PCAL6416AEV-ARD评估板快速入门

硬件介绍

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8个用户开关，可连接PC的I/O引脚
• 配备8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PCAL6416AEV-ARD子板之间使用IMX8MMINI-IARD内插板（请参阅IMX8MMINI-IARD用户手册）。

2.2 板说明

此评估板基于PCAL6416A构建，PCAL6408A是恩智浦半导体生产的低压转换的16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PCAL6416A 被测设备(DUT)的特性。

2.3 套件特色组件

PCAL6416AEV-ARD板概述

安装并配置软件工具

PCAL6416A-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板
• LPCXpresso55S69开发板
• i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK板

每个评估/开发板都由固件支持，可从恩智浦公司网站下载。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PCAL6416AEV-ARD子板。GUI应用对于所有三个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，第一步需选择正确的组合EVK – PCAL6416AEV-ARD子板，再从GUI界面控制该板。

配置启动硬件

4.1 使用PCAL6416AEV-ARD与IMXRT1050 EVK板

图1显示了使用IMXRT1050 EVK运行PCAL6416AEV-ARD子板所需的硬件。以下项目是必备的：

• 一个IMXRT1050-EVK板
• 一个PCAL6416AEV-ARD子板
• 一根USB-A/USB Micro-B型电缆
• 带有Windows 10操作系统的PC

IMXRT1050 EVK主板可以采用以下三种方法供电：

• 将外部5 VDC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机进行数据交换。

建立通信之前，较旧的USB端口（来自PC）无法提供必要的电流(500 mA)，请使用外部电源（连接至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，请参阅MIMXRT1050 EVK板硬件用户指南。

图1. PCAL6416AEV-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。如果使用外部电源(连接到J2)，则跳线J1放置在位置1-2
2. 将PCAL6416AEV-ARD子卡插入EVK的Arduino接头(见图1)
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. PCAL6416AEV-ARD子板组件/ IMXRT1050 EVK板运行

4.2 使用PCAL6416AEV-ARD与LPCXpresso55S69开发板

图3显示了运行PCAL6416AEV-ARD和LPCXpresso55S69 EVK板所需的硬件。此配置包括：

• 一个LPCXpresso55S69 EVK板
• 一个PCAL6416AEV-ARD子板
• 一根USB-A/USB Micro-B型电缆
• 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P6 USB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开发板通电和操作的更多详细信息，请参阅此处的LPCXpresso55S69/LPCXpresso55S28开发板用户手册。

图 3. PCAL6416AEV-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PCAL6416AEV-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5)
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. 安装PC上的GUI应用(请参见上一步中调用的说明文件)
5. 打开GUI应用以从PC操作设备

图4显示了两块板正在运行。

图 4. PCAL6416AEV-ARD子板和LPCXpresso55S69主板运行

4.3 使用PCAL6416AEV-ARD与i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK板

当i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK板与PCAL6416AEV-ARD板一起使用时，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2 x 20个连接器引脚与PCAL6416AEV-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显示了必备的板以及这些板的连接方式。此配置包括：

• 一个i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK板
• 一个PCAL6416AEV-ARD子板
• 一个IMX8MMINI-IARD内插板
• 一个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PCAL6416AEV-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 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(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》中找到有关通电和组件安装操作的详细信息。这些文件可以从www.nxp.com/下载。

图5. PCAL6416AEV-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PCAL6416AEV-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5)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，为板通电。
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. 安装PC上的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. PCAL6416AEV-ARD子板 / i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK板运行

4.4 使用PCAL6416AEV-ARD和其他设备

PCAL6416AEV-ARD子板可以通过Arduino端口与其他评估板一起运行。有两种连接板的选项：使用配备Arduino端口的其他EVK和不带Arduino端口的EVK。第一种情况下，应根据PCAL6416A规范开发固件，然后将PCAL6416AEV-ARD子板连接到评估套件上运行该板。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规范所需的固件。使用PCAL6416A数据手册阅读有关DUT IC内部寄存器和内部控制器与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。