ZHCUC00 May   2024

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   设计图像
  7. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
    3. 2.3 主要产品
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 硬件设计
    2. 3.2 软件设计
      1. 3.2.1 TMAG5170 SPI 帧
        1. 3.2.1.1 32 位帧中的串行数据
        2. 3.2.1.2 串行数据输出 32 位帧
      2. 3.2.2 TMAG5170 寄存器配置
      3. 3.2.3 SPI 和转换启动时序
      4. 3.2.4 线性位置计算
  10. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件
      1. 4.1.1 PCB 概述
      2. 4.1.2 MCU 接口连接器
    2. 4.2 测试设置
    3. 4.3 测试结果
      1. 4.3.1 磁体 Z 和 X 场测量
      2. 4.3.2 线性位置测量
      3. 4.3.3 SPI 信号测量
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 PCB 布局
        1. 5.1.3.1 布局图
        2. 5.1.3.2 布局指南
    2. 5.2 工具与软件
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5. 5.5 商标
  12. 6作者简介

硬件设计

由于与 TMAG5170 3D 霍尔效应传感器高度集成,因此原理图相当简单。图 3-1 显示了原理图。

TIDA-060045 四通道 TMAG5170 原理图图 3-1 四通道 TMAG5170 原理图

以下说明以 U7 TMAG5170 为例,并且如果未另作说明,则适用于其余的三个 TMAG5170

在靠近 VCC 和 GND 引脚的位置添加了一个 100nF 去耦电容器 C1。可额外添加一个可选的 1μF 电容器 C2 以防 3.3V 电源噪声更大,但未包含在本设计中。

TMAG5170 TEST 引脚(在 Altium 原理图符号中名为 VCCIO)需要连接到 GND。TMAG5170 nALERT 引脚是输入,用于同时触发全部四个 TMAG5170 模数转换器的启动。nALERT 引脚以菊花链形式从接头 J3-18 接出,从第一个 TMAG5170 (U7) 开始,通过 U10 和 U11 连接到最后一个 TMAG5170 (U8),从而实现更好的信号完整性。在接头 J3-18 处添加了串联线路端接电阻器选项 R5,并在 U8 处添加了带有 R9 和 C8(默认未组装)的远端并联交流端接选项,以进行测试和验证。SPI 信号 SCLK 和 SDO (MOSI) 也使用菊花链形式进行布线,使用串联线路端接电阻器和远端并联交流端接。对于 SPI 信号 SDI (MISO),四个 TMAG5170 的每个 SDO (MISO) 输出都有一个 33Ω 端接电阻器,例如 U7 的 R1。这些信号以星型拓扑进行路由,并且从每个 TMAG5170 的长度匹配到一个结点,在结点处,这些信号会进行组合并路由到接头 J3-1。从相应的接头 J3 路由的每个 TMAG5170 的 SPI 芯片选择信号 nC1、nC2、nC3 和 nC4,每个信号都有一个串联线路端接电阻器选项,例如 U7 的 R3。对于 SPI 信号完整性测试,添加了 GND 测试点 TP1 到 TP4。

有关 SPI 信号布局指南,请参阅第 5 章。

在最后的 PCB 上未组装测试点 TP1 至 TP5,以免干扰 TMAG5170 磁场测量。添加了一个绿色的 LED D1 来指示存在 3.3V 电源。

接头 J2-1 处的 3.3V 输入电源(容差为 +/10%)连接至全部四个 TMAG5170。为了实现附加的测试和验证选项,添加了 0Ω 电阻器 R4。如有需要,可以使用铁氧体磁珠取代 R4 以改善射频噪声抑制,或者移除 R4 以从 C2000 MCU LaunchPad 断开 3.3V 电源,并通过测试点 TP5 使用与工作台电源分离的独立 3.3V 电源。在本参考设计中,使用的是 C2000 MCU LaunchPad 提供的 3.3V 电源。