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[参考译文] MSP430FR5994：12V PWM 导致温度传感器故障

admin
Guru**** 2378650 points
Other Parts Discussed in Thread: MSP430FR5994
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/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/1395846/msp430fr5994-12v-pwm-resulting-in-temperature-sensor-failure

器件型号：MSP430FR5994

工具与软件：

您好！  

我正在使用中 MSP430FR5994 来控制 A 使用 PWM 的12伏加热器 具体取决于从接收到的温度值 DS18B20传感器 供电 MSP430为5V。

我还连接了 N-MOSFET (IRLZ44N) 之间的差值 PWM (引脚1.3) 和 12V 电源 用于为加热器切换适当的电压。

从接收到的数据 温度传感器位于引脚7.0上。

在 12V 电源 角度  出错。 是的 在控制 PWM 的同时成功与温度传感器通信。

但是、只要 12V 电源 角度 提供中断 、 与温度传感器的通信停止工作。

请注意、当 PWM 的占空比为0%或100%(完全打开/关闭)时、通信正常、但中间的任何占空比均不处于状态。

尝试在 MSP430的5V 功率下使用去耦电容器 用于温度传感器、但运气差。

有什么建议吗？

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    无论何时切换高电流、都要格外小心、确保它们流向所需的方向。 检查所有电源和接地电路。

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    尊敬的 David：

    感谢您的答复。

    我已多次验证连接。

    NMOS：  

    • 栅极：PWM 引脚1.3
    • 排卸：加热器的接地引脚
    • 来源：接地、来自电源的-ve

    电源：

    • +ve：加热器+ve 端子
    • -ve：源极引脚 NMOS

    此连接是否正确？

    谢谢！

    Shoaib

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    MCU 与 FET 源极之间的连接并未列出。 当然,这是不可能的。 诀窍是正确执行该过程、使这些电流保持在应有的位置。 穿过电源安全接地连接进入路径会造成危害。

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    MCU 和 FET 的源极之间没有连接、因为我通过 MCU 使用 FET 的栅极进行开关 PWM。

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    MCU 引脚上的电压相对于其 VSS (接地)引脚。 它必须连接到 FET 的源极或栅极处于不确定的电压。

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    抱歉。 正如我先前提到的、FET 的源极有两个连接：

    1. MCU 的接地
    2. 从电源中选择-ve
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    TI__Guru**** 2378650 points
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    您好！

    能否把原理图上的相关元器件发送出去？ 我们可以清楚地进行研究。  

    此致、

    Cash Hao

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    我再次读取了原始问题、然后弹出了一个问题。 可能是由于描述令人困惑：

    Unknown 说：
    由 MSP430为5V。 [报价]

    由于 MSP430的最大 Vcc 为4.1V、建议的最大值为3.6V、这会是个问题。

    单线传感器不需要5V 电压、并且可以更少地运行、因此 MSP430 Vcc 可能在建议的范围内。

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    尊敬的 David：

    感谢您的建议。

    我也已尝试通过3.3V 引脚提供功率。 还尝试将温度传感器连接到另一个 MSP430并将其接地。

    仍然无法正常工作。

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    我建议您将 MCU 与加热器光隔离、并且它们之间没有电连接。 您可以购买这样做的 FET 驱动器、但这样做可能会大材小用。

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    如果没有一个详细和完整的原理图、我只是猜测。

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    您好！

    我上传了原理图、请看一下、如果有任何突出的地方、请告诉我。

    此致！

    Shoaib

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    这并不详细或完整。 MSP430电源的任何相关信息缺失。 幸运的是、 它是否与12V 电源共用一个公共接地。 工作台电源经常将电源接地连接到安全接地。 形成接地环路。

    但 IRFZ44在这里是一个较差的选择。 其阈值电压(刚刚开始导通)介于2V 至4V 之间。 不适合 MSP430。 驱动器、不同 FET 或高 RDS 容限的应用。

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    "它不详细或完整。"

    错误的是 MSP 没有"5.0V"输出。

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    我将使用 USB 端口连接 MSP430-EXPFR5994并为其供电。

    我尚未将电源的接地连接至任何引脚、因此原理图中没有连接。  

    IRLZ44n 似乎可以正常工作、因为阈值为2V、3.3伏 PWM 会相应地激活门引脚。

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    "原理图中无连接。 "

    当然不包括通过源。

    通过 USB 供电时需要注意的一点。 接地连接至电源线接地。 如果电源线接地连接到电源的负极端子、这就是导致接地环路的原因。

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    如果有任何混淆、我们深表歉意、我正在使用下面的板、它有5V 输出。

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    您好！

    5V 电压来自 LaunchPad 上的 LDO。 它不是来自 MSP430 MCU。

    而且由于传感器在5V 电压下工作、因此我认为传感器输出 DQ 引脚无法直接连接到 MCU P7.0。 因为它们处于不同的工作电压。 MSP430在3.3V 电压下工作、传感器电压为5V。  

    因此、您是否可以为传感器提供3.3V 而不是5V 的电压。 并检查是否仍然存在此问题。

    此致、

    Cash Hao

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    您好！

    感谢 您的答复。

    您是指使用单独的电源还是 Launchpad 上的电源为其提供3.3V 电压。

    此致！

    Shoaibt

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    您建议将电源的负极连接在何处？ 或者是否有任何其他连接需要更改？

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    您好！

    您可以在 LaunchPad 上使用3.3V 电源。 LaunchPad 上的3.3V 电压也为 MCU 供电。

    LaunchPad 上没有提供负电源。

    此致、

    Cash Hao

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    "并且由于传感器在5V 的电压下工作、因此我认为传感器输出 DQ 引脚无法直接连接到 MCU P7.0。 因为它们处于不同的工作电压。 MSP430在3.3V 电压下工作、传感器电压为5V。 "

    输出为集电极开路。 如果他为 DS18B20提供5V 电压无关紧要、它的输出仍然不会超过为开漏输出提供的电压。

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    存在接地环路、电源尖峰或 EMI、这是导致主要问题的原因。

    您已经说过、12V 电源负极未连接到安全接地、因此这不太可能导致接地环路。

    您可以尝试放置缓冲器和其他电路来减慢加热器开启的变化速率。

    或者您也可以尝试我之前建议的方法、将 MCU 与加热器电路完全隔离。 (但是、如果传感器本身存在干扰、则没有帮助。)

    您还可以降低 PWM 的重复率、

    您还可以改善温度传感器的任何旁路。

    您可以将示波器放在传感器的通信线路上、看看加热器开关时会发生什么情况。

    为了进行调试、您可以将传感器从加热器旁边拆下、看看这是否仍然会导致问题。

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    我一定错过了他说12V 电源未连接到安全接地的地方。 我不知道该怎么说。"

    一个简单的测试是将加热器替换为1K 电阻器。

    如果它仍然无法正常工作、则问题很可能出现在代码中。

    如果传感器导线靠近加热器导线、则这是一个问题。 来自这些开关高电流的磁耦合将耦合到附近的任何易受影响的电路中。 距离和双绞线是您在这里的朋友。 以及一本 Henry Ott 的书。

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    "我尚未将电源的接地连接至任何引脚、因此原理图中没有连接。"

    这不是*确切*清楚,但它是如何解释它。

    这不太可能是代码问题、因为他说它在0%和100%占空比下工作。 (除非他进行位拆裂、并且在他打开或关闭 PWM 时错过了一些来自传感器的脉冲)

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    您好！

    Unknown 说：
    输出为开路收集器。 如果他为 DS18B20提供5V 电压并不重要、它的输出电压仍然不会超过开漏输出的电压。

    DS18B20的输出是一个开漏 IO。 在原理图中、该 IO 上拉至5V。 不允许向 MSP 引脚输入5V 电压。 您仍需要使用3.3V 电压为 DS18B20供电并将该 IO 上拉至3.3V。 那么、它可以通过这种方式工作。

    此致、

    Cash Hao

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    哦、您是对的、但他可以使用5V 电源为 DS18B20供电并将上拉电阻设置为3.3。 V.他几乎肯定会将电流输入 ESD 二极管。

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    使用 DS18B20产生 EMI 的是 PWM 的频率大约为7kHz。

    一旦降至50-100Hz、EMI 就会降低、大多数情况下都能成功进行通信。

    接地环路、5V 或其他任何东西都不是问题。

    谢谢！

    Shoaib

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    7kHz 的重复频率不一定会对更多的通信产生更多的干扰、在100Hz 时、更多的脉冲可以通过。

    但请注意、将输出恢复到5V 会违反 MSP 的绝对最大额定值。

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    仍然有问题、只是频率较低。  计数通信是否进入 PWM 边沿之间的间隙不能设计一个可靠的系统。

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    Unknown 说：
    但请注意、将输出返回到5V 将违反 MSP 的绝对最大额定值。

    但是5K 上拉电阻确实将二极管电流限制在小于2mA。

    假设这不会导致 Vcc 稳压器出现问题、则应该可以。 (串联导通稳压器无法灌入电流。)

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    在这种情况下、您会建议什么？

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    Unknown 说：
    在这种情况下、您会建议什么？

    原因是什么？

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    Unknown 说：
    您仍有问题、只是频率较低。  不可能通过计数将通信滑入 PWM 边沿之间的间隙来设计一个可靠的系统。

    要解决该问题呢？

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    修复干扰。

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    了解 EMI？ 阅读我提到的那本书？

    细节非常重要。 比如连接到加热器的导线的确切布线方式。 在切换此类大电流时、您需要尽可能减小回路面积。