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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、設置和評估 Allegro 傳感器 IC，以滿足不同應用的需求。 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臺和定制模塊。Allegro 編程器與這些模塊之間的連接設置并不理想，它通常包含很長的測試引線和外部組件，它們可能影響傳輸信號的質量。這些劣化的信號會導致編程器無法與 Allegro 傳感器 IC 可靠地通信。Allegro A1341 高精度線性傳感器 IC 在本報告中用作試驗 IC，但這種概念和技術可應用于許多執(zhí)行類似通信協議的 Allegro 傳感器 IC 系列。

試驗裝置

為滿足試驗要求，需要使用一個接口盒和定制夾具（帶 2 英尺接線）構建一個非理想的試驗裝置。這些條件與實驗室環(huán)境類似。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。

此項評估采用了 ASEK-05；但這些相同的調試技術也適用于 Allegro ASEK-20 編程器（新一代編程器）。

圖 1：試驗原理圖

除了長引線和夾具之外，還有一些傳感器外部的組件會影響傳輸信號的狀態(tài)。例如，A1341 的輸出端需要安裝一個上拉電阻，以確保進行 PWM 和 SENT 操作（此處由 ASEK 編程器提供）。為順利進行下列試驗，可在 A1341 的 VCC 和 GND 引腳之間連接一個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 的軟件門戶網站(https://registration.allegromicro.com) 可找到該軟件。

進行試驗時，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 使用的設置。

圖 2：采用 ASEK-05 的100 kbps 設置

典型容性負載

在小容性負載 (1 - 10 nF) 條件下， ASEK-05 能以最快100 kbps 的傳輸率，通過曼徹斯特編碼器與器件通信，即使線束很長也沒問題。圖 3 中的示波器圖顯示了通過長線束成功傳輸的曼徹斯特消息。

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據表。

圖 4 顯示了在100 kbps 的傳輸率下，使用100 nF 旁路電容時，通過長線束傳輸的曼徹斯特消息是怎樣劣化的。

器件會定期解讀這種格式的消息，但并不可靠。它會發(fā)出惱人的嗡嗡聲，而且串口低電平會顯著下降，進而導致器件短暫關閉。

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，通過長線束和 100 nF 旁路電容傳輸的劣化曼徹斯特消息序列

ASEK 設置

本節(jié)總結了一些 A1341 示例編程器可用的設置。其目的是調節(jié)曼徹斯特編程器的通信，確保 Allegro 器件能正確讀取消息，即使在長線束和大電容條件下也不例外。

可修改的一個參數是曼徹斯特編碼器的通信速度。在長線束和 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。另一個可修改的參數是 ASEK-05 的轉換率。

轉換速率從 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 旁路電容和長線束的 ASEK-05 產生的曼徹斯特波形

圖 6：在 40 kbps、轉換率變慢和 100 nF 旁路電容的條件下，通過 ASEK-05 向器件成功傳輸曼徹斯特消息

讀取器件的響應

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。

圖 7：A1341 通過曼徹斯特編碼器響應讀取請求

圖 8 中的范圍圖顯示了增加負載電容如何影響器件返回的響應。淺粉色通道顯示了 A1341 傳感器 IC 對 1 nF 負載電容的響應，深紅色通道顯示了它對 10 nF 負載電容的響應。這些堆積圖清楚顯示了負載電容對器件響應的影響。

圖 7：A1341 通過曼徹斯特編碼器響應讀取請求

器件對 1 nF 負載的響應是不理想的，但 ASEK 編碼器能正確讀取。

要改善 10 nF 負載條件下的波形，需要在通信設置面板中，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 的設置和產生的波形。

圖 9: 10 nF 負載電容下的 A1341 的 ASEK 設置

圖 10：10 nF 負載電容下，A1341 器件對讀取請求的響應

ASEK-20

ASEK-05 與 ASEK-20 編程器同時支持一些器件系列。ASEK-20 是一種靈活的編程系統(tǒng)，它支持多種器件系列和協議（包括 I2C、SPI 和曼徹斯特協議）。ASEK-05 與 ASEK-20 之間的許多設置都是相同的，但 ASEK-20 的曼徹斯特通信速度限定為更低的速率。

總結

Allegro ASEK 編程器支持多種器件系列和數字通信協議；但外部連接和器件負載可能影響編程的順利進行。ASEK 編程器的默認設置不能保證一直與器件正常通信。在不同條件下，通信速度、轉換率和脈沖電流的正確組合會不斷變化。

特定選項可能只適用于特定器件，適用于一個器件系列的設置不一定適用于其他系列。

本文介紹的技術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。

所有試驗都是使用 A1341 高精度線性霍爾效應傳感器 IC 專用的 Allegro 示例編程器完成的。請訪問 Allegro Microsystem 的軟件門戶網站 (https://registration.allegromicro.com) 下載適用于 Allegro 傳感器 IC 的正確編程軟件。