PAN1080 EVB 介绍¶
1 概述¶
本文是PAN1080A Evaluation Board V1.0 EVB开发板介绍,包括相关板级硬件模块、各模块在EVB板的位置、以及对应电路原理图,旨在帮助开发者快速了解PAN1080A EVB开发板。
PAN1080A EVB开发板由核心板、转接板以及底板三大部分组成,其中:
核心板提供了PAN1080A SoC的最小系统,主要包含有PAN1080 SoC芯片、32MHz高速晶振、32768Hz低速晶振、复位按钮、板载天线以及一些必要的无源器件;
核心板目前有两个型号:
PAN1080A-AFLD Development Kit Core Std V1.0:其主控SoC型号为PAN1080LB5(LQFP封装、1MiB Flash、64 Pin)
PAN1080A-AFX Development Kit Core Std V1.0:其主控SoC型号为PAN1080UB1(QFN封装、1MiB Flash、32 Pin)
转接板用于连接核心板与底板,一般与核心板固定在一起,其主要包含2个防反接的插头,以及3个LED发光二极管;
底板上提供了诸多PAN1080 SoC支持的外设模块,其中包含有电源系统、USB转串口模块、电机驱动模块、RGB三色灯、MPU六轴传感器、OLED显示屏接口、外部SPI FLASH、无源蜂鸣器、独立按键、可调电阻、鼠标接口,矩阵按键接口、音频接口、红外模块等等;
2 开发板硬件资源¶
2.1 PAN1080最小系统¶
PAN1080最小系统由核心板和转接板组成。芯片目前仅提供了LQFP64和QFN32两种封装,最小系统以模块形式嵌入开发板底板中,可分离式设计方便单独调试及应用于其它场景,如下图所示:
核心板搭载PAN1080主控芯片、外部32M晶振、板载天线等,通过标准间距2.54mm双排针引出了所有IO,PAN1080A-AFLD核心板原理图如下所示:
转接板将邮票孔转为防反接的插头,其原理图如下所示:
2.2 电源模块¶
PAN1080A EVB开发板可选择使用以下两种供电方式之一:
5V的USB供电;
3V的CR2032纽扣电池供电;
EVB开发板电源模块原理图如下:
EVB开发板左侧有两个MicroUSB接口USB1
与USB2
,它们的电源引脚均与EVB的5V电源网络连在一起;除此之外,二者还有以下区别:
USB1
为普通USB接口,使用跳线帽将EVB底板的USBDM
/USBDP
分别与SoC的P02
/P03
引脚相连,即可使用PAN1080 SOC的USB模块;USB2
为USB转UART模块的USB端接口,使用跳线帽将EVB底板的UART1 TX
/UART1 RX
分别与SoC的P06
/P07
引脚相连,即可通过USB转串口模块,实现PAN1080 SOC的UART1与PC进行通信;注:在实际使用过程中,选用任意一个USB口供电即可,但需注意,板载电源切换开关应拨动至ON档位,此时稳压芯片VR1、VR2工作,电源指示灯D9、D10常亮。
一种典型的供电方法如下图所示:
其中:
USB2
连接至PC(图注1);拨动开关
SW2
往下拨到ON档位(图注2),可以看到红灯亮(LED-D7,5V),绿灯亮(LED-D8,LDO3.3V),蓝灯亮(LED-D8,LDO2.5V输出);使用跳线帽短接左下方排针
J15
,目的是将LDO电源模块的输出引脚LDOVCC3V3连接至VCC3V3(图注3);使用跳线帽短接下方排针
J16
、J17
、J18
,作用是VCC3V3分别连接至VBAT、VIPIO2、VDD (图注4);电源网络的三个LDO模块,分别输出3.3V、2.5V、1.8V,其中3.3V或2.5V用于给PAN1080 SoC芯片供电,1.8V用于给音频外设供电。
另外,若希望开发板由左下角纽扣电池供电,则使用跳线帽将J15
与BAT3V3
短接即可:
2.3 SWD调试接口¶
开发板提供了单排针接口用于连接J-LINK实现SWD调试和程序下载功能,该排针接口位于USB接口上方。
一种典型的使用方法如下图所示:
JLINK下载器插到左上方SWD接口
J9
(图注1);用跳线帽短接左上方排针
J8
的三对引脚:nRST
连接到NRST
,ICEK
连接到P46
,ICED
连接到P47
(图注2);使用跳线帽短接左下方排针
J15
,目的是将LDO电源模块的输出引脚LDOVCC3V3连接至VCC3V3(图注3);使用跳线帽短接下方排针
J16
、J17
、J18
,作用是VCC3V3分别连接至VBAT、VIPIO2、VDD (图注4);
2.4 USB转串口模块¶
PAN1080 SoC的P06
、P07
引脚可通过软件配置成UART串口功能,然后通过CP2102模块转为MicroUSB接口。
USB转串口模块使用USB2接口,需要使用跳线帽短接排针J8
的两对引脚:UART1 TX
连接到P06
、UART1 RX
连接到P07
,如下图所示:
2.5 RGB灯¶
开发板搭载单颗5050封装的RGB灯,可由芯片P10
/P11
/P16
三个IO通过晶体管控制,实现亮灭或渐变等效果。
为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针J8
的三对引脚:RGBR
连接到P10
、RGBG
连接到P11
、RGBB
连接到P16
,如下图所示:
2.7 运动传感器¶
开发板搭载了六轴运动传感器MPU6050,集成三轴MEMS陀螺仪和三轴MEMS加速度计,提供了IIC接口与主控芯片进行通信,原理图如下:
为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针J12
的两对引脚:P01
连接到SDA0 A2
、P00
连接到SCL0 A2
,如下图所示:
2.8 OLED显示屏¶
开发板搭载了常见的0.96寸、七针接口、128*64分辨率的OLED显示屏模块接口,OLED模块使用SSD1306显示驱动芯片进行控制,具备内部升压,对外默认提供三线SPI接口与主控芯片进行通信,其原理图如下:
为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针J13
的5对引脚:P03
连接到CLK
、P30
连接到MOSI
、P11
连接到RST
、P10
连接到DC
、P02
连接到CS
,如下图所示:
注:OLED显示屏模块与板载SPI FLASH芯片共用主控芯片的SPI接口。
2.9 外部SPI FLASH¶
开发板搭载了具备8Mbit存储空间的外部FLASH芯片GD25WQ80,该芯片与板载显示屏模块共用主控芯片的SPI接口,其原理图如下:
为使用时此模块,需要使用跳线帽短接排针J13
的4对引脚:P31
连接到MISO
、P02
连接到CS
、P03
连接到SCK
、P30
连接到MOSI
,如下图所示:
注意:某些EVB底板上实际焊接的可能是SPI接口的外部SRAM芯片,使用时请注意区分。
2.10 蜂鸣器¶
开发板搭载了贴片无源蜂鸣器电路用于声音提示、报警等功能,可由PAN1080 SoC通过PWM输出2KHz~3KHz频率的方波控制发声,其原理图如下:
为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针J13
的一对引脚:P24
连接到BUZ
,如下图所示:
2.11 可调电阻¶
开发板搭载了一个最大阻值为20K的可调电阻与0欧姆精密电阻串联接入电源电路,在LDO提供VDD电源的系统中,可在ADC采样点产生0V~ VDDV的可调电压,用于测试PAN1080 SoC的ADC(模数转换器)采样功能,其原理图如下:
为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针J18
的一对引脚:P20
连接到ADC
,如下图所示:
2.12 轻触按键¶
开发板底板配备了4个按键:2个普通按键、1个低功耗唤醒按键和1个复位按键。其中:
按键
K1
、K2
可通过跳线帽连接至PAN1080 SoC的GPIO口P04
、P05
,当做普通按键使用;按键
K3
可通过跳线帽连接至PAN1080 SoC的RST
引脚,用于控制芯片复位;按键
K4
可通过跳线帽连接至PAN1080 SoC的P56
引脚,在PAN1080 SoC处于待机(Standby)模式下时,P56引脚可被配置为低功耗唤醒引脚。
普通按键,原理图如下:
低功耗唤醒按键,原理图如下:
复位按键,原理图如下:
为正常使用所有按键,需要使用跳线帽短接排针J12
的三对引脚:P56
连接到WAKEUP
、P04
连接到KEY1
、P05
连接到KEY2
,如下图所示:
2.13 电机驱动¶
开发板搭载一颗TI超薄小外形尺寸(2mm*2mm)的低压H桥驱动芯片DRV8837,可用于驱动一个直流电机或其他负载,其具备PWM输入接口及休眠控制引脚,能够提供高达1.8A的驱动电流,同时提供用于过流保护、短路保护、欠压闭锁和过热保护的内部关断功能,其原理图如下:
为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针J12
的两对引脚:P12
连接到IN1
,P13
连接到IN2
,并在J3-OUT1/OUT2
连接诸如直流电机或螺线管等负载器件,然后在程序中使用GPIO
或PWM
等控制驱动器的输出,如下图所示:
注意:
该器件仅可在USB供电方式下使用;
由于PAN1080 SoC的
P12
、P13
两个引脚默认连接了EVB核心板上的低速晶振,且通过0Ω电阻与SoC连接;因此,底板上的元器件在使用这两个引脚之前,需要先将核心板上与P12
、P13
连接的两个0Ω电阻拆掉,并换个方向焊接。
2.14 音频接口¶
开发板预留I2S Slave
和I2C
接口,用于接入第三方CODEC芯片进行音频应用的开发,其原理图如下:
为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针J13
的7对引脚:P40
连接到I2SS_CLK
、P41
连接到I2SS_DI
、P42
连接到I2SS_DO
、P43
连接到I2SS_MCLK
、P44
连接到I2SS_WS
、P01
连接到SDA0_A1
、P00
连接到SCL0_A1
,如下图所示:
需要注意的是,CODEC芯片一般需要1.8V供电,为此还需要使能EVB上的1.8V电源,方法是将J20
使用跳线帽短接,将1V8电源灌入AUDVDD,如下图所示:
2.15 鼠标接口¶
开发板支持多模(USB/BLE/2.4G)鼠标开发,为此搭载有一个拨动开关
和一个I2C
接口,其中P30
、P31
可通过拨动开关可以切换3个状态,模拟鼠标切换三模模式,其原理图如下:
为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针J12
的4对引脚:P30
连接到MOD IO1
、P31
连接到MOD IO2
、P40
连接到SDA0 B
、P41
连接到SCL0 B
,如下图所示:
2.16 键盘接口¶
开发板支持多模(USB/BLE/2.4G)键盘开发,为此预留1个8x8 LED矩阵键盘接口,可通过SoC硬件KeyScan模块实现矩阵按键扫描,通过SoC硬件PWM模块实现LED呼吸灯灯效,其原理图如下:
此模块接口直接将PAN1080 SoC通过MATRIX BUTTON插座与外部矩阵键盘模块连接,因此无需跳线,使用前只需保证无引脚冲突即可,如下图所示:
2.17 红外模块¶
开发板搭载了一个红外收发模块,包括一个发射电路和一个接收电路,其中发射电路还串联一个红色可见光LED,可当做普通LED电路使用,其原理图如下:
为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针J8
的两对引脚:P20
连接IFR RX
,P21
连接IFR TX
,如下图所示: