【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）不(bu)符(fu)合(he)應(ying)用(yong)要(yao)求(qiu)。為(wei)了(le)提(ti)高(gao)靈(ling)活(huo)性(xing)
，可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)低(di)功(gong)耗(hao)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)作(zuo)為(wei)替(ti)代(dai)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。該(gai)器(qi)件(jian)可(ke)以(yi)在(zai)上(shang)電(dian)時(shi)喚(huan)醒(xing)，對(dui)器(qi)件(jian)寄(ji)存(cun)器(qi)進(jin)行(xing)編(bian)程(cheng)，然(ran)後(hou)休(xiu)眠(mian)以(yi)節(jie)省(sheng)電(dian)力(li)。

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。

yingjianshejirenyuanyizhixiwangnenggouyongyoukeyizidongshengchenggujiandaimadegongju，rangtamenkeyizaiqianqikaifashibimianshejiruanjianziyuan

，tongshihainengyouhuaziyuandeshiyong。

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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