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PAN108x EVB 介绍

1 概述

本文是 PAN108x Evaluation Board (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PAN108x EVB开发板。

PAN108x EVB开发板由核心板、以及底板两大部分组成,其中:

  • 核心板提供了PAN108x SoC的最小系统,主要包含有PAN108x 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。

    核心板目前有四个型号:

    • PAN1080LB5A Development Kit Core Std V3.0:其主控 SoC 型号为 PAN1080LB5(LQFP封装、1MB Flash、64 Pin)

    • PAN1080UB1A Development Kit Core Std V3.0:其主控 SoC 型号为 PAN1080UB1(QFN封装、1MB Flash、32 Pin)

    • PAN1080UA3C Development Kit Core Std V3.0:其主控 SoC 型号为 PAN1080UA3(QFN封装、512KB Flash、48 Pin)

    • PAN1081UB1A Development Kit Core Std V3.0:其主控 SoC 型号为 PAN1081UB1(QFN封装、1MB Flash、32 Pin、ANT专用版)

    • PAN1082UA1C Development Kit Core Std V3.0:其主控 SoC 型号为 PAN1082UA1(QFN封装、512KB Flash、32 Pin)

  • 底板上提供了诸多PAN108x SoC支持的外设模块,其中包含:

    • 电源管理系统、USB_Type-C转串口模块、电机驱动模块、RGB三色灯、三轴加速度传感器、外部SPI FLASH、无源蜂鸣器、独立按键、可调电阻、红外模块,模式切换开关等;

    • USB-Type-C接口、USB_Type-C转串口接口、鼠标接口,矩阵按键接口、音频接口、OLED显示屏接口、电机驱动接口、全GPIO测试接口等。

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PAN108x EVB V2.0 实物图

2 开发板硬件资源

2.1 PAN108x最小系统

PAN108x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:

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最小系统板三维图

核心板搭载PAN108x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GPIO,PAN108x核心板原理图如下所示:

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QFN32封装核心板原理图

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QFN48封装核心板原理图

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LQFP64封装核心板原理图

2.2 电源模块

PAN108x 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:

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电源模块原理图

EVB开发板左侧有两个USB-Type-C接口U5U7,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:

  • U7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PAN108x SOC的USB模块;

  • U5USB转UART模块的USB端接口,使用跳线帽将EVB底板的TX0/RX0分别与SoC的P00/P01引脚相连,即可通过USB转串口模块,实现PAN1080 SOC的UART0与PC进行通信;

    :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LDO档位,此时稳压芯片VR1、U3、U4工作,电源指示灯D5、D6、D7、D8常亮。另外,还需要将VBAT、VIPIO2、VDD用跳线帽与POWER_3V3短接。

一种典型的供电方法如下图所示:

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供电方式示意图

其中:

  1. U5连接至PC(图注1);

  2. 拨动开关SW2 往左拨到LDO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),黄灯亮(LED-D8,LDO2.5V输出);

  3. 使用跳线帽短接图右侧排针P11,作用是VCC3V3分别连接至VBATVIPIO2VDD图注3)。

    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PAN108x 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,则拨动开关SW2 往右拨到BAT档位即可。

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,该排针接口位于整板左上方。

一种典型的使用方法如下图所示:

  1. JLINK下载器插到左上方SWD接口J4

  2. 供电方式参考上文。

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JLink连线

2.4 USB转串口模块

PAN108x SoC的P00P01引脚可通过软件配置成UART串口功能,然后通过CH343模块转为USB_Type-C接口。

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USB转UART模块原理图

USB转UART模块使用U5 USB_Type-C接口,需要使用跳线帽短接排针P2的两对引脚:TX0连接到P00RX0连接到P01(流控还需将CTS0连接到P02RTS0连接到P03),如下图所示:

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USB转UART模块实物接线图

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。

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RGB灯原理图

为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针P2的三对引脚:RGBR连接到P10RGBG连接到P11RGBB连接到P16,如下图所示:

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RGB灯实物图

2.6 USB模块

开发板提供一个USB_Type-C接口,原理图如下:

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USB模块外围电路原理图

为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针P2的两对引脚:USBDM连接到P02USBDP连接到P03,如下图所示:

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USB模块外围电路实物图

2.7 运动传感器

开发板搭载了三轴加速度计传感器SC7A20,提供了IIC接口与主控芯片进行通信,IIC通信地址为:0X18,原理图如下:

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G-Sensor 模块原理图

为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针P10的两对引脚:P01连接到SDA0 A2P00连接到SCL0 A2,如下图所示:

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G-Sensor 模块实物接线图

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:

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OLED模块原理图

为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针P7的5对引脚:P03连接到CLKP30连接到MOSIP11连接到RSTP10连接到DCP02连接到CS,如下图所示:

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OLED模块接线实物图

: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1MB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:

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外部 SPI Flash 模块原理图

为使用时此模块,需要使用跳线帽短接排针P7的4对引脚:P31连接到MISOP02连接到CSP03连接到SCKP30连接到MOSI,如下图所示:

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外部 SPI Flash 模块实物接线图

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PAN108x SoC通过PWM输出2KHz~3KHz频率的方波控制发声,其原理图如下:

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蜂鸣器模块原理图

为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针P7的一对引脚:P24连接到BUZAER,如下图所示:

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蜂鸣器模块实物接线图

2.11 可调电阻

开发板搭载了一个最大阻值为10K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PAN108x SoC的ADC(模数转换器)采样功能,其原理图如下:

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可调电阻原理图

为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针P2的一对引脚:P20连接到ADC,如下图所示:

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ADC模块示例接线图

2.12 轻触按键

开发板底板配备了4个按键:2个普通GPIO按键、1个低功耗唤醒按键和1个复位按键。其中:

  • 按键K1可通过跳线帽连接至PAN108x SoC的RST引脚,用于控制芯片复位;

  • 按键K2可通过跳线帽连接至PAN108x SoC的P56引脚,在PAN108x 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。

  • 按键K3K4连接至PAN108x SoC的GPIO口P04P05,当做普通按键使用;

按键,原理图如下:

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按键原理图

为正常使用所有按键,需要将GPIO内部上拉电阻开关打开,PCBA如下图所示:

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按键图

2.13 电机驱动

开发板搭载一颗N沟道MOSFET做驱动,可用于驱动一个直流电机或其他负载,能够提供2A以上的驱动电流,其原理图如下:

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电机驱动模块原理图

为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针P7的一对引脚:P10连接到MOTOR,并在J2T1、T2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GPIOPWM等控制驱动器的输出,如下图所示:

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电机驱动模块实物接线图

注意

该器件仅可在USB供电方式下使用。

2.14 音频接口

开发板预留I2S SlaveI2C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:

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音频接口原理图

为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针P72的7对引脚:P40连接到I2SS_CLKP41连接到I2SS_DIP42连接到I2SS_DOP43连接到I2SS_MCLKP44连接到I2SS_WSP01连接到SDA0_A1P00连接到SCL0_A1,如下图所示:

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音频接口实物接线图

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P11使用跳线帽短接,将1V8电源灌入AUDVDD。

2.15 模式切换开关

开发板支持多模(USB/BLE/2.4G)HID开发,为此搭载有一个拨动开关,其中P30P31可通过拨动开关可以切换(BLE/2.4G)2个状态,模拟HID切换模式,其原理图如下:

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模式切换开关原理图

为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针P10的4对引脚:P30连接到MOD IO1P31连接到MOD IO2P40连接到SDA0 BP41连接到SCL0 B,如下图所示:

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模式切换开关实物接线图

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:

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键盘接口引脚定义

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键盘接口原理图

此模块接口直接将PAN108x 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:

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键盘接口实物图

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,其原理图如下:

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红外模块原理图

为使用此模块,需要使用跳线帽短接排针P7的两对引脚:P20连接IR-RXP21连接IR-TX,如下图所示:

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红外模块实物接线图

3 更多信息

  1. PAN108x SoC 产品说明书,请查阅 PAN108x Development Kit 04_DOC/07_others 目录下的相关内容;

  2. PAN108x SoC 板级硬件参考设计,请查阅 PAN108x 硬件参考设计

  3. PAN108x EVB 开发板电路图,请查阅 PAN108x Development Kit 02_HDK 目录下的相关内容;