【導讀】電源管理集成電路(PMIC)有(you)益(yi)於(yu)簡(jian)化(hua)最(zui)終(zhong)應(ying)用(yong)並(bing)縮(suo)小(xiao)其(qi)尺(chi)寸(cun)
，也(ye)因(yin)此(ci)備(bei)受(shou)青(qing)睞(lai)。然(ran)而(er)

，當(dang)默(mo)認(ren)啟(qi)動(dong)時(shi)序(xu)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)與(yu)應(ying)用(yong)要(yao)求(qiu)不(bu)符(fu)時(shi)，就(jiu)需(xu)要(yao)定(ding)製(zhi)上(shang)電(dian)設(she)置(zhi)。大(da)多(duo)數(shu)情(qing)況(kuang)下(xia)，電(dian)路(lu)沒(mei)有(you)可(ke)以(yi)存(cun)儲(chu)這(zhe)些(xie)設(she)置(zhi)的(de)非(fei)易(yi)失(shi)性(xing)存(cun)儲(chu)器(qi)(NVM)。對此
，低功耗微控製器是一個很好的解決方案，其功能特性和所包含的工具可以在上電時對PMIC控製寄存器進行編程
，而不需要開發固件。本文將探討如何使用工具鏈來解決集成難題。該工具鏈無需開發固件

，能夠簡化PMIC的定製過程

，並顯著縮短開發周期。

摘要

電源管理集成電路(PMIC)有(you)益(yi)於(yu)簡(jian)化(hua)最(zui)終(zhong)應(ying)用(yong)並(bing)縮(suo)小(xiao)其(qi)尺(chi)寸(cun)，也(ye)因(yin)此(ci)備(bei)受(shou)青(qing)睞(lai)。然(ran)而(er)，當(dang)默(mo)認(ren)啟(qi)動(dong)時(shi)序(xu)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)與(yu)應(ying)用(yong)要(yao)求(qiu)不(bu)符(fu)時(shi)，就(jiu)需(xu)要(yao)定(ding)製(zhi)上(shang)電(dian)設(she)置(zhi)。大(da)多(duo)數(shu)情(qing)況(kuang)下(xia)，電(dian)路(lu)沒(mei)有(you)可(ke)以(yi)存(cun)儲(chu)這(zhe)些(xie)設(she)置(zhi)的(de)非(fei)易(yi)失(shi)性(xing)存(cun)儲(chu)器(qi)(NVM)。對此，低功耗微控製器是一個很好的解決方案，其功能特性和所包含的工具可以在上電時對PMIC控製寄存器進行編程，而不需要開發固件。本文將探討如何使用工具鏈來解決集成難題。該工具鏈無需開發固件，能夠簡化PMIC的定製過程，並顯著縮短開發周期。

簡介

為了減小手持設備、智能相機和其他便攜式設備的尺寸並降低成本
，設計時需使用高度集成且功能強大的器件。MAX77714是一款高度集成的PMIC，包含多個降壓轉換器、低壓差(LDO)穩壓器
、通用輸入輸出(GPIO)和實時時鍾(RTC)，可用於生成應用所需的所有電源軌。

靈活的時序控製器支持針對目標應用定製上電和關斷時序。

這款PMIC提供的幾種VOUT/時序控製器選項（由完整產品型號定義）bufuheyingyongyaoqiu。weiletigaolinghuoxing，keyishiyongdigonghaoweikongzhiqizuoweitidaijiejuefangan。gaiqijiankeyizaishangdianshihuanxing，duiqijianjicunqijinxingbiancheng，ranhouxiumianyijieshengdianli。

要求高集成度的中等規模應用需要采用現成器件的簡單解決方案
，並根據需求定製操作。

硬ying件jian設she計ji人ren員yuan一yi直zhi希xi望wang能neng夠gou擁yong有you可ke以yi自zi動dong生sheng成cheng固gu件jian代dai碼ma的de工gong具ju，讓rang他ta們men可ke以yi在zai前qian期qi開kai發fa時shi避bi免mian涉she及ji軟ruan件jian資zi源yuan
，同tong時shi還hai能neng優you化hua資zi源yuan的de使shi用yong。

MAX28200

MAX28200是一款低功耗
、小尺寸（1.7 mm × 1.8 mm）RISC微控製器
，帶有多種外設。對於此應用，我們使用兩個GPIO引腳作為位觸發I2C主機。

電源電壓最高為3.6 V，因此如果輸入電壓超過3.6 V，則使用始終開啟的LDO穩壓器為微控製器供電。該器件可以通過I2C節點接口進行編程。

MAX77714

MAX77714（圖1）是一款高度集成的PMIC，包含四個降壓轉換器
、九個LDO穩壓器
、八個GPIO、一個RTC和一個靈活的電源時序控製器(FPS)。降壓轉換器和LDO穩壓器按照默認時序和電壓上電，並遵循電壓軌規範。用戶可以通過I2C嵌入式接口進行修改。然而，在大多數情況下
，我們需確保默認時序和電壓與連接到PMIC的器件的要求相匹配；如果電壓超過其最大額定值，器件可能會損壞。

上電和關斷時序也很重要，因為現場可編程門陣列(FPGA)等器件為了正常運行，需要按照正確的時序使能和禁用電壓。圖2為默認上電時序。共有八個時隙，電壓可以在任意一個時隙中使能。該器件可以由高達5.5 V的電壓供電。

圖1.MAX77714簡化功能框圖。

圖2.MAX77714EWC+默認上電時序。

器件接口

P0.0和P0.1用於生成針對PMIC的I2C事務

；P0.2負責監控GPIO4的狀態；P0.3利用SPDT開關選擇I2C主機（MAX28200或主機微控製器）。模擬開關是選配項
，僅在主機微控製器需在上電後控製PMIC時才需要配置（見圖3）。

圖3.MAX28200和MAX77714與MAX14689和ADP166連接。

上電複位(POR)如圖4所示：

1. P0.3置為低電平
，選擇該器件作為PMIC的I2C主機。

2. 寫入以下所需的數據寄存器。

3. P0.3置為高電平，選擇主機微控製器作為I2C主機，該器件進入休眠模式。

4. P0.2連接到GPIO4，用於在關斷時喚醒器件並對寄存器重新編程。

請注意
，在配置結束時，必須將GPIO4置為高電平。

一旦使用EN0和EN1信號使能PMIC，它就會以新的時序/電壓配置上電。

圖4.MAX28200程序流程。

MAX77714上電和關斷時序由此處提供的MAX77714 GUI定義。

使用“GUI導入/導出”選項卡，可以將寄存器值導出為Excel文件。

在展示如何使用GUI EVKIT之前，我們需要先知道哪些寄存器對於定製啟動很重要。

MAX77714寄存器詳細信息

降壓轉換器

每個降壓轉換器實例都有三個相關寄存器（SDx_CNFG1、SDx_CNFG2和SDx_CNFG3）

，用於定義啟動電壓

、斜坡速率和工作模式。

CNFG1用於設置輸出電壓，7位至8位位域如下：

VSD0 = 0.26 V + ((SD0VOUT[6:0] - 1) × 10 mV) 範圍為0.26 V到1.56 V

VSD1 = 0.26 V + ((SD1VOUT[6:0] - 1) × 10 mV) 範圍為0.26 V到1.56 V

VSD2 = 0.6 V + (SD2VOUT[7:0] × 6.25 mV) 範圍為0.6 V到2.194 V

VSD3 = 0.6 V + (SD3VOUT[7:0] × 12.5 mV) 範圍為0.6 V到3.7875 V

CNFG2和CNFG3寄存器用於選擇斜坡速率（2.5 mV/μs或10 mV/μs）
、使能/禁用主動放電、使能/禁用跳頻模式、選擇響應時間和過壓閾值。

LDO電壓調節器

每個LDO穩壓器實例都有兩個相關寄存器（LDO_CNFG1_Lx和LDO_CNFG2_Lx）。

CNFG1設置輸出電壓：

LDO0和LDO1為0.8 V至2.375 V。

VLDO = 0.8 V + (VOUT_LDO[5:0] × 25 mV)

LDO2、LDO3
、LDO5、LDO6、LDO7、LDO8為0.8 V至3.95 V

VLDO = 0.8 V + (VOUT_LDO[5:0] × 50 mV)

LDO4為0.4 V至1.275 V

VLDO = 0.4 V + (VOUT_LDO[5:0] × 12.5 mV)

CNFG2用於使能/禁用過壓箝位、使能/禁用自動低功耗模式、使能/禁用主動放電、選擇快速/慢速啟動。

GPIO

每個GPIO實例都有一個相關寄存器CNFG_GPIOx，該器件負責選擇方向GPO/GPI
、輸出類型（開漏/推挽）和輸出驅動電平（若為GPO），以及輸入驅動電平、中斷行為和去抖動配置（若為GPI）。

FPS

時序由xxxFPS寄存器定義
，LDO0FPS至LDO8FPS用於線性穩壓器，SD0FPS至SD3FPS用於降壓轉換器，GPIO0FPS
、GPIO1FPS
、GPIO2FPS
、GPIO7FPS用於GPIO
，RSTIOFPS用於複位。

FPS[2:0]用於設置關斷時隙（SLOT0至SLOT7）

FPS[5:3]用於設置上電時隙（SLOT0至SLOT7）

FPS[7:6]用於設置分配的時序控製器（FPS0
、FPS1）

FPS0由EN0使能，FPS1由EN1使能

上電和關斷時隙的大小可以利用MSTR_PU_PD寄存器指定：

MSTR_PU_PD[2:0]用於指定關斷時隙
，MSTR_PU_PD[6:4]用於指定上電時隙

可能的步長為：31 μs、63 μs、127 μs、253 μs、508 μs、984 μs、1936 μs、3904 μs，MAX77714EWC+的默認值為3904 μs。

GUI實際應用

在圖5中，已利用GUI將SD0的輸出電壓修改為0.7 V。

圖5.用於修改SD0電壓的GUI。

SD0上電和關斷時序已修改為時隙2（圖6）。

圖6.用於修改SDO時隙號的GUI。

GPIO4已配置為推挽輸出，驅動電平為高電平（圖7）。

圖7.用於配置GPIO4的GUI。

最後，使用“導入/導出”選項卡將修改後的寄存器值導出為Excel文件（圖8）。

圖8.用於導出寄存器值的GUI。

以下是生成的.csv文件（圖9）。

圖9.MAX77714 .csv文件的格式。

請注意
，如果必須在上電期間對連接到I2C的其他器件進行編程，用戶可以使用相同格式將其他命令附加到.csv文件。

從.csv文件創建I2C主機固件

您可以點擊此處獲取MAX28200 GUI
，按照以下步驟可對器件進行編程：

1. 從.csv文件構建.hex文件（圖10）。

2. 對器件進行編程（圖11和圖12）。

圖10.從原始.csv文件構建.hex文件。

圖11.使用選定腳本對器件進行編程。

圖12.使用數據模式對器件進行編程。

對建議解決方案進行測試

一旦在上電時使用MAX77714.hex進行編程
，P0.3就會置為低電平，以將MAX77714 I2C線連接到MAX28200，並使用新值對SD0和GPIO4寄存器進行編程（圖13）。

圖13.MAX77714 SD0和GPIO4寄存器已用新值進行編程。

現在
，當MAX77714使能時，EN0置為高電平
，SD0將按照編程設定
，以0.7 V在時隙2上電。圖14為寄存器寫入之前上電(a)和寄存器寫入之後上電(b)的情況。

圖14.SDO在寄存器寫入之前和之後上電。(a)寄存器寫入之前上電。(b)寄存器寫入之後上電。

結論

MAX28200是一款頗具吸引力的微控製器解決方案
，能夠為PMIC提(ti)供(gong)上(shang)電(dian)設(she)置(zhi)。此(ci)過(guo)程(cheng)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)工(gong)具(ju)來(lai)自(zi)動(dong)執(zhi)行(xing)，無(wu)需(xu)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)編(bian)寫(xie)任(ren)何(he)代(dai)碼(ma)。對(dui)於(yu)不(bu)熟(shu)悉(xi)軟(ruan)件(jian)的(de)硬(ying)件(jian)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)來(lai)說(shuo)
，這(zhe)是(shi)一(yi)個(ge)非(fei)常(chang)方(fang)便(bian)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)就(jiu)像(xiang)黑(hei)匣(xia)子(zi)一(yi)樣(yang)，工(gong)作(zuo)時(shi)無(wu)需(xu)固(gu)件(jian)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)參(can)與(yu)。設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)針(zhen)對(dui)特(te)定(ding)應(ying)用(yong)定(ding)製(zhi)的(de)現(xian)成(cheng)器(qi)件(jian)來(lai)達(da)到(dao)集(ji)成(cheng)目(mu)標(biao)。

（作者：Franco Contadini，主管工程師）

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