PCAL6408A-ARD评估板快速入门

上次修改时间： 2023-04-28 12:11:00支持 PCAL6408A 8位GPIO Arduino Shield扩展板

本文档内容

  • 1

    开箱即用

  • 2

    硬件介绍

  • 3

    安装软件

  • 4

    配置硬件

购买 PCAL6408A 8位GPIO Arduino Shield扩展板

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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和系统级封装器件。恩智浦产品电池寿命长，设备尺寸小，组件数量少，成本低，性能高，帮助您打造先进的系统。

本页面将指导您完成设置和使用PCAL6408A- ARD板的过程。

1.1 套件内含物/装箱单

PCAL6408A-ARD套件内含物包括：

  • 完成组装和测试的评估板，放在防静电袋中
  • 快速入门指南

1.2 假设

熟悉I2C总线是有帮助的，但不是必需的。

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。在使用此评估板时，满足这些较低规格可产生较好的效果。

  • 装有Windows 10的计算机
  • 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

  • 提供I/O接头，可外部访问IC输入输出（I/O）引脚
  • 配备4个用户开关，可连接PC的I/O引脚
  • 配有4个用户LED，可连接PC的I/O引脚
  • 配有Arduino® Uno R3端口，可直接与Arduino设备连接
  • 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i.MX Mini LPDDR4 EVK板，包括Windows 10的GUI（Windows 10）

注：对于i.MX Mini LPDDR4 EVK板，必须在EVK和PCAL6408A-ARD子板之间使用IMX8MMINI-IARD内插板（请参见IMX8MMINI-IARD用户手册）。

2.2 板说明

此评估板基于PCAL6408A构建，PCAL6408A是恩智浦半导体生产的低压转换的8位I2C总线/SMBus I/O扩展器，具有中断输出、复位和配置寄存器。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PCAL6408A被测设备（DUT）的特性。

2.3 套件推荐组件

PCAL6408A-ARD板概述

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3. 安装软件

3.1 安装软件

PCAL6408A-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（EVK）板完全兼容：

  • IMXRT1050 EVK评估板
  • LPCXpresso55S69开发板
  • i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK评估板

每个评估/开发板都由固件支持，可从恩智浦网站下载。启动前，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），允许通过一个上述EVK快速测试和运行PCAL6408A-ARD子板。GUI应用对于所有3个EVK和恩智浦生产的PCAL6xxx I/O扩展器开发卡系列（PCAL6408A、PCAL6416A、PCAL6524和PCAL6534 IC）都是通用的。安装软件后，第一步是选择正确的组合EVK-PCAL6408A-ARD子板，再从GUI界面控制该板。

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4. 配置硬件

4.1 使用IMXRT1050 EVK板

图1显示了使用IMXRT1050 EVK运行PCAL6408A-ARD子板所需的硬件。以下项目是必备的：

  • 一个IMXRT1050-EVK板
  • 一个PCAL6408A-ARD子板
  • 一根USB-A/USB Micro-B型电缆
  • 安装了Windows 10操作系统的PC

IMXRT1050 EVK主板可以采用以下三种方法供电：

  • 将外接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。

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

从EVK板上的J1（见图1），用户可以选择主板的电源配置。如需了解更多详细信息，请参见MIMXRT1050 EVK板硬件用户指南。

图1 PCAL6408A-ARD子板和IMXRT1050 EVK板（启动前）

请按以下步骤配置硬件和工作站：

  1. 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。如果使用外接电源（连接到J2），则跳线J1放置在位置1-2
  2. 将PCAL6408A-ARD子卡插入EVK的Arduino®接头（见图2）
  3. 使用USB接头J28，将EVK板连接至计算机上的USB端口
  4. 安装IMXRT1050目标固件（从恩智浦网站下载，请参见UM11581：Arduino shields GUI和固件安装手册，了解分步说明）
  5. 安装GUI应用（请参见UM11581：Arduino shields GUI和固件安装手册）
  6. 打开GUI应用，从PC操作设备

图2显示了操作过程中的此板。

图2 PCAL6408A-ARD子板组件/IMXRT1050 EVK板运行

4.2 使用LPCXpresso55S69开发板

图3显示了运行PCAL6408A-ARD和LPCXpresso55S69 EVK板所需的硬件。此配置包括：

  • 一个LPCXpresso55S69 EVK板
  • 一个PCAL6408A-ARD子板
  • 一根USB-A/USB Micro-B型电缆
  • 安装了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。如需了解LPCXpresso55S69开发板上电和操作的更多详细信息，请参见此处的LPCXpresso55S69/LPCXpresso55S28开发板用户手册。

图3 PCAL6408A-ARD子板和LPCXpresso55S69主板（启动前）

下列步骤介绍了该配置组装、编程和运行的步骤，如图3所示。

  1. 将PCAL6408A-ARD子卡插入LPCXpresso55S69开发板上的P16–P19接头（请参见P16–P19的标记引脚，见图3）
  2. 使用PC的P6 USB端口连接开发板
  3. 安装LPCXpresso55S69目标固件（从恩智浦网站下载并读取EVK_Firmware_And_GUI_Install_Guide_For_Arduino_Boards.pdf说明文件）
  4. 在PC上安装GUI应用（请参见上一步中调用的说明文件）
  5. 打开GUI应用，从PC操作设备

图4显示了两块板正在运行。

图4 PCAL6408A-ARD子板/ LPCXpresso55S69主板运行

4.3 使用i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK板

当i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK板与PCAL6408A-ARD板一起使用时，必须使用第三块板（IMX8MMINI-IARD内插板），这块板是专为EVK子板互连而设计和构建的。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，请参见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PCAL6408A- ARD子板上Arduino端口的匹配连接器之间的信号到信号桥接。

要运行设置，除了EVK和子板之外，设置组件中还包含第三块板。图5显示了必备的板及其连接方式。此配置包括：

  • 一个i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK板
  • 一个PCAL6408A-ARD子板
  • 一个IMX8MMINI-IARD内插板
  • 一根USB-A/USB-C电缆
  • 一根USB-A/USB Micro-B型电缆
  • 安装了Windows 10操作系统的PC

建议先将PCAL6408A-ARD连接到IMX8MMINI-IARD内插板的Arduino连接器上，然后将生成的组件连接到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设置为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EVK上的调试端口（J901），可实现数据通信（参见图5和图6）。

用户可以在《8MMINILPDDR4-EVK用户手册》和《IMX8MMINI-IARD用户手册》中找到有关上电和组件安装操作的详细信息。这些文件可以从恩智浦网站下载。

图5 PCAL6408A-ARD子板、IMX8MMINI-IARD内插板和i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK组件（启动前）

按照以下步骤配置和运行设置：

  1. 将PCAL6408A-ARD插入IMX8MMINI-IARD内插板Arduino连接器（位于顶部）
  2. 将IMXMMINI-IARD接头J1（位于板的底部）连接到位于i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK（见图6）顶部的J1003扩展板中
  3. 使用连接到端口2的USB C型电缆为EVK板供电。
  4. 使用连接到J901调试端口的USB Micro-B电缆将EVK连接到PC
  5. 将SW101置于ON位置，为板上电
  6. 安装MIMXRT1050目标固件（从恩智浦网站下载UM11581：Arduino shields GUI和固件安装手册）
  7. 在PC上安装GUI应用（请参见上一步中参考的说明文件）。
  8. 打开GUI应用，从PC操作设备

图6 PCAL6408A-ARD子板/ i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK板运行

4.4 使用PCAL6408A-ARD和其他设备

PCAL6408A-ARD子板可以通过Arduino端口与另一个评估板一起运行。有两种连接板的情况：使用配备Arduino端口的EVK和不带Arduino端口的EVK。第一种情况下，应根据PCAL6408A规格开发固件，然后将PCAL6408A-ARD子板连接到EVK上运行该板。第二种情况是，使用Arduino连接器的引脚图进行必要的电气连接（用于电源、I2C总线和控制线路），并确保开发符合IC规格所需的固件。使用PCAL6408A数据手册（在“设计资源”下）阅读有关DUT IC内部寄存器以及内部控制器与EVK之间数据交换的详细信息。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

其他参考

除了PCAL6408A：低压转换、8位I2C总线/SMBus I/O扩展器，您还想访问：

Freedom页面

硬件页面

软件页面

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