MAX5393評估系統(tǒng)：開啟數(shù)字電位器評估新體驗

在電子設(shè)計領(lǐng)域，評估系統(tǒng)對于測試和驗證電子元件的性能至關(guān)重要。今天，我們就來詳細了解一下MAX5393評估系統(tǒng)，看看它如何幫助工程師們高效地評估數(shù)字電位器。

文件下載：MAX5393EVMINIQU+.pdf

一、評估系統(tǒng)概述

MAX5393評估套件（EV kit）是一塊經(jīng)過全面組裝和測試的PCB，其核心是MAX5393M 256抽頭、50kΩ的雙數(shù)字電位器。該電位器通過SPI兼容串行接口（或獨立的3線接口）進行通信。

MAX5393EVMINIQU+評估系統(tǒng)則包含了MAX5393 EV套件和MINIQUSB+接口板。MINIQUSB+接口板可通過USB接口實現(xiàn)與PC的通信，配套的Windows 2000、Windows XP和Windows Vista兼容軟件提供了專業(yè)的用戶界面，方便用戶操作。該軟件采用菜單驅(qū)動，擁有包含按鈕、跟蹤條和編輯框的圖形用戶界面（GUI）。而且，該EV套件軟件還可用于評估MAX5386M、MAX5388和MAX5391。

MAX5393 IC可以由MINIQUSB+接口板和EV套件電路產(chǎn)生的1.7V、2.6V、3.3V或5V電源供電，也可以使用用戶提供的1.7V至5.25V直流外部電源。

二、評估系統(tǒng)特性

1. 寬電源電壓范圍

支持1.7V至5.25V的單電源操作，為不同的應(yīng)用場景提供了靈活的電源選擇。

2. 多種接口方式

具備PC USB到3線接口或獨立3線串行接口操作，方便與不同的系統(tǒng)進行連接。

3. 易用的軟件

提供易于使用的菜單驅(qū)動軟件，兼容Windows 2000、Windows XP和Windows Vista，降低了用戶的操作難度。

4. 完整組裝和測試

EV套件經(jīng)過全面組裝和測試，用戶拿到手即可直接使用，節(jié)省了開發(fā)時間。

三、訂購信息

需要注意的是，“+”表示該產(chǎn)品無鉛且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

四、組件列表

1. MAX5393 EV系統(tǒng)（MAX5393EVMINIQU+）

該系統(tǒng)可評估MAX5386M/MAX5388/MAX5391/MAX5393。

2. MAX5393 EV套件（MAX5393EVKIT+）

套件包含多種電容、接頭、調(diào)節(jié)器和電平轉(zhuǎn)換器等組件。例如，有13個1μF、±10%、16V的X5R陶瓷電容（0603），4個0.1μF、±10%、50V的X7R陶瓷電容（0603）等。

五、快速啟動

1. 所需設(shè)備

• MAX5393 EV系統(tǒng)
• MAX5393 EV套件
• MINQUSB+命令模塊（包含USB電纜）
• 配備Windows 2000、Windows XP或Windows Vista操作系統(tǒng)且有空閑USB端口的PC
• 一到兩個萬用表

2. 操作步驟

1. 訪問www.maxim-ic.com/evkitsoftware下載最新版本的EV套件軟件5393Rxx.ZIP，保存到臨時文件夾并解壓。
2. 運行臨時文件夾中的INSTALL.EXE程序安裝EV套件軟件，程序文件將被復(fù)制，圖標(biāo)會出現(xiàn)在Windows開始菜單的程序列表中。
3. 確保跳線正確安裝，以保證EV套件正常運行。
4. 連接萬用表測量MAX5393（U3）的WA和LA、WB和LB PCB焊盤之間的電壓。
5. 將MINIQUSB+接口板連接到EV套件的J2和J3連接器。
6. 使用USB電纜將PC連接到MINIQUSB+接口板。首次安裝USB驅(qū)動時，會彈出“Building Driver Database”窗口和“New Hardware Found”消息。若30秒內(nèi)未出現(xiàn)類似窗口，可拔下并重新連接USB電纜。在Windows 2000、Windows XP和Windows Vista系統(tǒng)上安裝USB設(shè)備驅(qū)動需要管理員權(quán)限。
7. 按照“Add New Hardware Wizard”的指示安裝USB設(shè)備驅(qū)動，選擇“Search for the best driver for your device”選項，使用“Browse”按鈕指定設(shè)備驅(qū)動的位置為C:Program FilesMAX5393（默認安裝目錄）。安裝過程中，Windows可能會顯示警告消息，提示Maxim使用的設(shè)備驅(qū)動沒有數(shù)字簽名，這并非錯誤情況，可繼續(xù)安裝。若遇到問題，可參考軟件中包含的USB_Driver_Help.PDF文檔。
8. 通過開始菜單中的圖標(biāo)啟動EV套件軟件。
9. 程序會自動檢測USB連接并啟動主程序。
10. 使用“Device Connected”組合框從列表中選擇MAX5393，然后按下“Default”按鈕，EV套件軟件主窗口將顯示。
11. 此時，MAX5393 EV套件即可進行額外測試。

六、軟件詳細描述

1. 圖形用戶界面（GUI）面板

MAX5393 EV套件軟件的GUI是一個Windows程序，提供了方便的方式來控制MAX5393雙電位器。用戶可以使用鼠標(biāo)或按下Tab鍵在GUI控件之間導(dǎo)航。當(dāng)執(zhí)行任何控件操作時，會生成正確的SPI寫操作來更新MAX5393內(nèi)部內(nèi)存寄存器。

軟件將EV套件的功能分為多個組框。“Interface”組框顯示EV套件的狀態(tài)、最后一次寫入操作的命令和數(shù)據(jù)發(fā)送指示，這些數(shù)據(jù)可確認設(shè)備的正常運行?！癉evice Connected”組合框用于選擇要評估的Maxim部件，選擇MAX5393選項時可啟用“Update Pot A and B”復(fù)選框功能?！癉efault”按鈕可將兩個電位器設(shè)置為中間刻度位置?！癙otentiometer A”和“Potentiometer B”組框提供了控制各自抽頭位置的功能。主窗口底部的狀態(tài)欄顯示USB接口電路的通信狀態(tài)。

2. 軟件啟動

啟動時，EV套件軟件會自動搜索USB接口板的電路連接。在“Interface”組框中，“Device Connected”組合框允許用戶選擇要評估的部件。選擇要評估的設(shè)備后，“Update Pot A and B”復(fù)選框?qū)⒈粏⒂没蚪?。?dāng)檢測到USB連接并選擇了部件后，EV套件進入正常操作模式。由于MAX5393沒有讀取功能，所有編輯框?qū)@示問號（??），電位器跟蹤條將設(shè)置為中間刻度。如果未檢測到USB連接，軟件會提示用戶重試、退出程序或進入演示模式。

3. 演示模式

當(dāng)未檢測到USB連接時，通過在MAX5393評估套件接口電路彈出窗口（圖2）中選擇“Cancel”，軟件將進入演示模式。也可以在主窗口中選擇“Options | Demo Mode”菜單項隨時進入演示模式。在演示模式下，軟件與EV套件電路的所有通信將被禁用，但大部分軟件GUI仍可正常使用。演示模式允許用戶在沒有硬件連接的情況下評估軟件。要退出演示模式，取消選擇“Options | Demo Mode”菜單項即可。

4. 電位器A和B的抽頭位置

“Potentiometer A”和“Potentiometer B”組框中的抽頭位置跟蹤條（WA、WB）用于獨立改變抽頭在H_和L端點之間的位置。用戶可以使用計算機鼠標(biāo)或箭頭鍵在256個位置點之間移動抽頭位置，也可以在編輯框中輸入所需的整數(shù)值，或按下相應(yīng)編輯框中的上下箭頭來改變抽頭位置。抽頭位置跟蹤條或HW/WL_編輯框的變化會寫入寄存器，并更新抽頭位置。HW_編輯框顯示抽頭相對于電位器H端點的位置，WL_編輯框顯示抽頭相對于電位器L_端點的位置。

通過勾選“Update Pot A and B”復(fù)選框，可以同時更新電位器A和B。啟用該復(fù)選框后，“Potentiometer A”組框?qū)⑾騼蓚€數(shù)字電位器發(fā)送相同的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對兩個數(shù)字電位器的共同控制。

5. 出廠默認設(shè)置

按下“Default”按鈕可將MAX5393中電位器A和B的抽頭位置重置為出廠默認的中間刻度位置。

6. 狀態(tài)指示器

“Interface”組框中的狀態(tài)指示器在檢測到USB連接且EV套件進入正常操作模式時顯示“EV Kit Operational”。如果未檢測到USB連接或軟件進入演示模式，狀態(tài)指示器將顯示“Demo Mode”。演示模式用于在沒有硬件連接的情況下測試軟件。

7. 命令發(fā)送指示器

8. 數(shù)據(jù)發(fā)送指示器

數(shù)據(jù)發(fā)送指示器顯示為寫入電位器A（0x00）、電位器B（0x01）或電位器A和B（0x03）命令發(fā)送的最后數(shù)據(jù)。MAX5393 IC使用8位（MSBs，D7:D0）數(shù)據(jù)字節(jié)來設(shè)置抽頭位置。如需更多信息，請參考MAX5391/MAX5393 IC數(shù)據(jù)手冊。

9. 鍵盤導(dǎo)航

按下Tab鍵可選擇每個GUI控件，選中的控件將顯示虛線輪廓。按下Shift + Tab可將選擇移動到上一個選中的控件。按鈕可通過鍵盤的空格鍵響應(yīng)，一些控件可通過鍵盤的上下箭頭鍵響應(yīng)。按下F10鍵激活程序的菜單欄，然后按下所需菜單項的字母即可選擇該菜單項。大多數(shù)菜單項有一個字母下劃線，指示其快捷鍵。

當(dāng)在編輯框中輸入數(shù)字時，按下Enter鍵可將數(shù)據(jù)發(fā)送到設(shè)備。按下Tab或Shift + Tab鍵也會發(fā)送數(shù)據(jù)。

10. 簡單SPI命令

與EV套件通信有兩種方法：通過正常的用戶界面面板（圖1）或通過主程序的“Options | Advanced Users Interface”菜單欄中的“3-Wire Interface”（圖3）實用程序提供的SPI命令。選擇該實用程序后，將顯示一個窗口，允許進行SPI發(fā)送/接收數(shù)據(jù)操作。

在3線接口選項卡中，“Connection”組框定義了接口的硬件連接。對于EV套件，從“Clock (SCK) (SCLK)”下拉列表中選擇K10，從“Data from master to slave (MOSI) (DIN)”下拉列表中選擇K12，從“Data from slave to master (MISO) (DOUT)”下拉列表中選擇K11，從“Chip-select (CS) for data framing”下拉列表中選擇K9，并勾選“Use standard connections for high-speed SPI”復(fù)選框。

“Configuration”組框允許用戶配置邏輯電平和數(shù)據(jù)速率。對于MAX5393 EV套件，勾選“Send & Receive MSB first”復(fù)選框，并確?！癈POL =1”（時鐘空閑高）和“CPHA=1”（采樣第2個邊沿）復(fù)選框未被勾選。

“Send and Receive Data”組框允許用戶向MAX5393發(fā)送數(shù)據(jù)?！癉ata bytes to be written”編輯框指示從主設(shè)備（微控制器）發(fā)送到設(shè)備（MAX5393）的數(shù)據(jù)。8位十六進制數(shù)字應(yīng)用逗號分隔。按下“Send Now”按鈕可將數(shù)據(jù)從主設(shè)備發(fā)送到設(shè)備。“Data bytes received”編輯框中顯示的數(shù)據(jù)是從設(shè)備讀取的數(shù)據(jù)。由于MAX5393不會將數(shù)據(jù)發(fā)送回主設(shè)備，因此EV套件軟件中的“Data bytes received”編輯框始終顯示默認值0xFF。

需要注意的是，SPI對話框接受十六進制格式的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。十六進制數(shù)字必須以$或0x為前綴。圖3展示了使用附帶的3線接口診斷工具進行的簡單SPI寫字節(jié)操作。在這個例子中，軟件發(fā)送命令0x11（寫入電位器A和B）和數(shù)據(jù)0x7F，該數(shù)據(jù)序列將電位器A和B的抽頭位置設(shè)置為127。

七、常見故障排除

1. 軟件報告找不到接口電路

• 檢查USB電纜是否連接到MINIQUSB+板。
• 確認Windows即插即用是否檢測到該板?？梢源蜷_控制面板->系統(tǒng)->設(shè)備管理器，查看USB設(shè)備節(jié)點。如果有未知設(shè)備節(jié)點連接到USB，卸載它，這將強制即插即用重新嘗試。
• 如果使用板外SPI接口，確保電源地在接頭J1的某個引腳連接（J1 - 2、J1 - 4、J1 - 6或J1 - 8）處連接到EV套件的地（GND）。

八、硬件詳細描述

1. 整體結(jié)構(gòu)

MAX5393 EV套件是一塊經(jīng)過組裝和測試的PCB，采用MAX5393M 256抽頭、50kΩ的雙數(shù)字電位器。每個抽頭可以在256個抽頭位置中獨立編程。EV套件在經(jīng)過驗證的兩層PCB設(shè)計上使用16引腳TSSOP封裝的MAX5393M。

2. 接口連接

EV套件提供接頭J1，可將MAX5393的CS、DIN、SCLK和GND信號直接連接到用戶提供的3線系統(tǒng)。接頭J1還提供EV套件1.7V至5.5V VPOWER電源輸入的連接。

3. 電源供應(yīng)

EV套件通常與MINIQUSB+接口板配合使用，通過3線串行接口與PC通信。當(dāng)使用1.7V至5.5V為MAX5393 VDD輸入供電時，邏輯電平轉(zhuǎn)換器U7和U8提供適當(dāng)?shù)腟PI接口轉(zhuǎn)換。

VPOWER導(dǎo)軌通常由MINIQUSB+接口板電路提供3.3V或5V電源，或使用LDO調(diào)節(jié)器U6提供2.6V電源。LDO調(diào)節(jié)器U5的輸出設(shè)置為1.7V，由VPOWER導(dǎo)軌供電。VPOWER導(dǎo)軌和U5用于將MAX5393 VDD輸入設(shè)置為5V、3.3V、2.6V或1.7V。

調(diào)節(jié)器U5具有可調(diào)輸出，可以通過更換電阻R1將其配置為不同的電壓。使用以下公式設(shè)置U5輸出電壓： [R 1=10^{5} timesleft(frac{VOUT}{1.225}-1right)] 其中R1的單位為歐姆，VOUT為所需的U5輸出電壓。

跳線JU20用于選擇MAX5393 EV套件電路VPOWER導(dǎo)軌的電源來源。具體的跳線配置可參考表3。

4. VDD輸入配置

跳線JU19用于選擇MAX5393 VDD輸入的電源來源。在引腳1 - 2之間安裝跳線可將MAX5393 VDD輸入設(shè)置為1.7V，在引腳2 - 3之間安裝跳線可將MAX5393 VDD輸入設(shè)置為VPOWER導(dǎo)軌。具體的跳線配置可參考表5。

5. SPI時鐘和數(shù)據(jù)/芯片選擇輸入

MAX5393具有時鐘和數(shù)據(jù)/芯片選擇輸入引腳，用于SPI兼容通信以控制抽頭位置。時鐘和數(shù)據(jù)/芯片選擇引腳可以由MINIQUSB+接口電路或PCB接頭（J1）驅(qū)動，也可以由用戶提供的外部SPI兼容控制器驅(qū)動。外部SPI兼容控制器可以連接到接頭J1上的CS（J1 - 3）、DIN（J1 - 5）、SCLK（J1 - 7）和GND（J1 - 2、J1 - 4、J1 - 6、J1 - 8）以與MAX5393 IC通信。使用外部SPI兼容控制器時，要確保MINIQUSB+接口板已從EV套件的J2和J3接頭斷開。接頭J1的引腳分配可參考表6。

6. 電位器配置

EV套件提供了將MAX5393配置為電位器或分壓器的選項，可選擇開放式或帶接地參考。使用跳線JU12和JU13配置電位器A，使用跳線JU14和JU15配置電位器B。具體的跳線選項可參考表7和表8。

MAX5393 IC還可以通過使用導(dǎo)線將H_和W焊盤短路配置為可變電阻。當(dāng)作為可變電阻運行時，連接到H、W_或L_焊盤的任何電源必須將電壓和電流限制在MAX5391/MAX5393 IC數(shù)據(jù)手冊規(guī)定的最大條件內(nèi)。

7. 評估其他IC

EV套件還提供了額外的PCB焊盤（U1、U2和U4）和各種跳線，用于評估MAX5386M、MAX5391和MAX5388。需要注意的是，建議CS、DIN和SCLK信號在任何給定時間不要驅(qū)動多個設(shè)備。評估MAX5386M、MAX5388或MAX5391數(shù)字電位器時，可參考相應(yīng)的EV系統(tǒng)數(shù)據(jù)手冊獲取更多信息。

綜上所述，MAX5393