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2026-05-20 11:49:32 -07:00 · 2026-01-21 15:34:26 +08:00
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-PY32 PMIC 说明手册
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-基本信息
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-I2C 地址: 0x6E
-硬件/固件版本: HW:5 / SW:6 (硬件修订: 5, 固件主版本: 6)
-文档版本: 1.7 (2025-12-13)
-代码仓库: stamp_timerpower2_code
-后续软件工程师: @任张涛
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-一、 芯片概述
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-[功能]
-1. 电源管理: 支持 3.3V LDO/DCDC、5V IN/OUT、充电控制
-2. GPIO 控制: 5路可复用 GPIO (输入/输出、NeoPixel、ADC、PWM、Wake In、IRQ Out)
-3. 定时唤醒: 32-bit 定时器 (最大 214748364 秒), 支持多种唤醒动作
-4. 安全监控: 看门狗, 低压保护
-5. 存储备份: 32 字节 RTC RAM
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-[接口]
-I2C 协议 (支持 100kHz/400kHz 模式, 默认支持 100kHz, 400kHz 需要配置)
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-GPIO 功能分布表
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-| 序号  | PIN | GPIO | WAKE支持情况        | IRQ  | 复用功能  |
-|-------|-----|------|---------------------|------|-----------|
-| GPIO0 | 3   | 支持 | 支持 (与GPIO2互斥)  | 支持 | Neopixel  |
-| GPIO1 | 17  | 支持 | 不支持              | 支持 | ADC       |
-| GPIO2 | 20  | 支持 | 支持 (与GPIO0互斥)  | 支持 | ADC       |
-| GPIO3 | 13  | 支持 | 支持 (与GPIO4互斥)  | 支持 | PWM       |
-| GPIO4 | 12  | 支持 | 支持 (与GPIO3互斥)  | 支持 | PWM       |
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-内部 Pin 功能分布表
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-| PIN | IO类型   | 上下拉 | 功能描述 |
-|-----|----------|--------|----------|
-| 1   | 模拟输出 | 无     | 开关电流采样: 高电平开启采样, 低电平关闭采样。默认为高电平 |
-| 2   | 模拟输出 | 无     | 使能电池充电: 低电平停止充电, 高电平开启充电。默认为高电平 |
-| 3   | GPIO     | 无     | GPIO0, 默认为输入 |
-| 4   | 电源VSS  | 无     | 无 |
-| 5   | 模拟输出 | 无     | LED灯控制, 输出低电平或高电平, 默认为高电平 |
-| 6   | 电源VCC  | 无     | 无 |
-| 7   | 输入     | 上拉   | 按键检测 |
-| 8   | I2C      | 无     | I2C SDA |
-| 9   | I2C      | 无     | I2C SCL |
-| 10  | 模拟输出 | 无     | 5V DC/DC控制, 输出低电平或高电平, 默认为低电平 |
-| 11  | ADC      | 无     | 电池ADC输入 (分压系数为1:1) |
-| 12  | GPIO     | 无     | GPIO4, 默认为输入 |
-| 13  | GPIO     | 无     | GPIO3, 默认为输入 |
-| 14  | 模拟输出 | 无     | 3V3 DC/DC控制, 输出低电平或高电平, 默认为高电平 |
-| 15  | 开漏输出 | 无     | 控制ESP32 BOOT, 默认为高电平 |
-| 16  | ADC      | 无     | 5VIN ADC输入 (分压系数为1:1) |
-| 17  | GPIO     | 无     | GPIO1, 默认为输入 |
-| 18  | 模拟输出 | 无     | 3V3 LDO控制, 输出低电平或高电平, 默认为高电平 |
-| 19  | ADC      | 无     | 5VOUT ADC值输入 (分压系数为1:1) |
-| 20  | GPIO     | 无     | GPIO2, 默认为输入 |
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-二、 注意事项
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-1. 内部通道 ADC 的使用
-   - 3个通道都有特定功能, 必须严格对应接入。
-   - ADC 5VOUT:
-     * 5VOUT 有输入和输出功能, 5VOUT 升压打开前, 需要先检测 5VOUT 的电压, 确保上面没有电源输入才能打开升压, 否则保持输入。
-     * 低电压阈值检测。
-     * 5VOUT 电源插入唤醒。
-     * 5VOUT 电源移除与插入检测。
-   - ADC BAT:
-     * 低电压阈值检测。
-     * 电池插入移除检测。
-   - ADC 5VIN:
-     * 低电压阈值检测。
-     * 5VIN 插入移除检测。
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-2. 低电压自动关机
-   - 低电压阈值由寄存器 BATT_LVP(0x08) 决定。
-   - 在 5VIN 或 5VINOUT 没有插入的前提下, 电池电压低于阈值, 会自动关机。
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-逻辑流程描述
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-[流程1: 低电压保护 (LVP) 与自动关机]
-步骤:
-1. 检测是否触发 LVP (低电压保护)。
-2. 判断: 5VIN 或 5VINOUT 是否有电?
-   - 是: 进入 [正常运行]。
-   - 否: 判断 VBAT 是否大于最低电压?
-     - 是: 进入 [正常运行]。
-     - 否: 进入 [DeepSleep待机]。
-注: 在没有插入 Vin 的情况下, 需要 BAT 电压大于 BATT_LVP 电压 + 100mV, 才能退出低电压待机循环。
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-[流程2: 关机逻辑]
-步骤:
-1. 接收到关机指令。
-2. 检查寄存器 gpio_power_hold_cfg 的 bit5/6 是否为 1?
-   - 否: bit5=0 (3.3V LDO关闭); bit6=0 (5V VOUT关闭)。
-   - 是: bit5=1 (3.3V LDO保持); bit6=1 (5V VOUT保持)。
-3. 执行操作:
-   (1) 3.3V DCDC 关闭。
-   (2) LED_EN 关闭。
-   (3) 充电使能不受影响。
-
-[流程3: 下载模式]
-步骤:
-1. 进入下载模式。
-2. 复位电源与gpio寄存器; 置位 power_gpio_hold 寄存器。
-3. 下电。
-4. BOOT_OUT 输出低电平。
-5. 延时 300ms。
-6. 上电。
-7. 延时 500ms。
-8. BOOT_OUT 输出高电平。
-
-[流程4: 复位模式]
-步骤:
-1. 进入复位模式。
-2. 复位电源与gpio寄存器; 置位 power_gpio_hold 寄存器。
-3. 下电。
-4. 延时 500ms。
-5. 上电。
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-特殊功能细节与寄存器访问限制
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-[寄存器访问]
-I2C Burst 读写支持连续读写特定区块: 
-0x00~0x0C, 0x10~0x19, 0x20~0x2A, 0x30~0x35, 0x38~0x3D, 0x40~0x45, 0x48~0x4A, 0x50、0x53, 0x60~0x9F, 0xA0~0xBF。
-超出范围需分次操作。
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-[GPIO 限制]
-1. GPIO1 与 SDA 共用中断线, 不可用干唤醒。
-2. GPIO0/2 共用中断线; GPIO3/4 共用中断线 (均为互斥使用)。
-3. GPIO_WAKE_EN (0x18) 和 GPIO_WAKE_CFG (0x19) 的配置不会因为进入下载模式、复位和关机而失效。
-4. WAKE 是否启用上下拉由 GPIO_PU/PD_0 (0x14) 和 GPIO_PU/PD_1 (0x15) 控制。
-5. GPIO_DRV (0x13) 输出类型拥有最高优先级, 不会随复用功能失效。默认为开漏, 即使复用为 PWM 或 Neopixel, 若配置为开漏则仍为开漏。
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-[电源事件]
-IRQ Status 2 中的电池插入/移除事件仅在充电未使能 (CHG_EN=0) 时有效; 5VINOUT 事件仅在 INPUT 模式 (5VIN/OUT=0) 有效。
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-[NeoPixel 数据]
-数据存储在 PIX0_L=0x60 ... PIX31_H=0x9F (共64字节)。刷新时 (REFRESH=1) 禁止 I2C 中断约 7ms。
-
-[PWM 配置]
-PWM0/1 的高低位配置分为两个字节, 需一次写入两个字节, 否则可能在极短时间内出现参数不一致。
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-[按键逻辑]
-单击复位; 双击关机; 长按进入下载模式; 具体时间由 BTN_CFG_1 决定。
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-三、 寄存器映射表 (Register Map)
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-说明: 以下表格中 "Def" 代表默认值 (Default)。
-Reset行为包括: 按键复位, 命令复位, I2C看门狗复位, 用户定时器复位。
-关机行为包括: 按键关机, 命令关机, 用户定时器关机。
-
-| Register | Type | Addr | Bits | R/W | Def | 描述 | Reset后状态 | Download后状态 | 关机后状态 |
-|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
-| Device_ID | Sys | 0x00 | [7:0] | R | 0x50 | 设备类型 | - | - | - |
-| Device_Model | Sys | 0x01 | [7:0] | R | 0x20 | 设备型号 | - | - | - |
-| HW_REV | Sys | 0x02 | [7:0] | R | 0x05 | 硬件版本号 | - | - | - |
-| SW_REV | Sys | 0x03 | [7:0] | R | 0x06 | 固件版本号 | - | - | - |
-| PWR_SRC | Sys | 0x04 | [7:3] Rsv; [2:0] VALID | R | - | 电源来源位图 | - | - | - |
-| WAKE_SRC | Sys | 0x05 | [7] Rsv; [6:0] FLAGS | R/W | - | 唤醒源标志 | - | - | - |
-| PWR_CFG | Sys | 0x06 | [7:5] Rsv; [4] LED CTRL; [3] 5V IO; [2] 3V3 LDO; [1] 3V3 DCDC; [0] CHG EN | R/W | 0x17 | 电源管理位 | 0b00010011x (充电状态不受复位影响) | 0b00010011x (充电状态不受复位影响) | 0b00010011x (充电状态不受关机影响) |
-| HOLD_CFG | Sys | 0x07 | [7] Rsv; [6] 5V IO; [5] 3V3 LDO; [4:0] GPIO4~0 | R/W | 0x00 | 置1则对应状态在关机后保留; 复位或下载模式时此寄存器复位为0 | 0x00 | 0x00 | - |
-| BATT_LVP | Sys | 0x08 | [7:0] | R/W | 0x40 | 低压阈值: 2000mV + n*7.81mV | - | - | - |
-| I2C_CFG | Sys | 0x09 | [7:4] Rsv; [4] SPD; [3:0] SLP_TO | R/W | 0x00 | SPD: 0=100k, 1=400k; SLP_TO: I2C超时休眠(秒)。PWM使能或下载模式时禁止休眠 | - | - | - |
-| WDT_CNT | Sys | 0x0A | [7:0] | R/W | 0x00 | 看门狗倒计时(秒), 0=关闭 | - | - | - |
-| WDT_KEY | Sys | 0x0B | [7:0] | W | - | 写 0xA5 清零/复位 | - | - | - |
-| SYS_CMD | Sys | 0x0C | [7:4] KEY(0xA); [1:0] CMD | W | - | CMD: 01=关机, 10=重启, 11=下载 | - | - | - |
-| GPIO_MODE | GPIO | 0x10 | [7:5] Rsv; [4:0] GPIO4~0 | R/W | 0x00 | 1=输出, 0=输入 (需GPIO_FUNC=00) | 由Hold寄存器决定 (1=保持, 0=复位) | 0x00 | 由Hold寄存器决定 |
-| GPIO_OUT | GPIO | 0x11 | [7:5] Rsv; [4:0] GPIO4~0 | R/W | 0x00 | 写1=高电平 | 由Hold寄存器决定 | 0x00 | 由Hold寄存器决定 |
-| GPIO_IN | GPIO | 0x12 | 同上 | R | - | 实时输入值 | - | - | - |
-| GPIO_DRV | GPIO | 0x13 | [7:6] Rsv; [5] LED; [4:0] GPIO | R/W | 0x1F | 1=开漏, 0=推挽 | 由Hold寄存器决定 (LED不受影响) | 0x1F | 由Hold寄存器决定 |
-| GPIO_PU/PD_0 | GPIO | 0x14 | [7:6] G3; [5:4] G2; [3:2] G1; [1:0] G0 | R/W | 0x00 | 00=无, 01=上拉, 10=下拉 | 由Hold寄存器决定 | 0x00 | 由Hold寄存器决定 |
-| GPIO_PU/PD_1 | GPIO | 0x15 | [7:2] Rsv; [1:0] GPIO4 | R/W | 0x00 | 同上 | 由Hold寄存器决定 | 0x00 | 由Hold寄存器决定 |
-| GPIO_FUNC0 | GPIO | 0x16 | [7:6] G3; [5:4] G2; [3:2] G1; [1:0] G0 | R/W | 0x00 | 00=GPIO, 01=IRQ, 11=特殊, 10=保留 | 由Hold寄存器决定 | 0x00 | 由Hold寄存器决定 |
-| GPIO_FUNC1 | GPIO | 0x17 | [7:2] Rsv; [1:0] GPIO4 | R/W | 0x00 | 同上 | 由Hold寄存器决定 | 0x00 | 由Hold寄存器决定 |
-| GPIO_WAKE_EN | GPIO | 0x18 | [7:5] Rsv; [4:0] GPIO4~0 | R/W | 0x00 | 1=使能WAKE; 注意中断线互斥规则 | - | - | - |
-| GPIO_WAKE_CFG | GPIO | 0x19 | [7:5] Rsv; [4:0] GPIO4~0 | R/W | 0x00 | 1=上升沿, 0=下降沿 | - | - | - |
-| VREF_L/H | ADC | 0x20 | [7:0] | R | - | MCU ADC 参考电压 (L:0x20, H:0x21) | - | - | - |
-| VBAT_L/H | ADC | 0x22 | [7:0] | R | - | 电池电压 (L:0x22, H:0x23) | - | - | - |
-| VIN_L/H | ADC | 0x24 | [7:0] | R | - | 5VIN 电压 (L:0x24, H:0x25) | - | - | - |
-| 5VOUT_L/H | ADC | 0x26 | [7:0] | R | - | 5VOUT 电压 (L:0x26, H:0x27) | - | - | - |
-| ADC_RES_L/H | ADC | 0x28 | [7:0] / [3:0] Data | R | - | ADC 转换结果 | - | - | - |
-| ADC_CTRL | ADC | 0x2A | [3:1] CH_SEL; [0] START | R/W | 0x00 | START=1开始; CH_SEL: 1/2=GPIO, 6=Temp | - | - | - |
-| PWM0_L/HC | PWM | 0x30 | [7:0] / [5] POL [4] EN | R/W | 0x00 | PWM0 控制 | - | - | - |
-| PWM1_L/HC | PWM | 0x32 | [7:0] / [5] POL [4] EN | R/W | 0x00 | PWM1 控制 | - | - | - |
-| PWM_FREQ_L/H | PWM | 0x34 | [7:0] | R/W | F4/01 | PWM 频率 (16bit) | - | - | - |
-| TIM_CNT_BYTE | Tim | 0x38 | [7:0] (0x38-0x3B) | R/W | 0x00 | 定时唤醒计数器 (32bit, 秒) | - | - | - |
-| TIM_CFG | Tim | 0x3C | [3] ARM; [2:0] ACTION | R/W | 0x00 | ACTION: 000=停, 001=标志, 010=重启, 011=上电, 100=关机 | - | - | - |
-| TIM_KEY | Tim | 0x3D | [7:0] | W | - | 写 0xA5 清零重载 | - | - | - |
-| IRQ Status 1 | IRQ | 0x40 | [4:0] GPIO4~0 | R/W | 0x00 | GPIO 电平变化 | - | - | - |
-| IRQ Status 2 | IRQ | 0x41 | [5/4] Bat Rm/Add; [3/2] 5Vout Rm/Add; [1/0] 5Vin Rm/Add | R/W | 0x00 | 电源事件 (写1清零) | - | - | - |
-| IRQ Status 3 | IRQ | 0x42 | [2] Dbl Click; [1] Wake; [0] Click | R/W | 0x00 | 按键/唤醒事件 (bit0=RST中断, bit1=Wakeup中断, bit2=双击中断) | - | - | - |
-| IRQ Mask 1/2/3| IRQ | 0x43 | 对应 Status 位 | R/W | 0x00 | 写1屏蔽对应中断 (0x43~0x45) | - | - | - |
-| BTN_Status | BTN | 0x48 | [7] Event; [0] Status | R | 0x00 | 按键状态 | - | - | - |
-| BTN_CFG_1 | BTN | 0x49 | [7] Lock; [6:5] Dbl; [4:3] Long; [2:1] Single; [0] Sngl_Rst_Dis | R/W | 0x2A | 按键时间配置; bit0=1禁止单击复位 | - | - | - |
-| BTN_CFG_2 | BTN | 0x4A | [0] Dbl_Off_Dis | R/W | 0x00 | bit0=1禁止双击关机 | - | - | - |
-| NEO_CFG | RGB | 0x50 | [6] Refresh; [5:0] Count | R/W | 0x00 | NeoPixel控制 | - | - | - |
-| PULSE_CTRL | Pulse| 0x53 | [7] Refresh; [6:5] Num; [4:0] GPIO | R/W | 0x00 | AW8737A 脉冲触发 | - | - | - |
-| NEO_PIXn | RGB | 0x60 | [7:0] | R/W | 0x00 | 0x60-0x9F RGB数据缓存 | - | - | - |
-| RTC_MEM | RTC | 0xA0 | [7:0] | R/W | 0x00 | 0xA0-0xBF RTC数据缓存 | - | - | - |
-
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-四、 关键寄存器功能详解
-================================================================================
-1. PWR_SRC (0x04) - 电源来源状态
-   - [2] BAT: 电池有效
-   - [1] 5VINOUT: 5VINOUT 有效 (仅当 5V 升压关闭时有效)
-   - [0] 5VIN: 5VIN 有效
-   - 注: 系统通过 ADC 检测电压判断电源来源。建议无电池时关闭电池充电。
-
-2. WAKE_SRC (0x05) - 唤醒来源
-   - [6] 5V INOUT 插入唤醒 (仅当 5V 升压关闭时)
-   - [5] EXT_WAKE: GPIO 唤醒
-   - [4] CMD_RST: 复位命令
-   - [3] RSTBTN: 按键复位
-   - [2] PWRBTN: 电源按钮
-   - [1] VIN: 5VIN 插入
-   - [0] TIM: 定时器
-
-3. HOLD_CFG (0x07) - 状态保持
-   - 将对应位设为 1, 则关机后对应的 GPIO、LDO 或 5VINOUT 状态会保持原样。
-   - 注意: 进入下载模式或触发任何 Reset (包括看门狗), 该寄存器会清零。
-
-4. BATT_LVP (0x08) - 低压保护
-   - 低压阈值计算: 2.0 V + (reg_value * 7.81 mV)。
-   - 重新开机条件: 电池电压 > 阈值+100mV; 或插入 5VIN; 或插入 5VINOUT。
-
-5. I2C_CFG (0x09) - I2C配置
-   - SPD: 0=100k, 1=400k。
-   - SLP_TO: 若设置非0, 代表 I2C 总线空闲多少秒后芯片休眠。
-   - 限制: PWM 使能或下载模式下, I2C 空闲休眠强制关闭。
-
-6. GPIO_MODE / OUT / DRV
-   - GPIO_MODE: 1=输出, 0=输入。需 GPIO_FUNC 设置为 00 才生效。
-   - GPIO_OUT: 1=高, 0=低。
-   - GPIO_DRV: 1=开漏, 0=推挽。DRV 优先级最高, 若复用功能开启但 DRV=1, 仍为开漏。
-
-7. ADC_CTRL (0x2A) - ADC控制
-   - CH_SEL: 通道选择。1=GPIO1, 2=GPIO2, 6=内部温度。
-   - 使用 GPIO 作 ADC 输入时, 必须将对应的 GPIO_FUNC 设为 11。
-
-8. IRQ Status 注意事项
-   - 若没有 GPIO 被配置为 IRQ 引脚, Status 寄存器会自动清零。
-   - 若要使用 Wakeup IRQ (Status 3 bit1), 请勿清除 WAKE_SRC 寄存器, 直到重新配置 GPIO 为 IRQ 引脚。
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-五、 附加功能说明与变更记录 (Change Log)
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-[附加功能说明]
-(1) 32-bit 定时器最大秒数限制为 214749364 秒。
-(2) 关机时, GPIO 恢复为默认输入无上下拉; 电源恢复默认状态 (除非 HOLD_CFG 对应位为 1)。
-(3) 进入下载模式, HOLD_CFG 清零, I2C 看门狗/休眠/用户定时器停止, GPIO 恢复默认。
-(4) LED 提示逻辑: 复位闪烁1次; 下载模式 500ms 间隔闪烁; 屏蔽按键复位且有 IRQ 时 200ms 间隔闪烁; 屏蔽关机且有 IRQ 时 100ms 间隔闪烁。
-(5) 充电功能默认打开。
-
-[文档变更记录]
-| 版本 | 日期       | 变更描述 |
-|------|------------|----------|
-| 1.0  | 2025-06-30 | 初始版本 |
-| 1.1  | 2025-07-23 | 硬件修订: 3, 固件主版本: 2 |
-| 1.2  | 2025-08-04 | 修订部分描述错误 |
-| 1.3  | 2025-09-01 | 硬件修订: 4, 固件主版本: 3 |
-| 1.4  | 2025-09-10 | 对关键寄存器详解进行了补充 |
-| 1.5  | 2025-09-17 | 硬件修订: 5, 固件主版本: 4; (1) LED 指示灯在单击或双击中断触发指示; (2) 升级失败时 GPIO 和 bootout 设置为开漏; (3) 改用 ADC 采样判断 5VINOUT; (4) PIN1 逻辑修改。 |
-| 1.6  | 2025-11-04 | 硬件修订: 5, 固件主版本: 5; (1) 添加 AW8737A 调频脉冲输出; (2) 添加 DCDC_5V 保持功能; (3) 看门狗默认关闭。 |
-| 1.7  | 2025-12-13 | 硬件修订: 5, 固件主版本: 6; (1) 更新寄存器映射; (2) 新增 BTN_Status (0x48); (3) 移除 UID 寄存器, 新增 Device_ID/Model。 |