ZHCSX18B September   2024  – October 2025 TIOL221

PRODMIX  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 引脚配置和功能
  6. 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 ESD 等级 - IEC 规范
    4. 5.4 建议运行条件
    5. 5.5 热性能信息
    6. 5.6 电气特性
    7. 5.7 开关特性
    8. 5.8 典型特性
  7. 参数测量信息
  8. 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1  唤醒检测
      2. 7.3.2  电流限制配置
        1. 7.3.2.1 引脚模式下的电流限制配置
        2. 7.3.2.2 SPI 模式下的电流限制配置
      3. 7.3.3  CQ 电流故障检测、指示和自动恢复
      4. 7.3.4  DO 电流故障检测、指示和自动恢复
      5. 7.3.5  CQ 和 DI 接收器
      6. 7.3.6  故障报告
        1. 7.3.6.1 热警告、热关断
      7. 7.3.7  集成的电压稳压器 (LDO)
      8. 7.3.8  反极性保护
      9. 7.3.9  集成浪涌保护和瞬态波形容差
      10. 7.3.10 欠压闭锁 (UVLO)
      11. 7.3.11 中断功能
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 CQ 和 DO 跟踪模式
    5. 7.5 SPI 编程
  9. 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
        1. 8.2.2.1 驱动容性负载
        2. 8.2.2.2 驱动感性负载
      3. 8.2.3 应用曲线
    3. 8.3 电源相关建议
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
  10. TIOL221 寄存器
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 文档支持
      1. 10.1.1 相关文档
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 支持资源
    4. 10.4 商标
    5. 10.5 静电放电警告
    6. 10.6 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息
    1. 12.1 机械数据

TIOL221 寄存器

表 9-1 列出了 TIOL221 寄存器的存储器映射寄存器。表 9-1 中未列出的所有寄存器偏移地址都应视为保留的位置,并且不得修改寄存器内容。

表 9-1 TIOL221 寄存器
地址首字母缩写词寄存器名称部分
0hINT中断转到
1h状态状态转到
2hDEVICE_CONFIG器件配置转到
3hCQ_CURLIMCQ 驱动器电流限制转到
4hCQ_CONFIGCQ 配置转到
5hDIO_CONFIGDIO 配置转到
6hDO_CURLIMDO 驱动器电流限制转到
7hDEVICE_ID器件 ID转到
8hINT_MASK中断屏蔽转到
9hRESET_CONFIG复位引脚配置寄存器转到

复杂的位访问类型经过编码可适应小型表单元。表 9-2 展示了适用于此部分中访问类型的代码。

表 9-2 TIOL221 访问类型代码
访问类型代码说明
读取类型
RR读取
RCR
C
读取
以清除
写入类型
WW写入
复位或默认值
-n复位后的值或默认值

9.1 INT 寄存器(地址 = 0h)[复位 = 00h]

图 9-1 显示了 INT,表 9-3 对其进行了介绍。

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中断寄存器反映各种故障条件的当前状态。清除故障后,不会自动清除中断寄存器。如果故障条件不再存在,则在读取时清除寄存器

图 9-1 INT 寄存器
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TSD_INTWU_INTDO_FAULT_INTCQ_FAULT_INTLPW_INTRESERVEDUV_V5_INTTEMP_WARN
RC-0bRC-0bRC-0bRC-0bRC-0bR-0bRC-0bRC-0b
表 9-3 INT 寄存器字段说明
字段类型复位说明
7TSD_INTRC0b热关断中断位。清除故障后,不会自动清除此位。如果故障不再存在,则在读取时清除该位
  • 0b = 器件处于热关断状态
  • 1b = 器件进入热关断状态
6WU_INTRC0b当在 CQ 上检测到 IO-Link 唤醒条件时会设置此位。
  • 0b = 未检测到唤醒
  • 1b = 检测到唤醒
5DO_FAULT_INTRC0b当发生 DO 驱动器故障(过流或热故障)时会设置该位
  • 0b = DO 驱动器上无故障
  • 1b =发生了 DO 驱动器故障
4CQ_FAULT_INTRC0b当发生 CQ 驱动器故障(过流或热故障)时会设置该位
  • 0b = CQ 驱动器上无故障
  • 1b =发生了 CQ 驱动器故障
3LPW_INTRC0b当 LP 低于警告阈值时会设置该位
  • 0b = LP 高于警告阈值
  • 1b = LP 已降至警告阈值以下
2RESERVEDR0b保留
1UV_V5_INTRC0bV5IN 电源输入端发生欠压(仅当 VSEL 引脚悬空且 V5IN 是 LDO 输入时有效)
  • 0b = V5IN 上无 UV 故障
  • 1b = V5IN 上的 UV 故障
0TEMP_WARNRC0b热警告中断
  • 0b = 无热警告
  • 1b =达到热警告限值

9.2 STATUS 寄存器(地址 = 1h)[复位 = 00h]

图 9-2 显示了状态,在表 9-4 中对此进行了介绍。

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状态寄存器反映各种故障情况的当前状态。这些寄存器是只读的,并在清除故障后自动清除。注意:软复位不会复位 STATUS 寄存器位,因为这些位反映了故障的当前状态。在读取 STATUS 寄存器时读取 MSB 字节,因为 POR 恢复位在 LSB 字节传输到数据输出时清除

图 9-2 STATUS 寄存器
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POR_RECOVERYTSDDI_LEVELDO_FAULTCQ_FAULTUV_V5CQ_RX_LEVELTEMP_WARN
RC-0bR-0bR-0bR-0bR-0bR-0bR-0bR-0b
表 9-4 状态寄存器字段说明
字段类型复位说明
7POR_RECOVERYRC0b当器件从 POR 事件中恢复时,设置此位。读取时该位被清除
  • 0b = 器件正常运行
  • 1b =器件已从 POR 事件中恢复
6TSDR0b该位反映了热关断的状态。当温度低于热关断阈值时,自动清除该位
  • 0b = 无热关断
  • 1b = 器件处于热关断状态
5DI_LEVELR0b当 DI 电压为逻辑高电平时设置此位,当 DI 电压为逻辑低电平时清除此位。注意:如果 DI_DIS 位设置为 1,则此位无效。
  • 0b = 0x0
  • 1b = 0x1
4DO_FAULTR0b该位显示 DO 驱动故障状态
  • 0b = DO 引脚无故障
  • 1b = DO 引脚处存在故障
3CQ_FAULTR0b该位显示 CQ 驱动器的故障状态
  • 0b = CQ 引脚无故障
  • 1b = CQ 引脚处存在故障
2UV_V5R0b该位显示 V5IN 引脚上的 UV 条件状态
  • 0b = V5IN 电压高于 UVLO 阈值
  • 1b = V5IN 低于 UVLO 阈值
1CQ_RX_LEVELR0b当 CQ 电压为逻辑高电平时设置此位,当 CQ 电压为逻辑低电平时清除此位。注意:如果 CQ_RX_DIS 位设置为 1,则此位无效。
  • 0b = 0x0
  • 1b = 0x1
0TEMP_WARNR0b显示器件温度高于或低于温度警告阈值
  • 0b = 无温警告
  • 1b =器件温度高于警告阈值

9.3 DEVICE_CONFIG 寄存器(地址 = 2h)[复位 = 00h]

图 9-3 展示了 DEVICE_CONFIG,表 9-5 中对此进行了介绍。

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器件级配置寄存器

图 9-3 DEVICE_CONFIG 寄存器
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SOFT_RESETWU_DISDO_CQ_TRACKIOLINK_5MA_PDDI_RX_FILTERCQ_RX_FILTERT_UVLOINT_TOG
R/W-0bR/W-0bR/W-0bR/W-0bR/W-0bR/W-0bR/W-0bR/W-0b
表 9-5 DEVICE_CONFIG 寄存器字段说明
字段类型复位说明
7SOFT_RESETR/W0b将所有寄存器复位为默认值。
注意:根据相应的故障状态,仍会设置状态和中断位。
  • 0b = 无复位
  • 1b = 器件配置的 1b 接口
6WU_DISR/W0b
  • 0b = CQ 可以识别唤醒脉冲
  • 1b = CQ 忽略唤醒脉冲
5DO_CQ_TRACKR/W0b如果设置了该位,DO 和 CQ 驱动器会根据 TX 输入和 CQ_CONFIG 设置同步工作。
  • 0b = DO 和 CQ 驱动器是独立的
  • 1b = DO 和 CQ 驱动器作为 TX 输入的函数进行跟踪
3DI_RX_FILTERR/W0b打开或关闭 DI 线路上的 RX 干扰滤波器
  • 0b = 禁用 DI 干扰滤波器
  • 1b = 启用 DI 干扰滤波器
2CQ_RX_FILTERR/W0b打开或关闭 CQ 线路上的 RX 干扰滤波器
  • 0b =禁用 CQ RX 干扰滤波器
  • 1b =启用 CQ RX 干扰滤波器
1T_UVLOR/W0b从 LP UVLO 恢复后,CQ,DO 重新启用延迟 t (UVLO)
  • 0b = 0.5ms (典型值)
  • 1b = 30ms (典型值)
0INT_TOGR/W0b启用中断引脚切换
  • 0b = 中断引脚设置为有效的低电平
  • 1b =中断引脚设置为切换 200us 周期和 50% 工作周期

9.4 CQ_CURLIM 寄存器(地址 = 3h)[复位 = 20h]

图 9-4 展示了 CQ_CURLIM,表 9-6 中对此进行了介绍。

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CQ 驱动器电流限制和自动重试配置

图 9-4 CQ_CURLIM 寄存器
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CQ_CUR_LIMCQ_BL_TIMECQ_RETRY_TIMECQ_AUTO_RETRY_EN
R/W-001bR/W-00bR/W-00bR/W-0b
表 9-6 CQ_CURLIM 寄存器字段说明
字段类型复位说明
7-5CQ_CUR_LIMR/W001b设置电流限值
  • 000b = 35 mA(最小)
  • 001b = 50 mA(最小)
  • 010b = 100 mA(最小)
  • 011b = 150 mA(最小)
  • 100b = 200 mA(最小)
  • 101b = 250 mA(最小)
  • 110b = 300 mA(最小)
  • 111b = 500 mA(最小)
4-3CQ_BL_TIMER/W00b设置电流消隐时间
  • 00b = 200µs (典型值)
  • 01b = 500µs (典型值)
  • 10b = 5ms (典型值)
  • 11b = 0s(无消隐时间)
2-1CQ_RETRY_TIMER/W00b设置自动重试时间
  • 00b = 50ms (典型值)
  • 01b = 100ms (典型值)
  • 10b = 200ms (典型值)
  • 11b = 500ms (典型值)
0CQ_AUTO_RETRY_ENR/W0b启用自动重试。启用时,会在消隐时间后禁用驱动器,并在重试时间后重新启用驱动器。禁用自动重试时,驱动器会保持启用状态并仅在热关断后关闭。注意:当消隐时间配置为 2b11(无消隐时间)时,启用自动重试。
  • 0b = 禁用
  • 1b = 启用

9.5 CQ_CONFIG 寄存器(地址 = 4h)[复位 = 0Ch]

图 9-5 展示了 CQ_CONFIG,表 9-7 中对此进行了介绍。

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用于 PNP/NPN 模式和弱上拉/下拉的 CQ 配置寄存器

图 9-5 CQ_CONFIG 寄存器
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RESERVEDCQ_WEAK_PD_ENCQ_WEAK_PU_ENCQ_TX_MODECQ_QRX_DIS
R-0bR/W-0bR/W-0bR/W-11bR/W-0bR/W-0b
表 9-7 CQ_CONFIG 寄存器字段说明
字段类型复位说明
7-6RESERVEDR0b保留
5CQ_WEAK_PD_ENR/W0b当驱动器被禁用时,配置 CQ 上的弱下拉
  • 0b = 禁用弱下拉
  • 1b = 启用弱下拉
4CQ_WEAK_PU_ENR/W0b当驱动器被禁用时,配置 CQ 上的弱上拉
  • 0b = 禁用弱上拉
  • 1b = 启用弱上拉
3-2CQ_TX_MODER/W11b配置驱动器传输模式
  • 00b = PNP 模式
  • 01b = 推挽模式
  • 10b = NPN 模式
  • 11b =驱动器被禁用
1CQ_QR/W0bCQ 驱动器输出逻辑
  • 0b =当 EN1为低电平(或 CQ_DIS 为低电平时)时,CQ 处于高阻抗状态
  • 1b = CQ 驱动器在推挽或 PNP 模式输出逻辑高电平,在 NPN 模式下关断CQ 驱动器
0RX_DISR/W0b配置 CQ 线路的 RX
  • 0b = 启用 RX
  • 1b = 禁用 RX

9.6 DIO_CONFIG 寄存器(地址 = 5h)[复位 = 0Ch]

图 9-6 展示了 DIO_CONFIG,表 9-8 中对此进行了介绍。

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图 9-6 DIO_CONFIG 寄存器
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DI_WEAK_PD_ENDI_WEAK_PU_ENDO_WEAK_PD_ENDO_WEAK_PU_ENDO_MODEDO_QDI_DIS
R/W-0bR/W-0bR/W-0bR/W-0bR/W-11bR/W-0bR/W-0b
表 9-8 DIO_CONFIG 寄存器字段说明
字段类型复位说明
7DI_WEAK_PD_ENR/W0b配置 DI 的弱下拉
  • 0b = 禁用弱下拉
  • 1b = 启用弱下拉
6DI_WEAK_PU_ENR/W0b配置 DI 上的弱上拉
  • 0b = 禁用弱上拉
  • 1b = 启用弱上拉
5DO_WEAK_PD_ENR/W0b当驱动器被禁用时,配置 DO 上的弱下拉
  • 0b = 禁用弱下拉
  • 1b = 启用弱下拉
4DO_WEAK_PU_ENR/W0b当驱动器被禁用时,配置 DO 上的弱上拉
  • 0b = 禁用弱上拉
  • 1b = 启用弱上拉
3-2DO_MODER/W11b配置 DO 驱动器传输模式
  • 00b = PNP 模式
  • 01b = 推挽模式
  • 10b = NPN 模式
  • 11b =驱动器被禁用
1DO_QR/W0bDO 驱动器输出逻辑
  • 0b =当 EN2 为低电平(或 DO_DIS 为低电平时),DO 处于高阻抗状态
  • 1b = DO 驱动器在推挽或 PNP 模式输出逻辑高电平,在 NPN 模式下关断CQ 驱动器
0DI_DISR/W0b配置 DI 接收器
  • 0b = 启用 DI
  • 1b = 禁用 DI

9.7 DO_CURLIM 寄存器(地址 = 6h)[复位 = 20h]

图 9-7 展示了 DO_CURLIM,表 9-9 中对此进行了介绍。

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DO 驱动器电流限制和自动重试配置

图 9-7 DO_CURLIM 寄存器
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DO_CUR_LIMDO_BL_TIMEDO_RETRY_TIMEDO_RETRY_EN
R/W-001bR/W-00bR/W-00bR/W-0b
表 9-9 DO_CURLIM 寄存器字段说明
字段类型复位说明
7-5DO_CUR_LIMR/W001b设置电流限值
  • 000b = 35 mA(最小)
  • 001b = 50 mA(最小)
  • 010b = 100 mA(最小)
  • 011b = 150 mA(最小)
  • 100b = 200 mA(最小)
  • 101b = 250 mA(最小)
  • 110b = 300 mA(最小)
  • 111b = 500 mA(最小)
4-3DO_BL_TIMER/W00b设置电流消隐时间。注意:启用自动重试后,不要配置 0b11(无消隐时间)。
  • 00b = 200µs (典型值)
  • 01b = 500µs (典型值)
  • 10b = 5ms (典型值)
  • 11b = 0s(无消隐时间)
2-1DO_RETRY_TIMER/W00b设置自动重试时间。注意:当消隐时间配置为 2b11(无消隐时间)时,不要启用自动重试。
  • 00b = 50ms (典型值)
  • 01b = 100ms (典型值)
  • 10b = 200ms (典型值)
  • 11b = 500ms (典型值)
0DO_RETRY_ENR/W0b启用自动重试
  • 0b = 禁用
  • 1b = 启用

9.8 DEVICE_ID 寄存器(地址 = 7h)[复位 = 01h]

图 9-8 展示了 DEVICE_ID,表 9-10 中对此进行了介绍。

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图 9-8 DEVICE_ID 寄存器
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RESERVED修订 ID
R-0bR-001b
表 9-10 DEVICE_ID 寄存器字段说明
字段类型复位说明
7-3RESERVEDR0b保留
2-0修订 IDR001b指示器件修订版本号
  • 001b = 1st revision

9.9 INT_MASK 寄存器(地址 = 8h)[复位 = 00h]

图 9-9 展示了 INT_MASK,表 9-11 中对此进行了介绍。

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中断屏蔽寄存器。当屏蔽中断时,中断引脚不指示中断,但中断寄存器仍会更新以指示中断。

图 9-9 INT_MASK 寄存器
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TSD_INT_MASKWU_INT_MASKDO_FAULT_INT_MASKCQ_FAULT_INT_MASKLPW_INT_MASKRESERVEDUV_V5_INT_MASKTEMP_WARN_MASK
R/W-0bR/W-0bR/W-0bR/W-0bR/W-0bR-0bR/W-0bR/W-0b
表 9-11 INT_MASK 寄存器字段说明
字段类型复位说明
7TSD_INT_MASKR/W0b
  • 0b =中断激活
  • 1b = 中断已被屏蔽
6WU_INT_MASKR/W0b
  • 0b =中断激活
  • 1b = 中断已被屏蔽
5DO_FAULT_INT_MASKR/W0b
  • 0b =中断激活
  • 1b = 中断已被屏蔽
4CQ_FAULT_INT_MASKR/W0b
  • 0b =中断激活
  • 1b = 中断已被屏蔽
3LPW_INT_MASKR/W0b
  • 0b =中断激活
  • 1b = 中断已被屏蔽
2RESERVEDR0b保留
1UV_V5_INT_MASKR/W0b
  • 0b =中断激活
  • 1b = 中断已被屏蔽
0TEMP_WARN_MASKR/W0b
  • 0b =中断激活
  • 1b = 中断已被屏蔽

9.10 RESET_CONFIG 寄存器(地址 = 9h)[复位 = 00h]

图 9-10 展示了 RESET_CONFIG,表 9-12 中对此进行了介绍。

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配置 RESET 引脚的行为

图 9-10 RESET_CONFIG 寄存器
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RESET_SELRESET_POLRESERVED
R/W-00bR-0bR-0b
表 9-12 RESET_CONFIG 寄存器字段说明
字段类型复位说明
7-6RESET_SELR/W00b选择哪些事件会激活复位输出
  • 00b = UVLP 和 UVOUT
  • 01b = UVLP
  • 10b = UVOUT
  • 11b = 保留
5RESET_POLR0b在复位输出时,选择配置为低电平有效还是高电平有效
  • 0b =引脚输出低电平(低电平有效)
  • 1b =引脚输出高电平(高电平有效)
4-0RESERVEDR0b保留