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作者：Wade Bussing，
Allegro MicroSystems, LLC
介紹
Allegro 的 ASEK 編程工具允許用戶輕松連接、設(shè)置和評(píng)估 Allegro 傳感器 IC，以滿足不同應(yīng)用的需求。 Allegro 編程器適合與特定器件的子板連用。但它們常用于連接試驗(yàn)臺(tái)和定制模塊。Allegro 編程器與這些模塊之間的連接設(shè)置并不理想，它通常包含很長(zhǎng)的測(cè)試引線和外部組件，它們可能影響傳輸信號(hào)的質(zhì)量。這些劣化的信號(hào)會(huì)導(dǎo)致編程器無(wú)法與 Allegro 傳感器 IC 可靠地通信。Allegro A1341 高精度線性傳感器 IC 在本報(bào)告中用作試驗(yàn) IC，但這種概念和技術(shù)可應(yīng)用于許多執(zhí)行類(lèi)似通信協(xié)議的 Allegro 傳感器 IC 系列。
試驗(yàn)裝置
為滿足試驗(yàn)要求，需要使用一個(gè)接口盒和定制夾具（帶 2 英尺接線）構(gòu)建一個(gè)非理想的試驗(yàn)裝置。這些條件與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境類(lèi)似。圖 1 中的方框圖顯示了 Allegro 傳感器 IC 與 ASEK 編程器之間采用的連接。
此項(xiàng)評(píng)估采用了 ASEK-05；但這些相同的調(diào)試技術(shù)也適用于 Allegro ASEK-20 編程器（新一代編程器）。
圖 1：試驗(yàn)原理圖
除了長(zhǎng)引線和夾具之外，還有一些傳感器外部的組件會(huì)影響傳輸信號(hào)的狀態(tài)。例如，A1341 的輸出端需要安裝一個(gè)上拉電阻，以確保進(jìn)行 PWM 和 SENT 操作（此處由 ASEK 編程器提供）。為順利進(jìn)行下列試驗(yàn)，可在 A1341 的 VCC 和 GND 引腳之間連接一個(gè)10 或 100 nF 的旁路電容。
軟件與 ASEK 編程器
Allegro 已研發(fā)出與 ASEK 編程器連用的特定器件的軟件。登錄 Allegro MicroSystems 的軟件門(mén)戶網(wǎng)站(https://registration.allegromicro.com) 可找到該軟件。
進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，需要使用 A1341 示例編程器控制 ASEK-05 編程器。圖 2 顯示了 A1341 示例編程器和 ASEK-05 使用的設(shè)置。
圖 2：采用 ASEK-05 的100 kbps 設(shè)置
典型容性負(fù)載
在小容性負(fù)載 (1 - 10 nF) 條件下， ASEK-05 能以最快100 kbps 的傳輸率，通過(guò)曼徹斯特編碼器與器件通信，即使線束很長(zhǎng)也沒(méi)問(wèn)題。圖 3 中的示波器圖顯示了通過(guò)長(zhǎng)線束成功傳輸?shù)穆鼜厮固叵ⅰ?/p>
注意，串口高電平正好到 8 V，串口低電平從未低于 5 V。這些都是 Allegro A1341 線性傳感器 IC 的預(yù)期電平。不同器件系列之間的串口高電平和串口低電平規(guī)范有所不同。參閱每種特定器件的數(shù)據(jù)表。
圖 4 顯示了在100 kbps 的傳輸率下，使用100 nF 旁路電容時(shí)，通過(guò)長(zhǎng)線束傳輸?shù)穆鼜厮固叵⑹窃鯓恿踊摹?/p>
器件會(huì)定期解讀這種格式的消息，但并不可靠。它會(huì)發(fā)出惱人的嗡嗡聲，而且串口低電平會(huì)顯著下降，進(jìn)而導(dǎo)致器件短暫關(guān)閉。
圖 3：采用 ASEK-05 和 10 nF 旁路電容的100 kpbs 曼徹斯特編碼器
圖 4：在 100 kbps 條件下，通過(guò)長(zhǎng)線束和 100 nF 旁路電容傳輸?shù)牧踊鼜厮固叵⑿蛄?/strong>
ASEK 設(shè)置
本節(jié)總結(jié)了一些 A1341 示例編程器可用的設(shè)置。其目的是調(diào)節(jié)曼徹斯特編程器的通信，確保 Allegro 器件能正確讀取消息，即使在長(zhǎng)線束和大電容條件下也不例外。
可修改的一個(gè)參數(shù)是曼徹斯特編碼器的通信速度。在長(zhǎng)線束和 100 nF 電容的條件下，曼徹斯特編碼器的通信速度可降至 40 kbps。
圖 5 中的示波器圖顯示了產(chǎn)生的波形。A1341 的串行脈沖在正確的電平穩(wěn)定，但一些波峰仍然存在。另一個(gè)可修改的參數(shù)是 ASEK-05 的轉(zhuǎn)換率。
轉(zhuǎn)換速率從 4 V/μs 降至 0.8 V/μs，因而顯著減小了波峰，如圖 6 所示。
圖 5：在 40 kbps 條件下，使用 100 nF 旁路電容和長(zhǎng)線束的 ASEK-05 產(chǎn)生的曼徹斯特波形
圖 6：在 40 kbps、轉(zhuǎn)換率變慢和 100 nF 旁路電容的條件下，通過(guò) ASEK-05 向器件成功傳輸曼徹斯特消息
讀取器件的響應(yīng)
ASEK 編程器發(fā)送的消息只是編程公式的一方面。下節(jié)將為您介紹怎樣有效讀取 Allegro 傳感器 IC 發(fā)回 ASEK 編程器的消息。
參閱圖 7 顯示的 A1341 成功發(fā)送的曼徹斯特響應(yīng)。
圖 7：A1341 通過(guò)曼徹斯特編碼器響應(yīng)讀取請(qǐng)求
圖 8 中的范圍圖顯示了增加負(fù)載電容如何影響器件返回的響應(yīng)。淺粉色通道顯示了 A1341 傳感器 IC 對(duì) 1 nF 負(fù)載電容的響應(yīng)，深紅色通道顯示了它對(duì) 10 nF 負(fù)載電容的響應(yīng)。這些堆積圖清楚顯示了負(fù)載電容對(duì)器件響應(yīng)的影響。
圖 7：A1341 通過(guò)曼徹斯特編碼器響應(yīng)讀取請(qǐng)求
器件對(duì) 1 nF 負(fù)載的響應(yīng)是不理想的，但 ASEK 編碼器能正確讀取。
要改善 10 nF 負(fù)載條件下的波形，需要在通信設(shè)置面板中，將通信速度減慢至 15 kbps。這能使加載輸出返回到正常水平。 波形仍不理想，但 ASEK 編碼器能正確解讀。
ASEK 比較曼徹斯特消息時(shí)的閾值隨之減小。“閾值”從 3 V 變?yōu)?2 V。圖 9 和圖 10 顯示了 ASEK 的設(shè)置和產(chǎn)生的波形。
圖 9: 10 nF 負(fù)載電容下的 A1341 的 ASEK 設(shè)置
圖 10：10 nF 負(fù)載電容下，A1341 器件對(duì)讀取請(qǐng)求的響應(yīng)
ASEK-20
ASEK-05 與 ASEK-20 編程器同時(shí)支持一些器件系列。ASEK-20 是一種靈活的編程系統(tǒng)，它支持多種器件系列和協(xié)議（包括 I2C、SPI 和曼徹斯特協(xié)議）。ASEK-05 與 ASEK-20 之間的許多設(shè)置都是相同的，但 ASEK-20 的曼徹斯特通信速度限定為更低的速率。
總結(jié)
Allegro ASEK 編程器支持多種器件系列和數(shù)字通信協(xié)議；但外部連接和器件負(fù)載可能影響編程的順利進(jìn)行。ASEK 編程器的默認(rèn)設(shè)置不能保證一直與器件正常通信。在不同條件下，通信速度、轉(zhuǎn)換率和脈沖電流的正確組合會(huì)不斷變化。
特定選項(xiàng)可能只適用于特定器件，適用于一個(gè)器件系列的設(shè)置不一定適用于其他系列。
本文介紹的技術(shù)有助于在非理想條件下提高 Allegro 傳感器 IC 與 ASEK 編程器之間通信的可靠性。
所有試驗(yàn)都是使用 A1341 高精度線性霍爾效應(yīng)傳感器 IC 專(zhuān)用的 Allegro 示例編程器完成的。請(qǐng)?jiān)L問(wèn) Allegro Microsystem 的軟件門(mén)戶網(wǎng)站 (https://registration.allegromicro.com) 下載適用于 Allegro 傳感器 IC 的正確編程軟件。
