，D1綠色LED會(huì)亮起。需要注意的是，SW1開關(guān)必須處于ON位置，才能使+5V為+3.3V穩(wěn)壓器供電。

2.2 復(fù)位操作

評(píng)估板有兩種復(fù)位方式：上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位。上電復(fù)位在首次給LAN9252供電或斷電后重新供電時(shí)發(fā)生，會(huì)復(fù)位LAN9252內(nèi)的所有電路。手動(dòng)復(fù)位可以通過按下復(fù)位開關(guān)SW2實(shí)現(xiàn)，當(dāng)LAN9252處于復(fù)位狀態(tài)時(shí)，復(fù)位LED D2會(huì)亮起（紅色）。為了保證穩(wěn)定性，從+3.3V輸出到復(fù)位釋放會(huì)有大約180ms的延遲。

2.3 時(shí)鐘源

評(píng)估板使用了一個(gè)來(lái)自Cardinal Components Inc.的25MHz、25ppm的外部晶體（P/N: CSM1Z-A5B2C5-40-25.0D18-F）作為時(shí)鐘源。

2.4 配置選項(xiàng)

2.4.1 芯片模式選擇

通過J4、J5、J7、J8等跳線來(lái)配置芯片模式，本評(píng)估板支持2端口模式（Chip mode 00），即Port 0 = PHY A，Port 1 = PHY B，此時(shí)需要將J4、J5、J7、J8拉低（2 - 3短接）。

2.4.2 EEPROM大小配置

J6和J9跳線用于確定支持的EEPROM大小范圍。低電平選擇1Kbits（128 x 8）到16Kbits（2K x 8）的24C16，高電平選擇32Kbits（4K x 8）到512Kbits（64K x 8）或4Mbits（512K x 8）的24C512。

2.4.3 銅纜和光纖模式選擇

評(píng)估板支持100BASE-TX（銅纜）和SFP 100BASE-FX（光纖）模式，默認(rèn)是銅纜模式。要切換到光纖模式，需要配置相應(yīng)的跳線和信號(hào)路由電阻。

2.4.4 LED指示燈

D3和D4 LED用于指示對(duì)應(yīng)端口的鏈路/活動(dòng)狀態(tài)，D5 LED用于顯示EtherCAT狀態(tài)機(jī)（ESM）的AL狀態(tài)。通過觀察這些LED的狀態(tài)，可以快速判斷評(píng)估板的工作情況。

2.4.5 數(shù)字I/O模式

評(píng)估板支持?jǐn)?shù)字輸入（DIG INPUT）、數(shù)字輸出（DIG OUTPUT）和雙向（DIG Bidirectional）三種模式。通過J10和J11跳線以及相關(guān)開關(guān)可以進(jìn)行模式選擇。

2.4.6 控制信號(hào)

所有控制信號(hào)可以通過J12接口進(jìn)行探測(cè)和控制，例如WD_STATE用于指示SyncManager看門狗狀態(tài)，LATCH_IN用于外部數(shù)據(jù)鎖存。

三、LAN9252 EEPROM編程

LAN9252通過讀取EEPROM中的跳線設(shè)置來(lái)配置自身的工作模式（SPI、6種HBI模式）。可以使用TwinCAT主工具對(duì)LAN9252 EEPROM進(jìn)行編程和驗(yàn)證，具體步驟如下：

1. 確保系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)屬性針對(duì)EtherCAT幀、以太網(wǎng)電纜連接和EtherCAT從站板進(jìn)行了正確配置。
2. 將相應(yīng)的ESI文件加載到“C:TwinCATIoEtherCAT”目錄中。
3. 打開TwinCAT系統(tǒng)管理器，刪除已有的設(shè)備。
4. 掃描EtherCAT從站設(shè)備。
5. 掃描完成后，選擇“Device 2 (EtherCAT)”，點(diǎn)擊“Online”選項(xiàng)卡，右鍵點(diǎn)擊LAN9252并選擇“EEPROM Update”。
6. 在彈出的“Write EEPROM”窗口中點(diǎn)擊“OK”，開始EEPROM編程。

四、總結(jié)

Microchip的EVB-LAN9252-DIGIO EtherCAT評(píng)估板為工程師提供了一個(gè)全面的平臺(tái)，用于開發(fā)和測(cè)試基于EtherCAT的應(yīng)用。通過深入了解評(píng)估板的電源、復(fù)位、時(shí)鐘、配置和EEPROM編程等方面的知識(shí)，工程師可以更好地利用這款評(píng)估板，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的工業(yè)自動(dòng)化解決方案。你在使用這款評(píng)估板的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。