Power Manager II Hercules开发套件快速上手

在电子设计领域，开发套件的高效使用能极大地推动项目进展。Power Manager II Hercules开发套件为电子工程师提供了一个强大的工具，用于电源管理相关的设计与测试。下面将详细介绍该套件的内容、操作步骤以及演示功能。

文件下载：PAC-POWR1220AT8-HA-EVN.pdf

套件内容检查

拿到Power Manager II Hercules开发套件后，首先要检查其包含的物品：

• 预装Hercules支持演示的Power Manager II Hercules评估板。
• USB连接线。
• 12V直流墙式适配器电源。
• 快速入门指南。

需要注意的是，静电会缩短电子元件的使用寿命，所以在处理套件组件时要格外小心。

评估板供电

运行预装演示时，不需要将USB线连接到PC。但如果要修改预装演示、连接高级演示或加载预配置设计，则需要连接USB线。不过，要在加载Lattice的USB驱动程序（包含在ispVM中）后再将USB线插入PC，因为默认的操作系统驱动程序与Lattice编程工具不兼容。

供电步骤如下：

1. 确保跳线J5（VMON7）和J6（VMON8）选择“12V_OR”选项，而非“cPCI_HS”选项。
2. 将交流适配器从墙上插座连接到电源插座。连接12V墙式适配器插头后，绿色的PWR_3.3V接口LED（D14）会亮起，表明板载3.3V稳压器（U1）正常工作。随后，Power Manager II会点亮三个电源状态LED：12V_HS、1.2V_SEQ和PWR_GOOD（D1、D2和D7），TDO（D12）和数据（D8至D11）LED也可能亮起。

运行演示

该套件的预装演示涵盖了电压供应微调、电源裕度调整、电压监测、故障监测和记录等功能。通过设置演示DIP开关并按下模式开关（SW3）来操作预装演示。以下是各演示及其开关设置的总结：

演示设置说明

模式	DIP开关设置	SW3状态	演示内容	说明
默认	0 0 0 0 0 0 0 0	未按下	LCD自检	-
1	1=CLT, 0=OLT 0 0 0 0 0 0 0 1	按下	微调1.2V至误差<1%	SW3为微调模式；VMON1/LCD显示测量的电源电压
2	1=CLT, 0=OLT 0 0 0 1 0 0 0 1	按下	将1.2V电源裕度下调7.5%	SW3为微调模式；VMON1/LCD显示测量的电源电压
2a	1=CLT, 0 =OLT 0 0 1 0 0 0 0 1	按下	将1.2V电源裕度上调7.5%	SW3为微调模式；VMON1/LCD显示测量的电源电压
3	0 0 0 0 1 0 1 1	未按下	显示12V_HS电压	VMON11/LCD显示测量的12V_HS电源电压
4	0 0 0 0 1 0 0 1	未按下	监测滑动电位器电压故障	VMON9/LCD显示测量的Vpot电压（0V至3.3V）
4a	0=Clear All 1=Display 1 x x x x x x x	按下	显示故障记录总数	按下SW3将计数重置为零，LCD显示记录的故障总数
5	1=Hold, 0=Update 0 1 1 1 v8 v4 v2 v1	按下	增加VID值到1.2V电源电压	VID（v8, v4, v2, v1）是二进制值乘以10mV；VMON1/LCD显示测量的电源电压
5a	1=Hold, 0=Update 0 1 1 0 v8 v4 v2 v1	按下	从1.2V电源电压中减去VID值	-
5b	1=Hold, 0=Update 0 1 0 x x x x x	按下	关闭1.2V电源	-

各演示详细介绍

1. 默认状态：演示DIP开关全设为0时，LCD会与PLD输出LED一起循环进行自检序列，这是出厂默认开启状态。
2. 演示1：开关电源微调：Power Manager II的Trim - DAC输出将1.2V电源微调至工厂设定值的1%以内。通过ispPA (C^{33}) - POWR1220AT8和 (MachXO ^{TM}) 使用外部闭环微调来调整反馈到稳压器微调引脚的信号。LCD使用POWR1220AT8中的ADC显示1.2V开关稳压器在VMON1处的输出电压。按下并按住模式（SW3）开关可将微调模式从闭环切换到开环。
3. 演示2：电源裕度下调：按设置好的演示DIP开关，使用闭环微调将电源调整到工厂值的 - 7.5%（1.2V - 0.09V = 1.11V）。选择VMON1测量1.2V DC - DC电源，POWR1220AT8的ADC读取该值并显示在LCD上。按下模式开关会将微调模式从闭环切换到开环，开环模式下输出为固定（存储）的数字值，精度不如闭环微调。
4. 演示2a：电源裕度上调：与演示2类似，只是将电源调整到工厂值的 + 7.5%（1.2V + 0.09V = 1.29V）。
5. 演示3：12V电压监测：这是由POWR1220AT8支持的输入12V版本。输入12V可来自12V墙式插头输入或外部源。由于该电压超过VMON的6V最大输入限制，通过4:1电阻分压器网络创建中间电压。在VMON11处读取中间电压并应用到内部ADC进行测量，测量值经数字乘以4后显示在LCD上。
6. 演示4：电源故障监测：滑动电位器模拟2.5V电源的过压/欠压情况，由VMON9监测。电压范围为0V至3.25V，LCD显示该电压。VMON9在Power Manager II中配置为“窗口”模式，下限触发点为0.75V，上限触发点为2.25V。当VMON9处的电压高于上限或低于下限时，Power Manager II会检测到故障。
7. 演示4a：故障记录：LCD显示Power Manager II和MachXO记录的故障总数。按下模式开关（SW3）可清除所有记录的故障。当滑动电位器超出窗口限制或电路板断电时，Power Manager II会检测到故障。
8. 演示5和5a：VID电压调整：Power Manager II的Trim - DAC输出根据VID - DIP开关的值对1.2V DC - DC电源进行步进调整。开关3 - 0提供一个4位无符号二进制值，范围从0 - 15。该值乘以10mV后，根据演示DIP开关4的极性加到或从标称1.2V中减去。按下模式开关（SW3）时，根据DIP开关设置计算值并存储为闭环微调的目标值。需要注意的是，1.2V电源的微调范围限于1.2V的 +/- 150mV。
9. 演示5b：VID电源关闭：将DIP开关5设置为逻辑0并按下模式开关（SW3）会禁用1.2V电源；将DIP开关5设置为逻辑1并按下模式开关（SW3）会启用1.2V电源。在无外部负载时，1.2V DC - DC电源的输出会升至零点几伏。

后续操作与技术支持

完成上述操作后，你已成功演示了Power Manager II Hercules开发套件。如需运行高级演示（包括通过I2C使用POWR1220AT8进行电压监测）、了解开发板的更多功能和操作、修改或生成演示程序文件、查看原理图和Gerber PCB布局图等，可以参考Lattice网站（www.latticesemi.com/herculesdevkit）上的Power Manager II Hercules开发套件用户指南。

如果在运行套件演示时遇到问题，可以参考用户指南中的故障排除附录。若问题仍然存在或套件有物品缺失，请发送电子邮件至[e-mail]，或拨打1 - 800 - 528 - 8423（美国）或 + 1 503 - 268 - 8001（其他地区）寻求技术支持。

你在使用Power Manager II Hercules开发套件的过程中遇到过哪些有趣的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。