探索MAX35103評(píng)估套件：開(kāi)啟超聲波計(jì)量新征程

在電子工程師的日常工作中，評(píng)估套件是探索和驗(yàn)證新器件性能的得力助手。今天，我們就來(lái)深入了解一下MAX35103評(píng)估套件，看看它如何助力我們對(duì)MAX35103時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行全面評(píng)估。

文件下載：MAX35103EVKIT#.pdf

套件概述

MAX35103評(píng)估套件（EV kit）為評(píng)估MAX35103時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器提供了必要的硬件和圖形用戶界面（GUI）軟件。該套件專為超聲波熱量表、水表和燃?xì)獗碓O(shè)計(jì)，其內(nèi)部安裝了MAX35103EHJ+芯片，并配備了與芯片通信所需的USB - SPI接口。

套件優(yōu)勢(shì)與特性

• 輕松評(píng)估：提供兩個(gè)壓電換能器和兩個(gè)RTD連接，方便進(jìn)行各種測(cè)量。
• 供電靈活：既可以通過(guò)USB供電，簡(jiǎn)化評(píng)估設(shè)置；也配備香蕉插孔，可使用外部電源（如電池）為系統(tǒng)供電。
• 兼容性強(qiáng)：采用USB HID接口，軟件兼容Windows XP和Windows 7系統(tǒng)。
• 品質(zhì)可靠：符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，擁有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的PCB布局，且完全組裝和測(cè)試。

套件內(nèi)容

• 電路板：包含MAX35103EHJ+和USB - SPI電路。
• Mini - USB電纜：用于連接評(píng)估套件和PC。
• 其他配件：四個(gè)分流跳線和橡膠腳。

快速上手

所需設(shè)備

評(píng)估套件硬件和Mini - USB電纜是套件自帶的，還需要一臺(tái)帶有USB端口的Windows XP或Windows 7 PC，以及用于飛行時(shí)間測(cè)量的安裝在卷軸體內(nèi)的壓電換能器（BNC連接）和用于溫度測(cè)量的鉑電阻溫度計(jì)（RTD，裸線 - 端子塊連接）。

操作步驟

1. 跳線設(shè)置：確保跳線J4和J8安裝到位。同時(shí)，要注意USB - SPI電路和IC電路的接地平面和電源走線未連接，J1上的接地跳線必須連接，以確保在所有電源配置下USB - SPI和IC之間的正常通信；在僅USB供電配置下，J5跳線也必須連接。
2. 開(kāi)關(guān)設(shè)置：確保8極DIP開(kāi)關(guān)（S3）正確安裝在插座中，且所有開(kāi)關(guān)都處于開(kāi)啟位置。
3. 放置套件：將評(píng)估套件硬件放置在不導(dǎo)電的表面上，以防止PCB上的元件短路。
4. 連接設(shè)備：在啟動(dòng)GUI之前，使用提供的Mini - USB電纜將評(píng)估套件硬件連接到PC。此時(shí)，電源LED（D20）應(yīng)顯示綠色，通信LED（D2）應(yīng)顯示紅色并緩慢閃爍橙色。
5. 驅(qū)動(dòng)安裝：Windows應(yīng)自動(dòng)開(kāi)始安裝必要的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。評(píng)估套件硬件的USB接口配置為HID設(shè)備，無(wú)需獨(dú)特的自定義設(shè)備驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)安裝完成后，Windows系統(tǒng)圖標(biāo)菜單附近會(huì)出現(xiàn)消息，提示硬件已準(zhǔn)備好使用。在此消息出現(xiàn)之前，請(qǐng)勿嘗試運(yùn)行GUI。
6. 軟件下載與安裝：下載最新版本的評(píng)估套件軟件MAX35103EVKitSoftwareInstall.ZIP，并保存到臨時(shí)文件夾。打開(kāi).ZIP文件，雙擊.EXE文件運(yùn)行安裝程序，按照提示完成安裝。
7. 啟動(dòng)軟件：在開(kāi)始菜單中找到MAX35103EVKitSoftware文件夾，點(diǎn)擊其中的MAX35103EVKitSoftware.EXE文件。軟件啟動(dòng)后，GUI窗口底部狀態(tài)欄右側(cè)應(yīng)顯示“EV Kit Hardware Connected”和固件版本號(hào)，評(píng)估套件板上的通信LED（D2）應(yīng)變?yōu)榫G色。

軟件詳細(xì)介紹

軟件啟動(dòng)

當(dāng)軟件打開(kāi)且MAX35103評(píng)估套件已連接時(shí)，軟件會(huì)首先初始化硬件以進(jìn)行通信，然后讀取設(shè)備并更新GUI上顯示的所有相關(guān)控制字段。如果軟件啟動(dòng)時(shí)評(píng)估套件未連接，GUI將填充默認(rèn)值；連接后，軟件將執(zhí)行上述操作。

菜單欄功能

• 文件菜單：包含保存、加載和退出選項(xiàng)。點(diǎn)擊“Save Project As”可將當(dāng)前GUI配置保存到XML文件；“Load Project”可使用所選XML文件中的值更新GUI，并將配置和RTC報(bào)警寄存器寫(xiě)入設(shè)備。
• 發(fā)送設(shè)備命令菜單：通過(guò)SPI接口使用操作碼/命令結(jié)構(gòu)訪問(wèn)IC的功能和內(nèi)存?？蓮脑摬藛伟l(fā)送LDO Timed、LDO Off、LDO On、Reset、Initialize、Calibrate和Transfer Config to Flash等命令。選擇該菜單并顯示下拉菜單時(shí)，會(huì)讀取校準(zhǔn)結(jié)果寄存器，結(jié)果以微秒為單位顯示在“Calibrate Command”文本旁邊。
• 設(shè)備引腳菜單：可輕松訪問(wèn)IC的幾個(gè)可配置或可禁用的引腳。選擇該菜單時(shí)會(huì)讀取相應(yīng)寄存器，并在適當(dāng)?shù)呐渲门赃呌脧?fù)選標(biāo)記顯示當(dāng)前編程的配置。要更改配置，只需從下拉菜單中選擇所需選項(xiàng)。
• 讀取所有寄存器按鈕：位于GUI窗口右上角，用于讀取IC的所有必需寄存器，以更新GUI上當(dāng)前顯示的所有控件和字段。切換選項(xiàng)卡時(shí)也會(huì)執(zhí)行此操作，但該按鈕不會(huì)讀取中斷狀態(tài)寄存器，因此不會(huì)更新中斷狀態(tài)組框。

日志與狀態(tài)顯示

• 狀態(tài)日志：位于GUI左下角，顯示GUI執(zhí)行的所有與用戶相關(guān)的操作?？赏ㄟ^(guò)取消選中“Enable”復(fù)選框禁用日志，點(diǎn)擊“Clear Log”按鈕清除日志。當(dāng)日志過(guò)長(zhǎng)時(shí)會(huì)自動(dòng)清除。
• 中斷狀態(tài)顯示：位于GUI底部中心，讀取中斷狀態(tài)寄存器并以易于理解的表格形式顯示結(jié)果。灰色圓圈表示位未設(shè)置，紅色圓圈表示讀取中斷狀態(tài)寄存器時(shí)相關(guān)位已設(shè)置。注意，中斷狀態(tài)寄存器中的位在讀取后會(huì)自動(dòng)清除。在事件定時(shí)模式執(zhí)行期間，當(dāng)中斷引腳激活時(shí)，該組框也會(huì)更新。
• 設(shè)備訪問(wèn)日志：位于GUI右下角，顯示GUI與IC相關(guān)的所有操作。主機(jī)USB - SPI電路和IC之間的所有SPI事務(wù)都會(huì)顯示在此處。默認(rèn)情況下，大的SPI事務(wù)不會(huì)記錄，可通過(guò)取消選中“Small Access Only”復(fù)選框顯示所有SPI事務(wù)。可通過(guò)取消選中“Enable”復(fù)選框禁用日志，點(diǎn)擊“Clear Log”按鈕清除日志。當(dāng)日志過(guò)長(zhǎng)時(shí)會(huì)自動(dòng)清除。
• 狀態(tài)欄：位于GUI窗口底部，分為三個(gè)部分。左側(cè)主要顯示GUI當(dāng)前是否正在對(duì)IC進(jìn)行任何類型的輪詢（自動(dòng)定時(shí)），幫助用戶跟蹤已啟動(dòng)的輪詢例程；中間顯示當(dāng)前運(yùn)行的評(píng)估套件軟件版本；右側(cè)顯示硬件（USB - SPI電路）是否當(dāng)前已連接到GUI并與之通信。

選項(xiàng)卡功能

• 飛行時(shí)間選項(xiàng)卡：包含設(shè)置和執(zhí)行飛行時(shí)間測(cè)量所需的所有配置。其中有一個(gè)二級(jí)選項(xiàng)卡控件，包含兩個(gè)信息圖形和從IC讀取的數(shù)據(jù)。配置IC時(shí)，可先查看“Launch & Timing Graphic”選項(xiàng)卡，它是與“Launch & Timing Config”組框相關(guān)的定時(shí)靜態(tài)圖像，可輔助設(shè)置該組框中的相關(guān)控件。然后選擇“Receive Wave Config Graphic”選項(xiàng)卡，該圖形會(huì)動(dòng)態(tài)更新，顯示“Receive Wave Config”組框中的配置設(shè)置。完成飛行時(shí)間配置后，可使用“TOF Commands”組框中的“OneShot”按鈕發(fā)送飛行時(shí)間命令，點(diǎn)擊后會(huì)自動(dòng)讀取設(shè)備結(jié)果?？赏ㄟ^(guò)輸入框調(diào)整計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的樣本數(shù)量。若對(duì)單次命令的結(jié)果滿意，可在“Command Repetition”組框中啟用自動(dòng)重復(fù)功能。
• 溫度選項(xiàng)卡：包含設(shè)置和執(zhí)行溫度測(cè)量所需的所有配置。在“Temperature Configurations”組框中開(kāi)始配置IC，評(píng)估套件硬件配置為將RTD連接到端口T1和T2，參考連接到端口T3和T4。完成溫度配置后，使用“Temperature Command”組框中的“Temperature”按鈕發(fā)送溫度命令，點(diǎn)擊后會(huì)自動(dòng)讀取設(shè)備結(jié)果并顯示在“Temperature Time Measurement on all Ports and Statistics”組框中。同樣可通過(guò)輸入框調(diào)整樣本數(shù)量。根據(jù)從設(shè)備讀取的原始數(shù)據(jù)和參考電阻值確定相關(guān)RTD的電阻，然后使用Callendar - Van Dusen方程和標(biāo)準(zhǔn)IEC 751系數(shù)值得出溫度。該選項(xiàng)卡還包含兩個(gè)溫度計(jì)圖形，顯示“Time - to - Temperature Calculation Data”組框中的計(jì)算數(shù)據(jù)。若對(duì)單次命令的結(jié)果滿意，可在“Command Repetition”組框中啟用自動(dòng)重復(fù)功能。
• RTC & WatchDog選項(xiàng)卡：包含設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）、看門(mén)狗和鬧鐘所需的所有配置。設(shè)備上電時(shí)RTC設(shè)置為全零，需先設(shè)置日期和時(shí)間才能進(jìn)行有效讀取?？稍凇癝et the Clock Data”組框中的“Set the Date”組框中設(shè)置日期，在“Set the Time”組框中設(shè)置時(shí)間，也可點(diǎn)擊“Send Value”按鈕發(fā)送當(dāng)前控件中的值?！癝et to PC Date & Time (24hr)”按鈕可使用PC內(nèi)部時(shí)鐘以24小時(shí)模式設(shè)置設(shè)備?？稍凇癝et the Alarm”和“Set the WatchDog”組框中分別設(shè)置鬧鐘和看門(mén)狗。使用“Read All Registers”按鈕讀取該選項(xiàng)卡中的參數(shù)時(shí)，“Read Clock Data”組框右側(cè)的所有顯示都會(huì)更新，“Set Clock Data”組框左側(cè)（除“Set the WatchDog”組框外）的所有值也會(huì)更新。“Alarm Value”和“WatchDog Value”組框中會(huì)顯示易于理解的鬧鐘標(biāo)志和看門(mén)狗標(biāo)志圖形，讀取時(shí)會(huì)更新。
• 事件定時(shí)模式選項(xiàng)卡：用于評(píng)估IC的高級(jí)定時(shí)功能。使用該選項(xiàng)卡前，需先在“Time Of Flight”、“Temperature”和“RTC & WatchDog”選項(xiàng)卡中完成配置并將配置存儲(chǔ)到閃存。準(zhǔn)備好后，在“TOF Sequencing”和“Temp Sequencing”組框中配置控件，使TOF序列和溫度序列的持續(xù)時(shí)間相等。選擇所需的校準(zhǔn)配置，“Timing Options”組框確定事件定時(shí)運(yùn)行時(shí)右側(cè)的數(shù)據(jù)表將填充哪些數(shù)據(jù)。若啟用連續(xù)中斷，IC會(huì)在每次測(cè)量（溫度或飛行時(shí)間）后提供數(shù)據(jù)，并填充到“Continuous Interrupt”表中。選中“Continuous Operation”復(fù)選框后，設(shè)備將持續(xù)運(yùn)行配置的事件定時(shí)模式，直到點(diǎn)擊“HALT Command”按鈕發(fā)送停止命令。若同時(shí)啟用“Continuous Operation”和“Continuous Interrupt”功能，序列完成時(shí)會(huì)在測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)中插入一個(gè)空白綠色行，方便對(duì)序列完成的平均數(shù)據(jù)進(jìn)行分組。點(diǎn)擊“Start/Stop Timing Modes”組框中的所需“EVTMGn”按鈕可啟動(dòng)事件定時(shí)模式。需注意，EV套件軟件不支持MAX35103的8XS操作，這是由于USB - SPI轉(zhuǎn)換硬件的采樣率限制。該選項(xiàng)卡旨在展示IC的中斷引腳（INT）功能，事件定時(shí)模式啟動(dòng)后，INT引腳每50ms被輪詢一次，INT激活時(shí)會(huì)自動(dòng)讀取中斷狀態(tài)寄存器，結(jié)果顯示在中斷狀態(tài)組框中。根據(jù)中斷狀態(tài)寄存器中設(shè)置的位讀取測(cè)量結(jié)果和序列結(jié)果數(shù)據(jù)。若在退出“Event Timing Mode”選項(xiàng)卡時(shí)事件定時(shí)模式正在運(yùn)行，會(huì)向設(shè)備發(fā)送停止命令并停止INT引腳輪詢。INT引腳輪詢期間，狀態(tài)欄左側(cè)的文本會(huì)變色并顯示輪詢狀態(tài)，直到事件定時(shí)模式完成、發(fā)送停止命令或更改活動(dòng)選項(xiàng)卡。
• 數(shù)據(jù)日志圖形選項(xiàng)卡：提供一個(gè)基本的繪圖工具，用于查看數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化。該選項(xiàng)卡中的數(shù)據(jù)僅由“Time Of Flight”和“Temperature”選項(xiàng)卡中的命令重復(fù)功能生成。啟動(dòng)一個(gè)或兩個(gè)命令重復(fù)功能后，切換到該選項(xiàng)卡選擇要查看的數(shù)據(jù)集?？赏ㄟ^(guò)“Data Set Select”組框中的下拉列表選擇數(shù)據(jù)集。點(diǎn)擊“Clear Data Log”按鈕可清除圖形，“Poll Count”值顯示圖形上顯示的系列中的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)。圖形右上角有放大、縮小和縮放以適應(yīng)按鈕，可用于查看所需的數(shù)據(jù)部分。
• 閃存選項(xiàng)卡：提供一種簡(jiǎn)單的方法來(lái)讀取和寫(xiě)入IC中包含的8kB用戶閃存。訪問(wèn)閃存前，必須先啟用LDO，可通過(guò)“Send Device Command”菜單手動(dòng)啟用，選擇該選項(xiàng)卡時(shí)會(huì)自動(dòng)發(fā)送“LDO ON”命令，離開(kāi)時(shí)會(huì)發(fā)送“LDO OFF”命令。該選項(xiàng)卡以原始十六進(jìn)制格式顯示所有值，所有內(nèi)存均可讀取，點(diǎn)擊“Flash Read”組框中的“Read All”按鈕可讀取整個(gè)閃存內(nèi)存并更新表格。點(diǎn)擊所需單元格并輸入十六進(jìn)制值，然后按鍵盤(pán)上的Enter鍵或選擇另一個(gè)單元格，可寫(xiě)入所有內(nèi)存地址。輸入的數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)行有效性檢查，無(wú)效時(shí)會(huì)填充為零并在單元格中顯示通知圖形。為方便起見(jiàn)，選項(xiàng)卡右側(cè)會(huì)顯示當(dāng)前選中的單元格地址。閃存分為32個(gè)塊（頁(yè)），每頁(yè)包含128個(gè)字，表格中通過(guò)交替的陰影顏色表示這些頁(yè)。要擦除特定頁(yè)的閃存，可選擇該頁(yè)中的內(nèi)存位置，更新“Flash Erase”組框中的“Currently Selected Cell Page”值，或使用提供的輸入控件手動(dòng)選擇所需頁(yè)。點(diǎn)擊“Erase Page”按鈕可擦除單頁(yè)閃存，點(diǎn)擊“Erase All”按鈕會(huì)遍歷所有32頁(yè)并發(fā)送擦除頁(yè)命令。閃存必須先擦除才能寫(xiě)入。
• 寄存器選項(xiàng)卡：可訪問(wèn)IC中的所有可訪問(wèn)寄存器，以原始十六進(jìn)制格式顯示所有值。所有寄存器均可讀取，點(diǎn)擊“Read All”按鈕可讀取并更新整個(gè)可見(jiàn)寄存器空間。左側(cè)第一列可通過(guò)點(diǎn)擊所需單元格并輸入十六進(jìn)制值，然后按鍵盤(pán)上的Enter鍵或選擇另一個(gè)單元格進(jìn)行寫(xiě)入。輸入的數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)行有效性檢查，無(wú)效時(shí)會(huì)填充為零并在單元格中顯示通知圖形。如該選項(xiàng)卡所示，右側(cè)三列是只讀的，無(wú)法編輯單元格。

數(shù)據(jù)導(dǎo)出

• 運(yùn)行重復(fù)飛行時(shí)間命令后，可使用“Data Log Graph”選項(xiàng)卡上的“Save to .tsv”按鈕導(dǎo)出“Time Of Flight”選項(xiàng)卡中的數(shù)據(jù)，該文件可作為電子表格打開(kāi)。
• 版本2.5的評(píng)估套件軟件不支持從“Temperature”選項(xiàng)卡導(dǎo)出數(shù)據(jù)。
• 從“Event Timing Modes”選項(xiàng)卡導(dǎo)出數(shù)據(jù)時(shí)，可直接突出顯示數(shù)據(jù)，然后復(fù)制并粘貼到電子表格中。

硬件詳細(xì)介紹

評(píng)估套件硬件的框圖和所需的系統(tǒng)級(jí)連接如圖所示，同時(shí)還突出顯示了重要的硬件組件，如焊橋、PCB連接點(diǎn)、跳線、瞬時(shí)開(kāi)關(guān)和LED等。

焊橋

• J33：連接D4 LED和地，移除焊橋可禁用D4 LED。
• J38：連接D5 LED和地，移除焊橋可禁用D5 LED。
• J42：連接D20 LED和電源，移除焊橋可禁用D20 LED。

PCB連接點(diǎn)

• J2：接地香蕉插孔連接，使用外部電源為評(píng)估套件供電時(shí)，用于接地，也可用于將卷軸體接地到評(píng)估套件板。
• J3：VCC香蕉插孔連接，使用外部電源為評(píng)估套件供電時(shí)，用于為VCC電源走線提供偏置。
• J15：下游壓電換能器BNC連接。
• J16：上游壓電換能器BNC連接。
• J20：Mini - USB連接，提供從PC到IC的通信和可選電源。
• R1：PORT 1 RTD端子塊連接，將RTD的裸線連接插入端子塊，并用菲利普斯螺絲刀擰緊螺絲固定。
• R2：PORT 2 RTD端子塊連接，操作方法同R1。
• S3：8通道DIP開(kāi)關(guān)插座，若不再需要USB - SPI電路，可將DIP開(kāi)關(guān)從插座中取出，使評(píng)估套件可沿刻痕線折斷。

跳線

瞬時(shí)開(kāi)關(guān)

LED