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[参考译文] TM4C1294NCPDT:基于 Tiva 的工业仪表的产品和应用创意

Guru**** 657930 points
Other Parts Discussed in Thread: CC3100, LM43602, LM5576
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/arm-based-microcontrollers-group/arm-based-microcontrollers/f/arm-based-microcontrollers-forum/592146/tm4c1294ncpdt-product-and-application-ideas-for-an-industrial-meter-based-on-tiva

器件型号:TM4C1294NCPDT
主题中讨论的其他器件:CC3100LM43602LM556-Q1LM5576

研究员,

我的一位同事设计了基于 TM4C129的"多用途"工业仪表、该仪表具有按钮、OLED 显示屏、电源、以太网和用于通用子板的插槽。

他创造了这种"只是因为他能做到"。 基本 FW 运行 TI-RTOS、并且有用于光电、继电器、RTC、ADC 的子板、此时我不确定还有什么其他子板。

我发誓这不是广告-他甚至不知道我在发布它、甚至不是商业产品。 只是想我把它放在这里、听听是否有人有建议、应用想法、意见和不是什么。

此致

布鲁诺

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    [引用 user="CB1_mobile "]开关输入-我建议使用(合理大小/功能)显示屏提供软件选择的电压输入:24、12、5V。   能够改变 V_Divider 的"底部 R"的 SPI I/O "扩展器"被证明是理想的。

    实际上、我更喜欢开关来返回(接地)。 这与电源电压无关。 此外、许多 IC 在 具有 SPI 接口的单个封装(从8个输入到24个输入、具体取决于制造商)中提供此开关接口。 他们提供了扫描逻辑、我详细介绍的逻辑也提供了湿性电流。 由于它们在内部进行扫描、因此在与电源持续连接的情况下、电流消耗会降低。 尚未有机会使用这些器项、但它们似乎是一种用于开关输入的紧凑型解决方案。

    Robert

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    我将浏览 Robert 的项目热门列表、并尽可能多地做出响应。 我还将在该回复中发送电流电源原理图的 PDF。

    Bob

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    附件是该模块电源图的 PDF。 LDO 可轻松提供+12V、但会限制单元的输入范围。 我不记得5V 开关的输入范围、但可以查看它是否仍是 TI SIMPLE SWITCHER 设计中的开关设计。 5V 开关似乎运行良好、但-12V 存在我尚未解决的问题。 12V 需要最小负载、但尚未被任何 I/O 卡使用。 我有最后一个 GPIO 可用于启用-12V、但如果有人在电源上没有卡/负载的情况下启动设备、这似乎并不是一个可靠的解决方案。 我曾将 LTC3265FE 视为可能的解决方案、但它总共只能提供大约40mA 的电流。 一般来说、我认为+/-12V 或15V 将用于为某些模拟类型卡所需的双极运算放大器供电。 到目前为止、我还没有找到一个干净的解决方案、能够适应提供+/-12V 电压的有限空间。 请注意、除了四个 I/O 插槽外、+12V 还为 OLED 供电。 不知道 I/O 卡的所有要求也会使事情复杂化。

    e2e.ti.com/.../52101_2D00_101_2D00_REV_2D00_A.pdf

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    我在 SIMPLE SWITCHER 设计存档中找到了我的电源设计。 LM43602将5V 开关输入范围限制为32V。 我通常希望器件在18V-24V 范围内运行。 不过、如果它能够运行在更高的48V 范围内、那会更好、但这会使很多东西复杂化、并且成本很可能会更高。 一般来说、对于3.3V 解决方案、我对 LM43602和 LD1086非常满意。 /- 12V 电源是电源设计的一个困难部分、但我不是 EE。 12V OLED 电流范围约为20-50mA、具体取决于亮起的像素数。

    是的、电路板上已经有一个内部 SD 卡插槽。 USB 2.0具有针对主机和器件支持的 OTG 支持、并且通过 TPS2051BDBVR 器件提供5V 电源。 我还没有使用过 TI USB 库、也没有尝试过与 TI-RTOS 集成的 USB 库。 我已经使用 TI 提供的简单 Rx/TX Packet Blaster 测试应用测试了以太网。 它目前正在通过 DHCP 获取其 IP 地址、使用 TI-RTOS 和 NDK 组件似乎可以正常工作。

    Bob
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    看看 HV 部件、我之前说过、我曾将这些部件用于48V 电池。

    Robert
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    我最初看了一下现成的产品、但我可以在这里找到一家精密金属制造工厂、并进行了定制。 外壳和 PCB 均采用 CAD 文件进行3D 建模和制造。 如果我能够达到小规模生产水平、我可以以低成本获得钣金。
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    我不确定这里要查看哪些部件以了解 HV。 最初、我刚刚使用了 SIMPLE SWITCHER 应用。
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    这应允许您选择 HV 部件

    www.ti.com/.../regulators.html

    我已经使用了2575HV、我看到了一个新的更高电压部件 LM556-Q1

    Robert
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    只需点击 bobstarr.net/blog 即可访问博客网站、无需登录。 我有更多的图片和详细信息都专门用于此项目。 我已在博客条目中发布了您的评论热门列表、感谢您的宝贵意见和分享您的知识。 我不是 EE、而是 PCB 布局和软件团队。
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    LM5576看起来很有趣、但这只会解决我的5V 电压轨以进行 HV 操作。 它大于我的当前设计、不确定我是否能使其全部适应。 但我将记下该器件以供将来参考、并已将其添加到我的 SIMPLE SWITCHER 设计中。
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    [引用用户="Robert Adsett"]

    CB1_MOBILE
    开关输入-我建议使用(合理大小/功能)显示屏提供软件选择的电压输入:24、12、5V。   能够改变 V_Divider 的"底部 R"的 SPI I/O "扩展器"被证明是理想的。
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    目前、我在我制作的小信号 I/O 卡上使用的是 HCPL-181光耦合器。 LED 的阳极通过680R 电阻器变为5V。 当阴极被分流至接地时、它会触发光耦合器。 简单地说车库门开启器或类似的东西。  

    您是否有我可以查看的多 I/O 芯片的器件型号? 我在 其他电路板上使用了 ULN2803A 驱动器来驱动小灯和其他器件。 我想您对这些问题的担心是、地面返回全部流经 PMX42 PCB? 一般而言、这似乎不是一个好主意。 可能是连接器中的另一个引脚用于公共外部接地?

    Bob

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    [引用 USER="CB1_MOBILE "]

    Robert Adsett
    CB1_MOBILE
    开关输入-我建议使用(合理大小/功能)显示屏提供软件选择的电压输入:24、12、5V。   能够改变 V_Divider 的"底部 R"的 SPI I/O "扩展器"被证明是理想的。

    与我一样-我的描述旨在实现"各种 (开关) 输入电压电平"

    [/报价]

    我很确定我们所指的是不同的安排、因为在我描述的安排下、没有不同的电压电平可能或不可取。 开关连接到"输入"和"接地"。 当开关闭合时、它将输入对地短路。 当它打开时、输入为高电平。 在最简单的情况下、通过电流源将输入上拉为高电平。

    Robert

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    Bob、高电压范围的常用设计不会尝试从输入轨运行所有直流/直流。 相反、您会从输入生成+15 (或可能同时生成+/-15V)、然后从+/-15V 生成所有其他内容。 这意味着后续直流/直流转换器无需设计用于宽范围或大压降。 这通常会使其余的直流/直流转换器更高效、更简单、在某些情况下、您甚至不需要具有稳压直流/直流转换器、这可能会更有帮助。

    Robert
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    正如您刚才所述、我(可能)同意"不可能"使用不同的(开关控制)电压电平。   然而,我会一直质疑这种"灵活性"的"缺乏可取性"。

    同样、改变分压器"电阻器"(连接或选择性地-切换至接地)电阻值的能力使得"开关输入电压灵活性"成为可能。

    这种"灵活性"的价值可能在我们(发展/早期阶段)的市场中比您服务的市场中更值得注意。

    适应这种(多客户)"交换机输入灵活性请求"会迫使我们付出额外的成本/努力-我们"招待"仅作为客户"认可并奖励" 这增加了(因此需要)灵活性...

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    [引用 USER="CB1_MOBILE "]您更喜欢什么"继电器"输出(线圈)电流? [/报价]

    注意:继电器驱动器、而非继电器

    [引用 USER="CB1_MOBILE "]是否曾考虑过功率 FET (有源灌电流)?  [/报价]

    这将是我的首选解决方案。 能够对线圈进行 PWM 可能会有一些优势(一个 PWM 即可满足所有需求)。 它允许单独的拉入和保持电压。

    [报价 USER="CB1_MOBILE "] (更可靠-继电器更换?)[/QUERPLET]

    我认为我不会使用继电器来驱动继电器。

    Robert

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    最初、我是朝这个方向开始、单个12V 开关为其他稳压器等馈送电压。 12V 电压轨始终是令人痛苦的部分。 我不确定5V 或3V 电压轨需要提供多少电流。

    目前、我在每个插槽上都有 MCP1700T、可提供高达200mA 的电流、这些电流都来自为插槽供电的5V 电源轨。

    也许我应该将输入电压设置为12V@3A 开关、然后再将另一个设置为5V@2A 开关。 保持用于 CPU 和插槽稳压器的3.3V LDO、所有 LDO 也都由5V 电源轨供电。 然后、我仍有-12V 电压轨需要提供。

    Bob

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    [引用 USER="Robert Starr]LED 的阳极通过680R 电阻器变为5V。 当阴极被分流至接地时、它会触发光耦合器。[/quot]

    所描述的是什么必然会限制光耦输入电压、这是不是吗?    我的文章谈到"提高灵活性"----你的选择----如所述----是无法提供的。  (当输入电压高于5V 时、可能会超过光耦合器的反向电压规格...)

    [报价用户="Robert Starr"]您是否有多 I/O 芯片的器件型号[/报价]

    相信 Robert 和我都更喜欢 SPI 而不是 I2C。   由于目标是"增加 IO"(而不是侵入"特殊功能/功能" MCU IO)、因此我的公司将始终采用16位 IO 扩展器-这些扩展器可从许多供应商处获得。

    在我们的应用中、我们强制每个"开关、外部、数字输入"通过可编程分压器"、该分压器可适应各种输入电压。   (在其他帖子中-此主题-提供了更多详细信息)

    ULN 器件是"旧学校"-我们过去使用它们来开发"Neon-Planar 燃气排放"显示-数字和线性及独特的圆形条形图-所有这些都令人惊叹。   Sperry、Burroughs 和 iirc 甚至是一家"Allegro 前任"公司-都生产出了这些独特的气体排放(一次难以忘怀)[Liquid Fire]显示屏。

    我的接地问题主要针对 ADC -甚至可能涉及专用器件-而不是 MCU 中的专用器件。   (我们的设计/开发目标不同...)

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    [引用 user="Robert Starr"]然后、我仍有-12V 电压轨需要提供。

    我记得、SS 软件允许设计同相或反相配置。 不过、已经有一段时间了。 如果所需电流相对较低、则将12V 转换为12V 的现成直流/直流转换器可能是您最简单的解决方案。

    您提到了最低功耗要求。 通常的解决方案是通过-12V 电阻器/LED 将其耗散、或添加并联电阻器以提供该负载。

    Robert

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    [引用 user="Robert Starr"]您是否有我可以查看的多 I/O 芯片的器件型号?

    Bob 进行常规 SPI 扩展我对输入使用74XX589、对输出使用74XX595。  XX 通常为 HC 或 HCT。 良好的可菊花链通用 I/O

    我还找到 了我想到的其中一个开关输入 IC 的参考

    来自 NXP 的 MC33972。 NXP 似乎购买了生产此产品的特定摩托罗拉部门。

    通过光电元件使用此器件的一个好处是、如果您不需要相互隔离开关、那么隔离整个器件只是需要隔离 SPI 线路 (IIRC 该芯片还提供片上 LDO、因此、如果您可以为芯片提供适当的更高电压电源、那么您只需使用数字隔离器等器件进行隔离即可。

    Robert

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    [引用用户="Robert Adsett"]

    CB1_MOBILE
    是否考虑过功率 FET (有源灌电流)?  

    这将是我的首选解决方案。 能够对线圈进行 PWM 可能会有一些优势(一个 PWM 即可满足所有需求)。 它允许单独的拉入和保持电压。

    [/报价]

    注意:虽然这是我的首选、但电流板实际上使用 PFETS 并切换+24V。 您可以获得"智能"P FET、这些 FET 具有针对此类使用的内置限制。

    Robert

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    [引用 USER="CB1_MOBILE "]有多少电流环路输出?   这些电流可能来自"配备 MCU 的10-12位 DAC、由合适的放大器进行缓冲。

    对于我们的使用、2个输出是溢出。 YMMV。 我们使用了 PWM 信号。 通过数字隔离器对其进行运行、并在另一侧对其进行滤波。 足够满足我们的需求

    [引述 USER="CB1_MOBILE "]对于该"隔离式接口"-尤其是针对 A/D 的问题-我的理解是否正确:A/D 是独立(非常干净)(+)供电的-并且 A/D GND 与(其他/仪器) GND 是分离的?[/QUote

    与微控制器共享、但不与其他 I/O 共享

    [报价 USER="CB1_MOBILE "]如果直流电源供电-不会(不是)单独的锂离子充电器-或者一个内部(存在交流线路电压时处于活动状态)-那么这是合理的?[/报价]

    不适合很多市场。 工业和非公路用电动汽车不会使用它。 电信也是如此。 后两者都已使用高容量电池、添加小型锂电池只是增加了维护和初始成本问题。 通常,在工业环境 IME 中使用它的原因不多,但如果在远程位置,则更有可能在那里找到原因,否则不进行备份。

    Robert

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    [引用 USER="CB1_MOBILE "] OMG -一个"Robert "还不够吗? [/报价]

    不、在我的一个工作地点、有一名 Rob、一名 Bob 和两名 Roberts、占员工总数的2/3。

    Robert

    但没有史密斯

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    当上述团伙聚集起来进行"电话会议",而远程方被迫采用"语音识别",以便(适当)识别参与者时,这种情况一定是一种(真实)喜悦。   对于"额外信贷"-如果4 (近)罗伯茨= 2/3 X、则 X = 6。

    如果能了解穷人的"工作日/月-持续时间"、则会很感兴趣、因为他们会被收取接通来电的费用。    如果您提供她/他的姓名(非 Rob)和"医院/机构"的邮寄地址-公司/我将"送鲜花"-当然签名为"来自 Rob!"