UJA1169A評估板：助力CAN網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的利器

在電子工程師的日常工作中，評估和開發(fā)新的芯片產(chǎn)品是一項(xiàng)重要任務(wù)。NXP的UJA1169A評估板為工程師們提供了一個(gè)便捷的平臺(tái)，用于測試和評估UJA1169A產(chǎn)品系列的特性。今天，我們就來詳細(xì)了解一下這款評估板。

文件下載：NXP Semiconductors UJA1169AXF-EVB評估板.pdf

一、評估板概述

UJA1169A評估板主要面向參與UJA1169A產(chǎn)品系列評估、設(shè)計(jì)、實(shí)施和驗(yàn)證的工程師。它旨在方便在各種微控制器IO接口環(huán)境中測試和評估UJA1169A的產(chǎn)品特性。評估板家族包含三款不同的變體板，分別是UJA1169AF - EVB、UJA1169AXF - EVB和UJA1169AF3 - EVB，通過這三款板子可以評估整個(gè)UJA1169A產(chǎn)品家族，而不僅僅是板載設(shè)備。

（一）評估板特性

評估板的尺寸為58.5 mm × 81.1 mm，僅包含支持UJA1169A基本功能所需的組件。所有板子都具備反向極性保護(hù)的電池供電電路、用于顯示BAT、V1、V2/VEXT和LIMP信號(hào)狀態(tài)的LED、用于熱管理的外部PNP晶體管、本地喚醒功能以及CAN總線終端。此外，板子還提供了多個(gè)間距為2.54 mm的排針，用于連接MCU接口和應(yīng)用信號(hào)，底部的排針與Arduino Uno引腳排列兼容，可直接連接到各種NXP MCU評估板。

二、評估板詳細(xì)連接說明

（一）接地連接

所有接地引腳都連接到接地平面，具體涉及的引腳包括J2 - 02、J3 - 07/12、J4 - 13、J5 - 11/13、J6 - 02/03和J9 - 02。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，確保接地連接的穩(wěn)定性對于減少干擾和保證電路正常工作至關(guān)重要。

（二）電源供應(yīng)連接

1. 電池連接：外部電源必須連接到電源插孔J6或2針排針J2。兩個(gè)供電電路都通過極性保護(hù)肖特基二極管D1進(jìn)行布線，以阻止反向電流。同時(shí)，提供了去耦電容C1和C2來穩(wěn)定輸入電壓并消除電池連接上的噪聲。當(dāng)連接12 V電源時(shí)，綠色LED D2會(huì)亮起。默認(rèn)情況下，UJA1169Ax - EVB評估板的電池電源通過Arduino連接器上的VIN引腳路由到MCU板，可通過移除跳線J8來禁用此功能。
2. V1/PNP連接：V1電源電壓由內(nèi)部5 V或3.3 V穩(wěn)壓器生成，具體取決于UJA1169A的變體，用于為外部微控制器供電并確定IO參考電平。V1輸出電壓可在連接器J3的引腳8處獲取，去耦電容C8用于穩(wěn)定輸出電壓和消除噪聲。LED D5用于指示V1的狀態(tài)。內(nèi)部V1電壓穩(wěn)壓器在不需要外部PNP晶體管的情況下可提供高達(dá)250 mA的電流，但如果有嚴(yán)格的熱要求，可以連接一個(gè)或多個(gè)外部PNP晶體管來分擔(dān)總V1負(fù)載電流。
   • UJA1169A帶一個(gè)PNP：默認(rèn)情況下，所有UJA1169Ax - EVB板都配備了一個(gè)板載PNP晶體管。分流電阻R13用于限制外部PNP晶體管的電流，上拉電阻R15用于防止PNP基極電壓浮動(dòng)，濾波電容C9用于保護(hù)V1免受電池線上射頻注入時(shí)的過電壓影響。
   • UJA1169A不帶外部PNP：在熱考慮不是關(guān)鍵的應(yīng)用中，可移除電阻R4和R10，使UJA1169Ax - EVB僅使用V1穩(wěn)壓器工作。
   • UJA1169Ax - EVB帶多個(gè)外部PNP：如果熱耗散過高，可通過排針J9并聯(lián)多個(gè)PNP晶體管，每個(gè)PNP需要一個(gè)發(fā)射極電阻來平衡器件之間的電流。
3. V2/VEXT連接：UJA1169A設(shè)備包含第二個(gè)片上5 V穩(wěn)壓器，V2為內(nèi)部CAN收發(fā)器和/或額外的板載硬件供電，VEXT用于為板外組件（如傳感器）供電。兩者都可提供高達(dá)100 mA的電流，去耦電容C10連接在引腳和地之間，LED D6用于指示V2/VEXT輸出是否激活。V2（UJA1169AF - EVB和UJA1169AF3 - EVB）或VEXT（UJA1169AXF - EVB）輸出電壓可在連接器J3的引腳10處獲取。

（三）CAN通信電路

UJA1169Ax - EVB評估板包含典型的CAN通信電路，CANH和CANL總線信號(hào)通過連接器J1輸出。板子配備了終端電阻R2和R3，可作為CAN網(wǎng)絡(luò)中的終端節(jié)點(diǎn)使用。如果CAN網(wǎng)絡(luò)兩端已經(jīng)有終端，建議移除R2和R3或用更高阻值的電阻替換，以確保總線上的阻抗符合CAN總線負(fù)載規(guī)范。

（四）喚醒選項(xiàng)

所有UJA1169A變體都支持睡眠模式，適用于對能量敏感的應(yīng)用。進(jìn)入睡眠模式后，設(shè)備將保持低功耗狀態(tài)，直到收到喚醒請求。喚醒事件可以通過CAN總線上的標(biāo)準(zhǔn)模式或?qū)Ｓ脝拘褞h(yuǎn)程觸發(fā)，也可以通過WAKE引腳本地觸發(fā)。所有三款評估板都具備本地喚醒測試電路，WAKE引腳默認(rèn)通過10 kΩ電阻R6和R7拉高，按下開關(guān)SW1可將其拉低。要測試本地喚醒功能，需先通過UJA1169A寄存器映射啟用本地喚醒。

（五）LIMP輸出

LIMP引腳可在頂側(cè)連接器J3上訪問，用于在ECU嚴(yán)重故障時(shí)提供“跛行回家”功能。LIMP是一個(gè)開漏低側(cè)輸出，可通過上拉電阻偏置到特定的應(yīng)用電壓電平。紅色LED D4在LIMP觸發(fā)時(shí)亮起。

（六）MCU接口

數(shù)字接口引腳位于頂側(cè)連接器J3和底側(cè)連接器J4上，其中TXD和RXD用于與MCU進(jìn)行CAN數(shù)據(jù)通信，其余四個(gè)引腳用于與MCU進(jìn)行SPI通信。雙向復(fù)位信號(hào)也可在J3和J5上訪問。

（七）復(fù)位連接

復(fù)位連接是SBC上的RSTN引腳與MCU之間的雙向信號(hào)，用于啟動(dòng)系統(tǒng)復(fù)位。評估板上在RSTN和V1之間連接了一個(gè)10 kΩ的上拉電阻，RSTN上的低電平觸發(fā)復(fù)位事件。

三、將UJA1169Ax - EVB連接到CAN網(wǎng)絡(luò)

在使用12 V電源為系統(tǒng)上電之前，需要滿足以下條件：

1. 將ECU中的所有板子連接到公共接地。
2. 將SPI引腳連接到MCU的SPI主設(shè)備：SDO連接到MISO，SDI連接到MOSI，SCK連接到SCK，SCSN連接到CS。
3. 將TXD/RXD引腳連接到MCU的CAN控制器TXD/RXD引腳。
4. 將RSTN連接到MCU的CAN控制器復(fù)位引腳。
5. 將CANH和CANL連接到CAN總線的雙絞線電纜。
6. 將V1連接到MCU的供電單元，對于UJA1169AXF - EVB，可將VEXT連接到需要5 V電源的外圍負(fù)載（可選）。

完成上述步驟后，可使用外部電池電源為ECU/EVB上電，UJA1169A將在強(qiáng)制正常模式（如果MTP未配置）或待機(jī)模式（如果MTP已配置）下啟動(dòng)，等待通過SPI接口從MCU接收命令。

四、FlexGUI：通過USB進(jìn)行交互式寄存器控制

（一）軟件包概述

UJA1169A評估板的FlexGUI軟件包可從www.nxp.com下載，包括flexGUI PC安裝程序和適用于所有支持的微控制器板的FlexGUI固件。

（二）使用S32K144EVB作為USB接口的準(zhǔn)備工作

在連接UJA1169Ax - EVB之前，需要將FlexGUI固件加載到S32K144EVB中。注意，固件編程的跳線設(shè)置與FlexGUI使用時(shí)的跳線設(shè)置不同。

1. FlexGUI固件安裝：將跳線設(shè)置為正確的固件編程位置，用USB電纜將板子連接到PC，等待PC識(shí)別新驅(qū)動(dòng)器“EVB - S32K144”，然后將固件文件復(fù)制到該驅(qū)動(dòng)器。
2. FlexGUI操作的硬件設(shè)置：在FlexGUI運(yùn)行時(shí)，SBC中的看門狗必須關(guān)閉。編程MTPNV內(nèi)存后會(huì)生成系統(tǒng)復(fù)位，之后需要重新建立FlexGUI與板子之間的連接。安裝FlexGUI固件后，需按照特定的跳線設(shè)置將UJA1169Ax - EVB插入微控制器板。

（三）在PC上安裝FlexGUI

雙擊文件NXP_UJA1169Ax_GUI - 1.0.0.msi開始安裝。

（四）使用FlexGUI

1. 啟動(dòng)FlexGUI應(yīng)用程序：可通過Windows開始菜單或桌面上的快捷符號(hào)啟動(dòng)FlexGUI，啟動(dòng)時(shí)會(huì)顯示評估板選擇窗口，選擇合適的板子并點(diǎn)擊OK，加載配置后顯示啟動(dòng)窗口。
2. 建立連接：先為UJA1169Ax - EVB提供電池電源，再用USB電纜將微控制器板連接到PC。點(diǎn)擊搜索按鈕檢測可用的串行連接，識(shí)別并選擇板子的COM端口，點(diǎn)擊Start啟用連接。如果FlexGUI在連接嘗試期間關(guān)閉，可能是用戶緩存中的jssc庫過時(shí)，可通過刪除該庫解決。
3. SPI速度選擇：可在FlexGUI窗口的左下角指定SPI速度。
4. RGB LED的交互式控制：在FlexGUI窗口中選擇Pins選項(xiàng)卡，可控制微控制器板上RGB LED的紅、綠、藍(lán)顏色分量。
5. 寄存器映射：點(diǎn)擊FlexGUI窗口中的相應(yīng)選項(xiàng)卡可顯示所選板子的寄存器映射，可交互式地讀取和寫入設(shè)備寄存器。寄存器分為組，可選擇寄存器組或單個(gè)寄存器，寄存器數(shù)據(jù)以十六進(jìn)制值、文本格式和顏色編碼按鈕的形式顯示。
6. 腳本編輯器：選擇Script editor選項(xiàng)卡可創(chuàng)建、執(zhí)行、加載和保存用于讀寫寄存器的命令序列，RGB LED設(shè)置也可包含在腳本中。腳本執(zhí)行會(huì)在Results窗口中記錄，可選擇連續(xù)執(zhí)行腳本，但使用PAUSE命令時(shí)不應(yīng)選擇自動(dòng)重復(fù)選項(xiàng)。
7. 讀寫操作日志：每次執(zhí)行的讀寫訪問都會(huì)記錄在FlexGUI窗口的左上角，可隨時(shí)將記錄的數(shù)據(jù)保存到日志文件，并通過Log Level過濾器選項(xiàng)定制記錄數(shù)據(jù)。
8. SBC在睡眠模式下的使用限制：成功執(zhí)行睡眠模式命令后，SBC會(huì)關(guān)閉為微控制器供電的V1輸出，導(dǎo)致GUI與SBC之間的連接在短時(shí)間后丟失。要恢復(fù)GUI操作，需通過啟用的喚醒源喚醒SBC，然后重新連接GUI與板子。

UJA1169A評估板為工程師提供了一個(gè)全面的平臺(tái)，用于評估和開發(fā)UJA1169A產(chǎn)品系列。通過詳細(xì)了解評估板的連接、功能和FlexGUI的使用，工程師可以更高效地進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)和測試工作。大家在使用過程中有沒有遇到什么特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。