SAM E54 Xplained Pro评估套件中文用户手册

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译者注：SAM E54系列是Microchip推出的一款具有多接口的单片机，不仅性能强大，还提供了多种增强型安全功能。本用户手册翻译自Microchip官方DS70005321A的部分内容。如有错漏，敬请指正。

SAM E54 Xplained Pro评估套件中文用户手册

前言

SAM E54 Xplained Pro评估套件是用于评估ATSAME54P20A微控制器的硬件平台。

由Atmel Studio集成开发平台支持，该套件可以轻松访问ATSAME54P20A的功能，并且介绍了如何将该元件集成到定制设计中。

Xplained Pro MCU系列评估套件包括板载嵌入式调试器，无需外部工具来编程或调试ATSAME54P20A。

Xplained Pro扩展套件提供了额外的外设，以扩展电路板的特性，并简化了定制设计的开发流程。

2.        简介

2.1        功能

•        ATSAME54P20A微控制器

•        一个机械复位按钮

•        一个机械可编程按钮

•        一个QTouch PTC按钮

•        一个黄色用户LED指示灯

•        256 Mb QSPI闪存

•        ATECC508 CryptoAuthentication设备

•        带有EUI-48 AC地址的AT24MAC402串行EEPROM

•        以太网

–        带内置磁性组件的RJ45连接器

–        KSZ8091RNA PHY

–        10Base-T/100Base-TX 兼容IEE 802.3以太网收发器

•        SD/SDIO卡连接器

•        并行捕获控制器头（ArduCAM兼容）

•        CAN连接器

•        备用超级电容

•        32.768 kHz晶振

•        12 MHz晶振

•        USB接口，主机和设备

•        三个Xplained Pro扩展头

•        带SWD的10引脚Cortex调试连接器

•        20引脚Cortex Debug + ETM连接器，带有SWD和4位跟踪

•        嵌入式调试器

–        用于在Atmel Studio中电路板识别的自动识别码

–        一个黄色状态LED

–        一个绿色电路板电源LED

–        复杂数据类型的符号调试，包括范围信息

–        编程和调试，包括功耗测量

–        数据网关接口：SPI、I2C、四个GPIO

–        虚拟串行端口（CDC）

•        嵌入式电流测量电路（XAM）

–        测量ATSAME54P20A和/或外设的功耗

–        测量电流在100 nA到400 mA之间

–        Microchip Data Visualizer显示当前的量数据

•        USB供电

•        支持Atmel START中的应用示例

2.2        套件概述

SAM E54 Xplained Pro评估套件是用于评估ATSAME54P20A的硬件平台。

该套件提供了很多功能，可以让ATSAME54P20A用户快速入门SAM E54的外设，并且了解如何将该器件集成到自己的设计中。

图2-1 SAM E54 Xplained Pro评估套件概述

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3.        入门

3.1        Xplained Pro快速开始

以下是开始探索Xplained Pro平台的步骤：

1.        下载并安装Atmel Studio。

2.        启动Atmel Studio。

3.        使用USB电缆（Standard-A转Micro-B或Micro-AB）将评估板上的DEBUG USB端口连接到计算机。

首次将Xplained Pro评估套件连接到PC时，操作系统将自动安装驱动程序软件。该驱动程序支持32位和64位版本的Microsoft Windows XP、Windows Vista 、Windows 7、Windows 8、Windows 10和Windows Server 2012。

当Xplained Pro MCU电路板供电时，电源LED（绿色）亮起，Atmel Studio会自动检测所连接的特定Xplained Pro MCU和扩展板。 Atmel Studio中的套件首页提供了启动Atmel软件框架（ASF）和Atmel START示例应用程序代码的选项。 SAM E54器件由板载的Embedded Debugger进行编程和调试，因此不需要外部编程器或调试器工具。

3.2        设计文件及相关链接

以下列表包含SAM E54 Xplained Pro最相关的文档和软件的链接。

•        Xplained产品 - Xplained评估套件是一系列用于Microchip微控制器和其他Microchip产品的易于使用的评估套件。

         –        Xplained Nano：用于少量引脚数的器件，并提供了一种极简的解决方案，可以访问目标微控制器的所有I/O引脚。

         –        Xplained Mini：用于中等引脚数的器件，并增加了兼容Arduino Uno的插座和原型设计。

         –        Xplained Pro： 用于中等和大量引脚数的器件，具有高级调试功能和外设功能的标准扩展功能。

         注意：所有上述套件都具有板载的编程器/调试器，它创建了一套低成本的电路板，用于评估和演示不同Microchip产品的特性和功能。

•        Atmel Studio - 用于开发用于微控制器的C / C ++和汇编代码的免费IDE。

•        EDBG用户指南 - 包含有关板载Embedded Debugger的更多信息的用户指南。

•        IAR Embedded Workbench for ARM - 这是可用于ARM的商业C / C ++编译器。有一个30天的评估版本，以及从他们的网站可用的代码大小限制的启动版本。具有M0、M0 +和M1内核的器件的代码大小限制为16KB，其他内核的器件的代码大小限制为32KB。

•        QTouch  工具- 设计电容式触摸应用的工具集合。

•        http://start.atmel.com/ - Atmel START是一个在线工具，可帮助您以可用和优化的方式选择和配置软件组件并定制嵌入式应用程序。

•        Data Visualizer - Data Visualizer是用于处理和可视化数据的程序。 Data Visualizer可以从各种来源接收数据，例如Xplained Pro开关板和COM端口上的Embedded Debugger 数据网关接口。

•        SAM E54 Xplained Pro网站 - 套件信息，最新的用户指南和设计文档。

•        Microchip Direct的 SAM E54 Xplained Pro - 在Microchip Direct上购买该套件。

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4.        Xplained Pro

Xplained Pro评估平台包含一系列的微控制器电路板（评估套件）和扩展板。 使用Atmel Studio编程和调试电路板上的微控制器。 Atmel Studio包括ASF和带有驱动程序和演示代码的Atmel START，以及支持数据流和高级调试的Data Visualizer。Xplained Pro评估套件可以通过标准化的插头和连接器连接到各种Xplained Pro扩展板。

Xplained Pro扩展板具有识别（ID）芯片，用于唯一标识哪些电路板连接到Xplained Pro评估套件。

4.1        嵌入式调试器

The SAM E54 Xplained Pro包含用于板载调试的（EDBG）。 EDBG是一个具有以下接口的USB复合设备：

•        Debugger调试器

•        虚拟COM端口

•        数据网关接口（DGI）

EDBG可以在Atmel Studio的帮助下对ATSAME54P20A进行编程和调试。EDBG和SAM E54 Xplained Pro上的ATSAME54P20A之间使用SWD接口连接。

虚拟COM端口连接到ATSAME54P20A上的UART，并通过终端软件提供与目标应用程序进行通信的简单方法。 它提供可变波特率、奇偶校验和停止位设置。 ATSAME54P20A上的设置必须与终端软件中给出的设置相匹配。

信息：EDBG中的虚拟COM端口要求终端软件设置数据终端就绪（DTR）信号，使UART引脚连接到ATSAME54P20A。 如果DTR信号未使能，则EDBG上的UART引脚保持三态（high-z），使COM端口不可用。 DTR信号由某些终端软件自动设置，但在您的终端软件中可能需要手动启用。

DGI由几个物理接口组成，与主机进行双向通信。接口上的通信是双向的。 它可以用于从ATSAME54P20A发送事件值和数据。 接口上的流量可以通过EDBG进行时间戳记，以更准确地跟踪事件，但是时间戳减少了最大数据吞吐量。Data Visualizer用于通过DGI发送和接收数据。

EDBG控制SAM E54 Xplained Pro上的两个LED：一个电源LED和一个状态LED。 下表显示了LED在不同操作模式下的控制方式。

表 4-1. EDBG LED控制

运行模式	电源LED	状态LED
正常模式	开发板通电时，电源指示灯点亮。	活动指示灯，EDBG每次有动作时LED就闪烁。
Bootloader模式（空闲）	状态LED和电源LED同时闪烁。
Bootloader模式（固件升级）	状态LED和电源LED同时闪烁交替闪烁。

有关EDBG的更多信息，请参阅EDBG用户指南。

4.2        Xplained Pro模拟模块(XAM)

4.2.1        概述

Xplained Pro模拟模块（XAM）扩展了嵌入式调试器，使其具有高动态范围电流测量的能力。 这使得能够对目标系统进行功率分析。

图4-1. XAM框图

XAM包含：

•        校准电路

•        参考电压电路

•        模拟前端：

–        带有量程选择开关的分流电阻

–        前置放大器

–        两个带增益的有源滤波器

•        控制MCU

•        模数转换器

•        信号处理

•        EDBG的控制/通讯接口

当前的测量前端是前置放大器和带增益的第二有源滤波器级的高侧分流测量，如图 4-1所示。 宽动态范围由四个测量范围实现，这两个测量范围由两个并联电阻器和两个并联的第二级有源滤波器定义，具有增益。

4.2.2        EDBG接口

XAM通过以下接口连接到EDBG：

•        I2C：用于控制和配置XAM

•        SPI：当前测量数据通过该接口流式传输到EDBG。 这是从XAM到EDBG的单向通道。

•        SWD：XAM中的MCU通过EDBG的SWD进行编程。

•        时钟同步：用于与EDBG同步ADC测量的信号。

•        参考时钟：XAM的参考时钟。

4.2.3        采样率

XAM的原始采样率高达250 kHz，默认平均配置（平均16个采样），XAM的实际输出为16.67 ksps。

信息：XAM输出采样率不是原始采样的整数倍。

4.2.4        测量范围和精度

XAM有四个测量范围。 这些由两个分流电阻和两个增益级定义。

表4-2. XAM测量范围和精度

测量范围	硬件	精度	准确度	注释
范围 1	低电流分流和高增益级	20 nA	1 LSB ±1%	精度将降至1μA以下。300nA的典型精度为1 LSB±10％。
范围 2	低电流分流和低增益级	150 nA	1 LSB ±1%
范围 3	高电流分流和高增益级	10 μA	1 LSB ±1%
范围 4	高电流分流和低增益级	100 μA	1 LSB ±1%	精度将降至100 mA以上。 典型的精度在400 mA时为1 LSB±5％。 最大电流为400 mA

范围由XAM自动切换，以获得最佳的测量结果，并且Data Visualizer前端工具中可视化当前的活动范围。 分流电阻上的最大电压降为100 mV，XAM在达到此极限之前自动切换量程。

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7.        附录

7.1        IAR入门

IAR Embedded Workbench for ARMi是一个专用的高效率的编译器，不基于GCC。使用常见的CMSIS-DAP接口，IAR Embedded Workbench for ARM支持Xplained Pro套件的编程和调试。 必须在项目中设置一些初始设置，以使编程和调试正常工作。

以下步骤说明如何设置编程和调试项目：

1.        打开需要配置的项目。 打开项目的OPTIONS对话框。

2.        在General Options 类别中，选择Target 选项卡。 选择项目使用的 "Device" 或者是器件使用的 "Core" 。

3.        在Debugger 类别中，选择Setup 选项卡。选择 CMSIS DAP作为驱动。

4.        在 Debugger 类别中，选择Download 选项卡。选中Use flash loader(s) 选项。

5.        在 Debugger > CMSIS DAP 类别中，选择Setup 选项卡。  选择System (default) 默认的复位方式。

6.        在Debugger > CMSIS DAP类别中，选择JTAG/SWD 选项卡。 接口选择 SWD 同时也可以选择SWD speed。

图7-1. 选择Target 器件

图7-2. 选择Debugger

图7-3. 配置Flash Loader

图7-4. 配置Reset

图7-5. 配置Interface

7.2        连接外部调试器到Xplained Pro开发板

具有10针50mil调试连接器的Xplained Pro套件可以使用外部调试工具，如SAM-ICE或Atmel-ICE，而不是内置的EDBG。 带有使用板载SWD接口的设备的评估套件具有与Cortex Debug Connector引脚排列兼容的连接器。

SAM-ICE使用Atmel-ICE适配器，SAM-ICE适配器或10针50密耳标头连接到Xplained Pro上的调试连接器。 使用电缆时，请参见下表中的如何将SAM-ICE连接到Xplained Pro板。

表7-1. 电缆接线方式

电缆引脚	SAM-ICE 引脚
1 (VCC)	1 (VTref)
2 (SWDIO/TMS)	7 (TMS)
3 (GND)	4 (GND)
4 (SWCLK/TCK)	9 (TCK)
5 (GND)	6 (GND)
6 (SWO/TDO)	13 (TDO) (1)
7 (Not used)
8 (Not used)
9 (Not used)
10 (RESET)	15 (RESET)

注意：

1.        可选针脚。仅在设备功能支持TDO时使用。

图7-6. SAM-ICE使用电缆连接

图7-7. SAM-ICE使用Atmel-ICE适配器

重要提示：

如果发生与板载EDBG的冲突，请从其他输入（如外部电源接头或目标USB）为Xplained Pro板供电。 通过去除可用的0Ω电阻或将切割EDBG的走线，可以实现物理去除EDBG和调试头之间的连接。

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SAM E54 Xplained Pro中文用户手册，PDF格式： SAM E54 Xplained Pro中文用户手册.rar (1.97 MB, 下载次数: 117)

2017-8-29 23:24 上传

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Datura

大佬  有没有这个开发套件的例程啊？

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Datura 发表于 2019-4-16 15:37
大佬  有没有这个开发套件的例程啊？

例程可以在ASF中查找