PCA9959HN-ARD Arduino Shield板快速入门

上次修改时间： 2023-04-29 12:20:00支持 PCA9959HN-ARD LED driver Arduino Shield board

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    获取硬件

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    安装软件

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    配置硬件

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1. 开箱即用

恩智浦的模拟产品开发板提供了一个易于使用的恩智浦产品评估平台。这些板支持各种模拟、混合信号和电源解决方案。它们采用成熟的高容量技术，整合了单片集成电路及系统级封装设备。恩智浦产品电池寿命长，器件尺寸小，组件数量少，成本低，性能高，帮助您打造先进的系统。

1.1 套件内含物/装箱单

PCA9959HN-ARD内含物包括：

  • 完成组装和测试的评估板，存放在防静电袋中
  • 快速入门指南

1.2 假设

如果您对SPI总线有所了解，那么会更容易上手，但这并不是一个硬性要求。

1.3 静态处理要求

1.4 最低系统要求

此评估板需要Windows PC工作站。使用此评估板时，满足以下最低规格要求效果更佳。

  • 带有Windows 10操作系统的PC
  • 1个USB端口（兼容3.0、2.0或1.1）
  • 采用MIMXRT1050-EVK、LPC55S69-EVK或8MMINILPD4-EVK板以及相关的固件/GUI软件
  • USB电缆，可连接PC和EVK评估板之间的电源和数据(如果在EVK包中未包含)

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2. 获取硬件

2.1 板特性

  • 组合的Arduino端口/富士连接器，用于数据和电源
  • 协议栈架构中的多个板连接
  • 板载LED，用于DUT IC的所有24个输出
  • 板载跳线，用于LED连接和短路测试
  • 板载连接器，用于外部LED
  • 完全兼容IMXRT1050 EVK板，包括GUI（Windows 10）
  • 完全兼容LPCXpresso55S69开发板，包括GUI（Windows 10）
  • 兼容8MMINILPD4-EVK板，包括Windows 10的GUI（见注释）

注：i.MX Mini LPDDR4 EVK板要求在EVK和PCA9959HN-ARDUINO子板之间使用IMX8MMINI-IARD内插板(请参阅IMX8MMINIIARD用户手册)。

2.2 板说明

评估板围绕PCA9959HN构建，PCA9959HN是恩智浦半导体公司生产的24通道SPI串行总线63mA/5.5V恒流LED驱动器。评估板用作子卡，可通过Arduino端口连接到各种兼容Arduino的（包括原Arduino Uno R3）EVK/主板，以测试和测量PCA9959HN被测设备（DUT）的特性。

通过高速SPI总线（最高10MHz时钟频率），PCA9959HN-ARD子板通过Arduino端口与主机通信。该板配备了一对富士连接器，支持SPI菊花链可扩展架构。因此，用户可以创建共享SPI总线的类似板协议栈。富士连接器类型为板对板型，允许用户以垂直堆叠方式连接板，而不必在板之间连接电缆。SPI总线中的三条附加数字线允许主板通过Arduino端口或富士连接器控制DUT。

电源通过Arduino端口从主板（EVK）传输。电源轨与富士连接器共享，因此DUT可以由Arduino连接器或富士连接器供电。

该板包含4个RGB LED和12个白光LED，分配给PCA9959HN DUT的所有24个输出。该板还包含跳线和连接器，允许用户断开板载LED，进行短暂测试，以及将外部LED连接到PCA9959HN输出。

2.3 板组件

PCA9959HN-ARD评估板概述

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3. 安装软件

3.1 安装软件

PCF9959HN-ARD评估板作为子板设计和构建，能够与配备Arduino端口的主板一起工作。该板与以下恩智浦评估板完全兼容：

以上每个评估板/开发板都有固件支持，固件可以从恩智浦网站下载(NXP site)。在开始使用一对EVK–PCA9959HN-ARD的配置之前，必须使用相应的固件包对EVK主板进行编程。此外，还可以从恩智浦网站下载GUI应用（Windows 10），以便快速测试和操作PCA9959HN-ARD子板以及EVK。GUI应用对于所有三个EVK和恩智浦生产的PCA95xx LED控制器开发卡系列（PCA9957、PCA9959和PCA9955B IC）可通用。

有关安装EVK固件和GUI主机软件的详细信息，请参阅UM11581，Arduino shields GUI和固件安装手册。

安装软件后，第一步是从图形界面中选择正确的EVK。然后可以从GUI界面控制该板。

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4. 配置硬件

4.1 使用MIMXRT1050-EVK板

下图为使用MIMXRT1050-EVK操作PCA9959HN-ARD子板所需的硬件。

使用该套件需要以下硬件：

  • 一块MIMXRT1050-EVK板
  • 一块PCA9959HN-ARD子板
  • 一根USB-A/USB Micro-B电缆
  • 带有Windows 10操作系统的PC

MIMXRT1050-EVK主板可以通过以下三种方法供电：

  • 将外部5V DC电源连接到板上的圆柱形电源连接器（J2）
  • 将USB电缆从PC连接到板上的Micro-B USB连接器（J9）
  • 将USB电缆从PC连接到板上的USB连接器（J28）。以这种方式连接PC时，USB端口可以同时充当调试接口。因此，通过使用一根连接到J28的USB电缆，可以为EVK供电，同时与PC进行数据交换。

建立通信之前，较旧的USB端口（来自PC）无法提供必要的电流（500mA），请使用外部电源（连接至J2）。

从EVK板上的J1，用户可以选择主板的电源配置。有关更多详细信息，请参见i.MX RT1050评估套件。

请按以下步骤配置硬件和工作站：

  • 在MIMXRT1050-EVK板上，用零欧姆电阻(0402封装)填充R278、R279、R280和 R281，将SPI线连接到Arduino连接器
  • 为EVK配置适当的电源（J1）。如果使用J28供电，则将J1跳线放置在位置5-6。如果使用外部电源（连接到J2），则跳线J1放置在位置1-2
  • 将PCA9959HN-ARD子板插入EVK的Arduino接头
  • 使用USB连接器J28，将EVK板连接至计算机上的USB端口
  • 安装IMXRT1050目标固件（从恩智浦网站下载，请参见UM11581了解分步说明）
  • 在PC上安装GUI应用（请参见UM11581，Arduino shields GUI和固件安装手册）
  • 打开GUI应用，从PC操作设备。了解GUI操作详情。

4.2 使用LPCXpresso55S69开发板

下图为配合LPCXpresso55S69板使用PCA9959HN-ARD板必需的硬件。此配置包括：

  • 一块LPCXpresso55S69开发板
  • 一块PCA9959HN-ARD子板
  • 一根USB-A/USB Micro-B电缆
  • 带有Windows 10操作系统的PC

LPCXpresso55S69开发板配有四个USB Micro-B接头：P5、P6、P9和P10。该板可通过任何USB端口供电。使用P6USB接头将板连接到PC可以简化启动操作，因为P6专用于调试，因此USB电缆可以同时完成两项任务：为板供电和充当EVK板和PC之间的数据链路。有关详细信息，请参见LPCXpresso55S69开发板。

下面介绍该配置组装、供电、编程、运行的步骤：

  • 将PCA9959HN-ARD子板与P16–P19连接器连接，这些连接器位于
  • LPCXpresso55S69开发板上（可参照P16–P19标记）
  • 使用PC的P6 USB端口连接开发板
  • 安装LPCXpresso55S69目标固件（从恩智浦网站下载，请参见UM11581了解分步说明）
  • 在PC上安装GUI应用（请参见UM11581，Arduino shields GUI和固件安装手册）
  • 打开GUI应用，从PC操作设备

下图显示了两板正在运行。

4.3 使用i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK

配合8MMINILPD4-EVK板使用PCA9959HN-ARD时，必须使用第三块板（IMX8MMINI-IARD内插板），特别设计和构建为EVK–子板互连。EVK板i.MX 8M Mini LPDDR4没有配备Arduino端口，而是有一个2x20引脚扩展接头(J1003，请参阅i.MX 8M Mini LPDDR4用户手册)。J1003是一个多功能端口，包含多个数字I/O线，包括专用I2C和SPI总线。从扩展连接器引脚图开始，我们开发了Arduino端口内插板，可实现i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK上的2x20个连接器引脚与PCA9959HN-ARD子板上Arduino端口的匹配连接器之间的信号到信号桥接。

下图显示了这三个板的连接方式。此配置包括：

  • 一块8MMINILPD4-EVK板
  • 一块PCA9959HN-ARD板
  • 1个IMX8MMINI-IARD内插板
  • 一根USB-A/USB-C电缆
  • 一根USB-A/USB Micro-B型电缆
  • 带有Windows 10操作系统的PC

建议先将PCA9959HN-ARD连接到IMX8MMINI-IARD内插板的Arduino连接器上，然后将组件连接到i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK上。将内插板上的J1接头插入EVK上的J1003接头，可完成此操作。

可使用与EVK端口2连接的USB-C型电缆为EVK供电。必须将EVK板上的电源开关SW101置为On位置才能启动安装。将一根单独的USB Micro-B电缆从PC上的USB端口路由到评估套件上的调试端口（J901），可实现数据通信。

有关安装组件上电和操作的详细信息，请参见《i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK板硬件用户指南》（IMX8MMEVKHUG.pdf）和《IMX8MMINI-IARD用户手册》。这些文件可以从恩智浦网站下载。

请按以下步骤配置硬件和工作站：

  • 将PCA9959HN-ARD插入IMX8MMINI-IARD内插板Arduino连接器（位于顶部）
  • 将IMX8MMINI-IARD接头J1（位于板的底部）连接到位于i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK顶部的J1003扩展板中
  • 使用连接到端口2的USB C型电缆为EVK板供电
  • 使用连接到J901调试端口的USB Micro-B电缆将EVK连接到PC
  • 将SW101置于ON位置，为板上电
  • 安装MIMXRT1050目标固件（从恩智浦网站下载，请参见UM11581了解分步说明）
  • 在PC上安装GUI应用（请参见UM11581，Arduino shields GUI和固件安装手册）
  • 打开GUI应用，从PC操作设备

4.4 使用另一个设备

PCA9959HN-ARD子板可以通过Arduino端口与其他评估板一起操作。在这种情况下，应根据PCA9959规范开发固件，然后将PCA9959HN-ARD子板连接到EVK上运行该板。

对于非Arduino设备，使用Arduino连接器的引脚图进行必要的电气连接（用于电源、SPI总线和控制线路）。根据IC规范，使用PCA9959数据手册进行固件开发。确保电气连接正确，并避免信号线上的数据冲突，以防损坏IC。

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设计资源

板信息

软件

其他参考

除了我们的PCA9959，24通道SPI串行总线63mA/5.5V恒流LED驱动器页面之外，您还可以访问：

Freedom页面

硬件页面

软件页面

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