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[参考译文] F28M36P63C2:F28M36P63C2:IO 线路未按预期运行

Guru**** 2387490 points
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/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/980175/f28m36p63c2-f28m36p63c2-io-lines-operating-not-operating-as-expected

器件型号:F28M36P63C2

您好!

我正在尝试使用 F28M36P6364的 GPIO12、13和14读取外部外设上的逻辑低电平条件。 这些引脚上没有衰减、但我使用的是外部5K 上拉电阻、所有这些线路上都有1500pF 的滤波电容。 在示波器上、我在这些线路上看到~220KHz 噪声、这很难滤除。 当我连接一个示波器探头,特别是一个输入阻抗为250K 欧姆的差分探头(我的电路相对于接地悬空) 时,探头加载电路,目标线路下降到接近逻辑低电平。 我在多个电路板上看到此问题、固件错误地将这些引脚检测为逻辑低电平。 目标外设引脚具有3mA 的灌电流。  

我想知道我是否正确驱动这些引脚,为了获得强大的驱动强度,需要灌入这些引脚的最小电流是多少。 为什么这些引脚如此容易受到噪声的影响。 我可以采取哪些步骤来提高这些线路的抗噪性并过滤该噪声。

谢谢  

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    Jagbir、

    根据您提到的另一个问题、我认为可以假设您已经在使用 GPIO 输入限定符。

    尽管以另一个器件为中心、但我碰巧喜欢这篇文章描述输入限定符的方式。  https://e2e.ti.com/blogs_/b/industrial_strength/archive/2018/05/22/qualification-on-a-noisy-input-signal 

    请注意、如果信号以理想频率振荡、则可能会与输入限定器频率混叠、并且仍然转换为低/高电平。

    愚蠢的问题、但如果您在示波器上看不到220kHz 信号、您如何知道该信号?

    [引用 USER="Jagbir Singh"]我想知道我是否正确驱动这些引脚、为了获得强大的驱动强度、需要灌入这些引脚的最小电流是多少[/引用]

    我通常将其视为 VIL。 或达到低电平输入所需的电压。 但是、将引脚拉至低电平所需的电流量指定为 IIL。 这两个值均可在数据表的"电气特性"下找到: https://www.ti.com/lit/gpn/f28m36p63c2 

    此外、任何 GPIO 易受噪声影响、如果电压上下波动、则可以读取它。 我认为最好尝试找出噪声的来源、然后尝试解决噪声耦合到这些信号的原因。

    此致、
    Cody  

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    我可以在这些 GPIO 线路上的示波器上看到220KHz 噪声信号。 该噪声也出现在3.3、1.8和1.2电源引脚上。 此外、输入阻抗小于1兆欧姆的示波器探头在测量期间往往会加载 GPIO 线路。 外部5k 上拉和1500pf 滤波电容有助于降低噪声、但不能完全消除噪声。 问题在于这些特定的 GPIO 引脚为何如此容易受到噪声的影响、甚至是对 O-scope 探针附件的影响。 如果上拉电阻器更强、则为2k、与 GPIO 附近的衰减相结合、则会帮助解决问题。 GPIO 7-9驱动50kHz PWM、因为它们位于同一通道/芯片上、您是否认为存在接地反弹、Vcc 反弹类型噪声的可能性。

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    Jagbir、

    该器件没有任何内部缺陷、因此这些引脚容易受到我知道的噪声的影响。

    此类噪声通常是电路板布局问题、因此我建议查看这些布线的布线方式以及布线位置附近的接地参考质量。 接地回路越长、它们就越容易受到噪声的影响。 我不能评论这个问题是否具体是接地反弹、但这可能是您看到噪声的地方数量。

    想一想1500pF 电容器如何提供帮助... 嗯、我假设它是一个 PCB 布线中电阻为几欧姆的低通滤波器。 当然、这意味着截止频率远高于220kHz、不会产生巨大影响。

    此致、
    Cody  

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    这些 GPIO 的最小上拉值是多少。 我们是否可以低于2.2K

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    Jagbir、

    只要这些引脚被用作输入、您就不能限制上拉的大小。 请注意、除非您的驱动器是漏极开路、否则我认为这有助于提高信号质量的可能性很小。

    如果将该引脚用作输出、则必须确保不会超出数据表中指定的电流限制。 请注意、使用更强的拉电阻器可能会影响压摆率、最终影响 GPIO 可以实现的 Vout。

    此致、
    Cody

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    我将这些 GPIO 配置为输入。 这些 GPIO 连接到漏极开路驱动器的漏极。 如何使用不同的上拉值计算压摆率。

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    Jagbir、

    这取决于您的驱动器件。 我建议您查看它的数据表。

    此致、
    Cody  

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    我正在监视驾驶员针脚(MAX14890E)是否变为低电平,但驾驶员 的输出低电压(电压)电平为0.4V。 如您所知  、在 3V3电源下、F28M36P 的电压为1.1V。 如何降低 MCU 的逻辑阈值、使其不会错误地检测驱动器的逻辑低电平。

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    Jagbir、

    VOL 通常指定为逻辑低电平可输出的最大电压。 您的驱动器引脚规格告诉您期望值小于0.4V。

    虽然在这种情况下驱动程序的音量确实很重要,但 F28M36初 虚拟的音量却不重要。 Vol 只是一个指示逻辑低电平的输出电平的规格、您不会将这些引脚用作输出 、因此与 F28M36P 无关。 请看 Vil,即 VDDIO*0.3。 这意味着您可以将任何电压低于0.99V、并且器件的电压看起来会为0。

    由于您的驱动器规格小于 F28M36P 的输入引脚规格、因此您应该可以正常工作。 另请注意、对于 F28M36P、VIL 和 VOL 是器件特性、不可编程或调节。

    此致、
    Cody  

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    当负载打开时、我会在 VDDIO3V3、VDDIO1V8和 VDDIO1V2引脚上看到瞬态噪声。 VDDIO 噪声如何对这些 GPIO 测量产生不利影响。

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    Jagbir、

    数据表指定了最小和最大工作电压、您的噪声似乎超出了这些范围。 如果您保留建议的工作条件、我们无法保证数据表中列出的其他规格。 尤其是在这种情况下、器件寿命和敏感外设可能会受到影响。  

    与 HRPWM 或模拟电路相比、我个人认为 GPIO 对于这种噪声的抗扰度要高得多、但是这个问题应该得到解决。

    您应该检查 PCB 布局。

    1. 器件附近是否有去耦电容器?
    2. 此噪声是从何处拾取的?
    3. 是否有任何500kHz 信号可以耦合?
      1. 这些信号如何与电源平面分离?
      2. 接地平面?
    4. 接地回路是否短且干净?

    假设您认为此 PCB 设计良好而不是微不足道、那么您可以调查此特定电路板的问题。

    1. 您能否探测另一个 PCB 组件、是否可以看到该电源轨噪声?
    2. 您是否已确认使用 X 射线时焊料连接良好? 也许这个 F28M36单元有一些缺失或边缘接地焊接连接。
    3. 使用已知良好的 F28M36瓶胚进行 A/B 换用、然后这可能指示此设备是否出现故障。 如果问题仍然存在、则很可能是装配体问题或其他因素继承了设计敏感性、但请注意、上面的第2号问题也可以通过预制 A/B 切换来解决。

    此致、
    Cody