AN-7597:MAX14906PMB#配合TMCM-0960-MotionPy 使用
引言
本文介绍了MAX14906PMB#如何配合TMCM-0960-MotionPy V2.1使用。MAX14906PMB#是一款外设模块，用于快速搭建基于MAX14906 工业数字输入/数字输出器件的原型设计。该器件有四个通道，每个通道可单独配置为高边开关、推挽驱动器、1/3型数字输入或2型数字输入。欲了解更多信息，请参阅 MAX14906数据手册和 MAX14906PMB#产品页面。MAX14906 的基本功能在MicroPython 环境中实现，可在TMCM-0960-MotionPy板上使用。本文简要说明了如何使用这些基本功能，并概述了如何设置示例。
要求
- MAX14906PMB#，包含24V DC电源适配器
- USB-C电缆
- TMCM-0960-MotionPy V2.1 按照 AN061所述进行设置
- 端口连接到TMCM-0960-MotionPy 板
连接PmodTM板
MAX14906 利用 SPI 接口与主机控制器通信，该接口可通过 TMCM-0960-MotionPy V2.1 板上的PMOD1 和 PMOD2 连接器进行访问。默认连接对应于表 1 和图 2 所示的 PMOD1 连接器，MAX14906PMB#为从器件，TMCM-0960-MotionPy 为主器件。除了四个 SPI 信号（CS、SCLK、MOSI 和MISO）之外，还可以通过适当的GPIO引脚访问READY、SYNCH、EN和FAULT信号。
| MAX14906PMB# J1 信号 | MAX14906PMB# J1 引脚编号 （注2） | TMCM-0960-MotionPy PMOD1信号 | TMCM-0960 MotionPy PMOD1 引脚编号（注2） | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| DIO_SPI_SCLK | 4 | SPI1_SCLK | 7 | 串行时钟 |
| DIO_SPI_MISO | 3 | SPI1_MISO | 5 | 主器件串行数据输入，从器件串行 数据输出 |
| DIO_SPI_MOSI | 2 | SPI1_MOSI | 3 | 主器件串行数据输出，从器件串行 数据输入 |
| DIO_SPI_CSB | 1 | CS01 | 1 | 片选 |
| DIO_EN | 10 | GPO3 | 8 | MAX14906 DOI 使能输入 |
| DIO_SYNCH | 9 | GPO2 | 6 | MAX14906 SYNCH 控制输入 |
| DIO_READYB | 8 | GPO1 | 4 | MAX14906 逻辑电源就绪输出 |
| DIO_FAULTB | 7 | CS02 | 2 | MAX14906 诊断故障输出 |
注1：在TMCM-0960-MotionPy V2.1原理图上，Pmod连接器标记为PMOD0和PMOD1，但在PCB丝印层上，它们标记为PMOD1和PMOD2。 在Python 驱动程序中，连接器变量称为pmod1和pmod2。
注2：在MAX14906PMB#上，连接器J1编号约定为：外行1至6，内行7至12。但在TMCM-0960-MotionPy V2.1上，Pmod连接器编号约 定为：一行上为1、3、5、7、9、11，另一行上为2、4、6、8、10、12。尽管编号方式不同，但物理信号映射是一致的。
结构和函数
MAX14906 通过 SPI 接口与主机控制器通信。max14906.py 脚本中已经实现了 SPI 初始化、寄存器读写、基本配置和监控。有关TMCM-0960-MotionPy及其文件系统的更多信息，请参阅AN061。
基本函数read(addr)和write(addr, data)用于读取和写入 MAX14906 中的寄存器。要将特定通道设置为数字输出或数字输入，可以使用set_DO(channel)和set_DI(channel)。
如果通道配置为数字输出，可以使用 static_high_mode(channel)或 static_low_mode(channel)开启或关闭通道。MAX14906 为每个通道提供了四种数字输出工作模式（高边模式、2倍冲击电流的高边模式、有源推挽模式和简单推挽模式），并为每个通道提供了四个限流值（130mA、300mA、600mA和1.2A）。这些模式和限流值可通 high_side_mode(channel)、high_side_modex2(channel)、 push_pull_mode_active(channel)、push_pull_mode_simple(channel)和 current_lim_set(channel, setCurr) 进行配置。high_z_mode(channel)函数用于将通道配置为低漏电流高阻抗模式。
如果通道配置为数字输入，DI_type(type)可用于将所有数字输入通道配置为1/3 型或2 型。欲了解更多信息，请参阅MAX14906数据手册。
注：由于内部电流沉全局设置为1/3型或2型，因此输入类型无法混用。如果选择2型，则所有数字输入通道都将设置为2型。
表 2 包含了 max14906.py 中实现的全部函数列表。欲了解完整寄存器映射和器件特性，请参阅MAX14906 数据手册。
| 函数 | 参数 | 说明 |
|---|---|---|
| read(addr) | addr（十六进制）：有效寄存器地址 | 读取寄存器内容并验证CRC。返回24位二进制字 符串。 |
| write(addr, data = "00000000") | addr（十六进制）：有效寄存器地址 data（字符串）：要写入寄存器的二进制字符串 | 将数据写入寄存器并验证CRC。返回24位二进制字符串。 |
| set_DO(channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 将指定通道设置为数字输出，并将输出设置为低 电平。 |
| set_DI(channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 将指定通道设置为数字输入。 |
| high_z_mode(channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 将指定通道设置为高阻模式。 |
| static_low_mode(channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 将指定通道设置为数字输出静态低电平。 |
| static_high_mode(channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 将指定通道设置为数字输出静态高电平。 |
| high_side_mode(channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 将指定通道设置为DO高边模式。 |
| high_side_modex2(channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 将指定通道设置为具有2倍冲击电流的DO高边 模式。 |
| push_pull_mode_active(channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 将指定通道设置为DO有源推挽模式。 |
| push_pull_mode_simple(channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 将指定通道设置为DO简单推挽模式。 |
| current_lim_set(channel, setCurr) | channel（整数）：1、2、3、4 setCurr（字符串）："600mA"、 "130mA"、"300mA"、"1.2A" | 将指定通道输出限流值设置为600mA、130mA、300mA 或1.2A。 |
| DI_type(type) | type（整数）：1、2、3 | 将所有通道的数字输入类型配置为1/3型或 2 型。 |
| read_DI(channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 读取指定通道的数字输入逻辑电平。返回“0”表示逻辑低电平，返回“1”表示逻辑高电平。 |
| SLED_control(enable = 1) | enable（整数）：0、1 | 使能或禁用用户对SLED的控制。如果禁用，SLED 将由MAX14906自主控制。 |
| set_SLED(LED, val) | LED（整数）：1、2、3、4 val（整数）：0（ 关 ）， 1（开） | 开启或关闭特定SLED LED。 |
| FLED_control(enable = 1) | enable（整数）：0、1 | 使能或禁用用户对FLED的控制。如果禁用，FLED 将由MAX14906自主控制。 |
| set_FLED(FLED, val) | LED（整数）：1、2、3、4 val（整数）：0（ 关 ）， 1（开） | 开启或关闭特定FLED LED。 |
| EN(val) | val（整数）：0（禁用），1（使能） | 驱动至高电平将使能所有DOI通道。驱动至低电平将禁用所有DOI通道。 |
| SYNCH(val) | val（整数）：0（ 关 ）， 1（开） | 将SYNCH驱动至低电平时，DOI输出不会改变，DOI 输入电平不会更新。将SYNCH驱动至高电平时，DOI输出状态和DOI输入状态会立即更新。在DO模式下，输出在SYNCH上升沿更新。在DO和DI模式下，逻辑电平在SYNCH下降沿读取并锁存。 |
| enable_fault_latching(latching = 1) | 锁存（整数）：0（禁用），1（使能） | 使能或禁用诊断故障位的锁存，包括开路故障和VDD短路故障。 |
| read_global_err() | -- | 读取全局错误寄存器，以二进制字符串形式返回数据字节。 |
| check_fault() | -- | 如果FAULT 信号有效则返回True， 如果FAULT 信号无效则返回False。 |
| enable_OW_fault (channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 使能特定通道的开路检测。 |
| disable_OW_fault(channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 禁用特定通道的开路检测。 |
| read_OW_fault() | -- | 返回所有四个通道的开路故障位， 0 表示无故障，1表示有故障。 第一位代表通道4，最后一位代表通道1。 |
| enable_ShVDD(channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 使能特定通道的VDD短路检测。 |
| disable_ShVDD(channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 禁用特定通道的VDD短路检测。 |
| read_ShVDD_fault() | -- | 返回所有四个通道的VDD短路故障位，0表示无故障，1表示有故障。第一位代表通道4，最后一位代表通道1。 |
| enable_GDrv(channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 使能特定通道上外部PMOS的栅极驱动器。 |
| disable_GDrv(channel) | channel（整数）：1、2、3、4 | 禁用特定通道上外部PMOS的栅极驱动器。 |
| read_Interrupt() | -- | 以二进制字符串形式返回中断寄存器的内容。 |
| masking(bit, enable = 1) | bit（整数）：0、1、2、3、4、5、6、7 enable（整数）：0、1 | 屏蔽指定的诊断故障(enable = 1)，使其不会将FAULT 引脚置为有效；或者移除屏蔽(enable = 0)。有关哪个位对应哪个故障的详细信息，请参阅MAX14906数据手册。 |
运行示例
首先，使用示例脚本 max14906pmb.py。如图 2 所示，将 MAX14906PMB#连接到 TMCM-0960 MotionPy，并将 24V 电源适配器连接到 MAX14906PMB#连接器 J3。使用 USB-C 线缆将 TMCM 0960-MotionPy 连接到 PC，并启动串行终端连接。可使用以下命令来执行示例脚本：
示例脚本将通道1设置为数字输出高边模式。它每2.5秒切换DOI1为高电平或低电平，并开启或关闭SLED1 LED。通道2配置为1/3型数字输入，每2.5秒读取一次。全局错误、开路故障和VDD短路故障均已使能，每个周期都会监控。脚本持续运行，直到用户终止。终端每个周期都会显示DOI 状态，如下所示：
该示例还以注释的形式提供了其他配置，供用户修改和试验。
参考资料/其他资源
MAX14906:
https://www.maximintegrated.com/en/products/interface/signal-integrity/MAX14906.html
MAX14906PMB#:
https://www.maximintegrated.com/en/products/interface/signal-integrity/MAX14906PMB.html
TMCM-0960-MotionPy V21:
https://www.trinamic.com/products/modules/details/tmcm-0960-motionpy-v21/
TMCM-0960-MotionPy V21 with TMCL-Modules:
https://www.trinamic.com/products/modules/details/tmcm-0960-motionpy/
商标
Pmod 是Digilent, Inc.的商标。