嵌入式必學(xué)！硬件資源接口詳解——基于ARM AM335X開發(fā)板 （下）

前 言

本文檔主要介紹嵌入式初級學(xué)習者，在使用核心板/開發(fā)板過程中，所做的一些硬件接口資源以及設(shè)計注意事項等內(nèi)容。本篇文章是基于創(chuàng)龍科技TL335x-EVM-S開發(fā)板，它是一款基于TI Sitara系列AM3352/AM3354/AM3359 ARM Cortex-A8高性能低功耗處理器設(shè)計的評估板。

評估板接口資源豐富，引出雙路千兆網(wǎng)口、LCD、HDMI、GPMC、CAN等接口，方便用戶快速進行產(chǎn)品方案評估與技術(shù)預(yù)研，應(yīng)用在通訊管理、數(shù)據(jù)采集、人機交互、運動控制、智能電力等典型領(lǐng)域。

AM335x的IO電平標準一般為3.3V，上拉電源一般不超過3.3V，當外接信號電平與IO電平不匹配時，中間需增加電平轉(zhuǎn)換芯片或信號隔離芯片。按鍵或接口需考慮ESD設(shè)計，ESD器件選型時需注意結(jié)電容是否偏大，否則可能會影響到信號通信。

LCD接口

CON15為LCD電阻觸摸屏接口，采用40pin FFC連接器，間距0.5mm。

圖 16

圖 17

設(shè)計注意事項：

1. 評估板默認上電使能GPE0（背光使能）引腳，底板設(shè)計時請根據(jù)自選屏幕確認是否支持上電使能LCD背光。如需通過軟件控制LCD背光功能，建議使用GPIO引腳來控制GPE0，且外部默認下拉關(guān)閉背光使能。
2. 通過C12/MCASP0_AHCLKR/ECAP2_IN_PWM2_OUT/GPIO3[17]引腳輸出PWM控制LCD背光，外部下拉4K7電阻到地。

KEY

評估板具有5個按鍵，包含1個系統(tǒng)復(fù)位按鍵(KEY1,WARM RESET)、1個電源復(fù)位按鍵(KEY2,POWER ON)、1個喚醒按鍵（KEY3,WAKE UP)、1個非屏蔽中斷按鍵(KEY4,nMNI)、1個用戶輸入按鍵(KEY5,USER)。

圖 18

圖 19

圖 20

設(shè)計注意事項：

（1）RESETn_IN為核心板的復(fù)位輸入，核心板內(nèi)部已設(shè)計上拉電阻10K，默認情況可懸空處理。

（2）PMIC_POWERON直接由PMIC的PMIC_PB_IN引腳引出，長按8s以上PMIC將保持復(fù)位，松開按鍵再觸按一次，PMIC將重新上電核心電源。PMIC_PB_IN在PMIC內(nèi)部已上拉100K電阻至5V，默認情況可懸空處理。

（3）C5/EXT_WAKEUP直連AM335x的EXT_WAKEUP引腳，僅用于RTC-Only模式（系統(tǒng)默認為Active模式）。核心板內(nèi)部已設(shè)計上拉10K電阻至1.8V，默認情況可懸空處理。

（4）B18/nNMI為非屏蔽中斷功能，核心板內(nèi)部已設(shè)計上拉電阻10K，默認情況可懸空處理。

串口

評估板具有3個串口，CON4為USB TO UART3，CON6為RS232 UART0，CON8為RS485 UART1。

USB TO UART3串口

通過CH340T芯片將UART3轉(zhuǎn)成Micro USB接口，作為系統(tǒng)調(diào)試串口使用。

圖 21

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RS232 UART0串口

通過SP3232EEY串口電平轉(zhuǎn)換芯片將UART0轉(zhuǎn)換為RS232串口，使用9針DB9接口。

圖 23

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RS485 UART1串口

通過隔離收發(fā)器ISO3082DW，將UART1轉(zhuǎn)換為RS485串口，接口使用3pin 3.81mm綠色端子方式。

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Micro SD接口

CON5為Micro SD卡接口，通過MMC0總線引出，采用4bit數(shù)據(jù)線模式。

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圖 28

設(shè)計注意事項：

1. 需將TF座子外殼的SHIELD[1:4]接到數(shù)字地。

RTC

CON3為RTC座，適配紐扣電池ML2032（3V可充）。RTC電路使用DS1340Z-33+芯片實現(xiàn)外部RTC功能，通過I2C0總線連接至CPU。

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圖 30

設(shè)計注意事項：

1. 如需使用不可充電紐扣電池CR2032，請將D2二極管和R83電阻空貼。

USB接口

CON1和CON11是雙路USB 2.0 HOST接口，采用雙層Type-A型連接器，CON10為USB 2.0 DRD，采用Micro USB連接器。

USB 2.0 HOST接口

通過USB 2.0 HUB芯片將USB0總線(USB 2.0)拓展為4路USB 2.0 HOST接口。

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圖 32

USB 2.0 DRD接口

USB 2.0 DRD直接由USB1總線(USB 2.0)引出，支持軟件切換為HOST或DEVICE模式。

圖 33

圖 34

設(shè)計注意事項：

（1）F15/USB1_DRVVBUS引腳可用作USB1的DRVVBUS或GPIO功能，評估板方案中用作USB1的DRVVBUS功能。

Ethernet接口

CON18為RGMII1 ETH千兆網(wǎng)口，CON19為RGMII2 ETH千兆網(wǎng)口。RJ45連接器已內(nèi)置隔離變壓器。

AM335x內(nèi)部集成2個GMAC控制器，支持2路RGMII千兆網(wǎng)口。由于RGMII2與MII1_PRUSS1總線存在引腳復(fù)用關(guān)系，因此在底板設(shè)計時可支持如下網(wǎng)絡(luò)電路搭配：

1. 2路RGMII千兆網(wǎng)口。
2. 2路RGMII千兆網(wǎng)口、1路PRU百兆網(wǎng)口（僅限AM3359）。
3. 1路RGMII千兆網(wǎng)口、2路PRU百兆網(wǎng)口（僅限AM3359）。

圖 35

圖 36

圖 37

設(shè)計注意事項：

1. RGMII總線與收發(fā)器之間串聯(lián)22R電阻。
2. 模擬電源與數(shù)字電源通過磁珠隔離。1.2V電源方案需滿足500mA供電要求，建議參考評估板使用DCDC方案，若需使用LDO方案，注意考慮熱設(shè)計，避免LDO發(fā)熱過燙。
3. XI、XO引腳接入25MHz無源晶振。為便于晶振起振，XI、XO之間可增加并聯(lián)1MΩ電阻。如需使用25MHz有源晶振，可從XI引腳接入，XO引腳懸空處理。
4. KSZ9031RNXIA芯片要求在供電穩(wěn)定后，保持10ms后再拉高復(fù)位信號。推薦參考評估底板的復(fù)位電路方案。

HDMI OUT接口

J1為HDMI OUT視頻輸出接口。HDMI通過I2C1配置，其中CPI of HDMI Transmitter的I2C地址為0x3B，TPI of HDMI Transmitter的I2C地址為0x62。

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設(shè)計注意事項：

1. E17/I2C1_SCL/GPIO1[9]、E18/I2C1_SDA/GPIO[8]引腳在評估底板已上拉2.2K電阻至3.3V電源。
2. 請勿將HDMI座子輸出的VDD_5V_HDMICONN電源用于其他負載供電。
3. HDMI座子的HPLG信號需下拉10K電阻到地，當外部設(shè)備接入時，會將此信號拉高。

CAN接口

CON9為CAN0接口，采用3pin 3.81mm綠色端子方式。

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FRAM

U9為FRAM鐵電芯片，大小為512Byte，可用于存儲用戶配置數(shù)據(jù)，連接至I2C0總線，兩個頁的I2C設(shè)備地址分別為0x50和0x51。

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設(shè)計注意事項：

1. I2C0已在核心板內(nèi)部設(shè)計4.7K上拉電阻，在底板設(shè)計時可不設(shè)計上拉電阻。

ADC接口

J2為1x 8-ch 12-Bit ADC接口，200K Samples Per Second，2x 5pin排針方式，間距2.54mm，電壓輸入范圍一般為0~1.8V。

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圖 46

設(shè)計注意事項：

1. ADC輸入電壓范圍為0~1.8V，設(shè)計時需要注意輸入信號不能超過以上要求范圍，否則可能會損壞核心板。

拓展IO信號接口

J3為排針拓展接口，2x 12pin規(guī)格，間距2.54mm，包含GPMC、GPIO等拓展信號。

J4為排針拓展接口，2x 15pin規(guī)格，間距2.54mm，包含McASP、I2C、GPIO等拓展信號。

圖 47 J3拓展接口

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圖 49 J4拓展接口

圖 50