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Jlink隔離器,ARM仿真器隔離,Jlink,Nu-link,ULINK的隔離,Cortex-M系列隔離仿真

Jlink 隔離闆說明書

前言

由于本人從事的是馬達驅動行業,需要用電腦調試各種與DC 311V共地和AC220V供電的闆子;設計本隔離闆的原因有兩個:

1、一般裝置存在接地和計算機電源也有些有接地,USB是5V輸出,線上調試MCU的時候容易造成灌入電壓/電流到USB口,容易造成USB口損壞,或者燒毀整台計算機;

2、我們調試闆子的時候功率器件在調試階段都存在炸闆、炸機的情況,容易将AC220V引到計算機上來,盡管我們調試的時候有些時候會斷開仿真器(來回插拔麻煩,也容易把仿真接頭給接反了),但也難免會有忘記的時候(連續工作時間久了就會腦袋暈乎);

以上其實都還是一個原因——為了計算機的安全和調試工程師的人身安全,不想因為調試機子造成人身、财務的損失(之前調試電機的時候一手在沒隔離的(隔離也有感應電壓過來)市電220VAC的總開關上面,摸到背面一塊接地的金屬;另外一隻手去按矩陣開關控制系統起停,由于3.3V MCU GND 與310VDC電源GND是共在一起的,按按鍵的瞬間就被電到了,電流直接從左手過心髒到右手,完全麻痹,這是被電的次數裡面最厲害一次,心髒整個感覺不好了,休息了一個上午,感覺心髒跳動的沒力、胸悶);

以上是經曆,為了解決每天都危顫顫的工作和減少失誤,可靠的保護,想了個辦法,把Jlink隔離了,于是在網上找了N多的Jlink時序的文章,發現Segger其實也是有官方的隔離闆的,就是有兩個問題:一,不知道上哪去買,二,價格要幾百歐元,死貴死貴,消耗不起;于是想着一定要自己解決這個問題;一開始用光耦,請教老硬體工程師,他給出了一個比較不錯的方法,用高速光耦隔離Jlink,效果是可以,但是存在一個問題,盡管用了高速光耦,下載下傳/仿真的速度較慢,非常容易掉線,時間久了光耦還存在衰減,100k的下載下傳速度都成問題,隻有SWDIO和SWCLK信号,沒有更多的信号過去(比如:RESET和SWO信号等);

第一代産品就這麼坑坑窪窪的用着,忍受着偶爾還連接配接不上,下載下傳速度慢的問題,其實除了看IAR動态變量的時候很有用,還真不如直接不用隔離闆下載下傳完程式拔掉仿真口得了,速度更快;這個闆子部分解決了隔離下載下傳的問題,從無到有的過程,但是體驗不好,速度慢,也經不起折騰;

第二代産品:為了解決更快、更可靠的調試體驗,我打算選擇更快的隔離方法,光耦是不能再用了,直接用個磁偶得了,速度夠快,而且穩定幾乎沒衰減,據稱磁耦一天工作24小時,可以連續工作30年以上,想想都興奮;立馬做闆,打樣,直接ADI的晶片走起(後面發現Silabs的隔離器件也很不錯,也可以搞定,而且還是pin to pin 相容的),闆子回來以後調試下載下傳,一切都ok,穩定、速度也不慢;本來所有事情到這裡了也就告一段落了,完美解決了隔離線上調試的問題,直到有一天我調試一塊陌生闆子的時候,老是連接配接不上,我也不知道哪裡有問題,後面才發現,我把隔離闆的電源跟地接到目标闆的時候接反了,于是隔離晶片發熱,吼吼,燒壞了;唉,隻能怪我粗心大意,也怪我設計不周到,明明在電源線上加個二極管就直接解決的事情,還是導緻闆子燒毀;

就這樣我的隔離闆又更新到了第三代,與第二代差别是電源線上增加了一個二極管,以防像我之前的那次那樣接反造成隔離闆燒壞;沒有重大更新,僅僅是修改了Debug口的Pin腳位和增加電源線上的二極管;

經曆了這麼多折磨,我終于可以将這個闆子推薦給各位電子同仁,讓大家調試更舒心;

功能介紹

1、隔離闆分成了Jlink端和Target端;

Jlink端表示接到Jlink的輸出;

Target端表示接到目标PCB上的單片機SWD口/JTAG口(這個隔離闆可以相容JTAG/SWD);

2、隔離電壓:

1000V隔離電壓不在話下,除非你說要在打雷擊實驗和打靜電實驗的時候調試機子,我感覺這個機率幾乎沒有吧?要是真的有這個需求,還是可以有解決方案,隻是磁偶估計不能再用了(最大5kV隔離);

3、腳位名稱縮寫:

由于闆子空間,正面的時候不太好寫全标号,簡寫如下:

GD —— GND 

SC —— SWCLK

SD —— SWDIO

SO —— SWO

VC —— VCC

RT —— RESET

大家有可能會疑惑了,一般我們都是這麼排列仿真口的:

VCC

SWDIO 

SWCLK 

SWO

RESET

GND 

為啥要改成我那個不規則的呢?原因還是怕接反,盡管我們隔離闆電源線上加了二極管,但是萬一有一天你說老子懶得給目标PCB上電了,要直接從隔離闆這邊給目标PCB上供電(我們隔離闆兩邊都留了電源針腳),假如按照上面的針位一旦把Debug口倒過來接了,那麼你死了,哦不是你死了,是你PCB上的MCU要死了,電源地反了;不說了,說了都是淚,經過這次“死”之後,我在第三代把Debug口換成了:

GND 

SWCLK

SWDIO

SWO

VCC

RESET

假如接反了會怎樣呢?其實不會怎樣,最多你默默的把它拔下來反過來重新接一下就好了;

4、闆子圖檔/界面介紹:

先上正反兩幅圖檔,一切都一幕了然了:

正面:

背面:

背面的符号都很簡單,都是全稱,沒啥介紹的了;

5、應用場景

1)、一般工業、白色家電馬達/電機驅動調試

2)、數字電源調試

3)、太陽能逆變器調試

4)、電動汽車調試

5)、其他非隔離電源供電場合調試

6)、3.3V/5V或者5V/3.3V電平不一樣系統調試

感覺上面列的多此一舉。總之一句話就是非隔離電源供電和你覺得需要隔離調試單片機才安全的場合适用該闆子。

6、IAR等其他IDE和工具的設定

由于受隔離器件的影響,理論不能超過1M時鐘仿真,否則會掉線,這裡截圖說明了一下IAR和Jflash的設定,其他環境類似不一一列舉了。

7、結束語

大家都是同行業的同仁,希望小小隔離闆更能幫助大家更好的工作,生活;要是有更高調試需求,其實還有很多更快更優的解決方案,不想再折騰了,反正就那樣,沒啥難度;做這個闆子純屬興趣,周末的時候搞得,沒啥技術含量,隻是把這個過程留下來了,之前我們部門老大還說,這個隔離闆原廠都不一定可以設計的出來,哎~也許是工程師的固執,為了咽下這口氣罷了;

8、聯系方式

本文網盤pdf下載下傳位址: http://pan.baidu.com/s/1ntEKHIT

寫的不好,大家不要拍磚啊~~~~~~~~~~~

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