MCP3911 ADC評(píng)估板：16位MCU的理想開(kāi)發(fā)工具

在電子工程師的日常工作中，評(píng)估和開(kāi)發(fā)模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換（ADC）技術(shù)是一項(xiàng)重要任務(wù)。Microchip的MCP3911 ADC評(píng)估板為16位MCU提供了一個(gè)強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，下面我們就來(lái)詳細(xì)了解一下這款評(píng)估板。

文件下載：ADM00398.pdf

一、文檔說(shuō)明

1.1 文檔布局

該文檔主要圍繞MCP3911 ADC評(píng)估板展開(kāi)，結(jié)構(gòu)清晰。涵蓋了硬件描述、評(píng)估板PC軟件介紹，還包含了原理圖、布局圖以及物料清單等內(nèi)容，為工程師使用評(píng)估板提供了全面的指導(dǎo)。

1.2 文檔約定

文檔使用了多種字體和格式來(lái)表示不同的內(nèi)容，例如Arial字體中，斜體字符用于表示參考書(shū)籍，首字母大寫(xiě)用于強(qiáng)調(diào)文本；Courier New字體中，普通字體用于示例源代碼、文件名等。這些約定有助于工程師更準(zhǔn)確地理解文檔內(nèi)容。

1.3 推薦閱讀

除了本用戶(hù)指南，推薦參考《MCP3911 Data Sheet - “3.3V Two Channel Analog Front End” (DS22286)》，它能為我們提供更多關(guān)于MCP3911的詳細(xì)信息。

1.4 網(wǎng)站支持

Microchip的官方網(wǎng)站（www.microchip.com）提供了豐富的資源，包括產(chǎn)品支持（數(shù)據(jù)手冊(cè)、應(yīng)用筆記等）、一般技術(shù)支持（常見(jiàn)問(wèn)題解答、技術(shù)支持請(qǐng)求等）以及公司業(yè)務(wù)相關(guān)信息（產(chǎn)品選擇器、新聞發(fā)布等），方便工程師獲取最新的資料。

1.5 客戶(hù)支持

用戶(hù)可以通過(guò)經(jīng)銷(xiāo)商、當(dāng)?shù)劁N(xiāo)售辦公室、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師（FAE）以及技術(shù)支持渠道獲得幫助。技術(shù)支持可通過(guò)網(wǎng)站（http://support.microchip.com）獲取。

二、硬件描述

2.1 概述

MCP3911 ADC評(píng)估板為評(píng)估MCP3911雙通道ADC的性能提供了機(jī)會(huì)，同時(shí)也為基于16位PIC的應(yīng)用提供了開(kāi)發(fā)平臺(tái)。它配備了已編程的PIC24FJ256GA110 PIM模塊，可與能源管理實(shí)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和ADC設(shè)置。其主要特點(diǎn)如下：

• 雙ADC輸出顯示：通過(guò)串行通信將MCP3911的輸出顯示到PC軟件界面。
• 高性能表現(xiàn)：在OSR32地址循環(huán)ALL模式下可實(shí)現(xiàn)同時(shí)55 ksps的采樣率，在OSR512模式下具有95 dB的SINAD性能。
• 系統(tǒng)和ADC性能分析：通過(guò)圖形化的PC工具，可展示噪聲直方圖、頻域（FFT）、時(shí)域示波器圖以及統(tǒng)計(jì)數(shù)值分析。
• 穩(wěn)健的硬件設(shè)計(jì)：采用模擬接地和模擬/數(shù)字分離技術(shù)，在4層板上包含獨(dú)立的電源和電源平面，可進(jìn)行低噪聲評(píng)估。
• 兼容性：具備PICtail? Plus連接器，與Explorer 16子板兼容。

2.2 PIM模塊/MCP3911連接及外設(shè)使用概述

評(píng)估板包含一個(gè)100引腳的PIM插槽，兼容Microchip的PIM模塊。系統(tǒng)配備了PIC24FJ128GA110 PIM模塊。端口A、B和D用于連接按鈕、輸出LED、CS和(overline{CS})以及MCLR（用于MCP3911數(shù)據(jù)模式設(shè)置）。Output Capture 1用于MCP3911的時(shí)鐘生成，通過(guò)MSSP模塊1實(shí)現(xiàn)串行通信。

MCP3911是一款帶有二階調(diào)制器和三階sinc濾波器，以及用于更高過(guò)采樣率（OSR）值的一階sinc濾波器的ADC。評(píng)估板為MCP3911的主時(shí)鐘（MCLK）提供了兩種選擇：

• 使用晶體X1：評(píng)估板上安裝了一個(gè)3.58 MHz的晶體，通過(guò)在MCP3911數(shù)字I/O頭塊上設(shè)置跳線(xiàn)來(lái)使用它作為時(shí)鐘源。
• PIM模塊驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘：PIC? MCU可通過(guò)輸出比較模塊OC1為MCP3911生成CLKIN（MCLK）信號(hào)，通過(guò)固件中的PR1位設(shè)置來(lái)確定OC1輸出的頻率。

2.3 模擬輸入結(jié)構(gòu)

評(píng)估板有兩個(gè)差分輸入路徑，便于將外部信號(hào)源連接到MCP3911的輸入。J2和J5是3引腳的螺絲端子連接器，既可以作為螺絲式連接器，也可以作為夾式柱連接器使用。這些連接器還可以將任一通道從差分配置轉(zhuǎn)換為單端配置。R4和R11（CH0）以及R19和R21（CH1）可用于連接電流互感器輸入的負(fù)載電阻。

2.4 通用串行總線(xiàn)（USB）

評(píng)估板通過(guò)USB連接到PC，板上的MCP2200 USB轉(zhuǎn)UART轉(zhuǎn)換器可在PC上創(chuàng)建虛擬COM端口。此外，評(píng)估板還配備了RS232連接器，通過(guò)3引腳跳線(xiàn)（J16）可選擇使用USB還是RS232進(jìn)行串行通信。MCP2200由USB提供5V電源，Q1晶體管用于在評(píng)估板斷電時(shí)斷開(kāi)與PC的連接，以避免功耗。由于PIC24F運(yùn)行在3.3V，使用U11進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將信號(hào)電平調(diào)整為MCP2200所需的5V。為了實(shí)現(xiàn)更高速度的正確波特率，使用了7.3728 MHz的晶體，設(shè)計(jì)采用920.6 kbaud的波特率，寄存器值為3（十進(jìn)制）。

三、評(píng)估板PC軟件

評(píng)估板使用能源管理實(shí)用軟件通過(guò)USB連接對(duì)MCP3911進(jìn)行評(píng)估。軟件的下載鏈接可在評(píng)估板的網(wǎng)頁(yè)上找到，具體使用說(shuō)明可參考軟件安裝包中的支持文檔。

四、原理圖和布局

附錄A包含了評(píng)估板的各種原理圖和布局圖，如ADC和電源原理圖、微控制器（MCU）原理圖、PIM模塊原理圖、LCD和UART原理圖，以及電路板的頂層和底層走線(xiàn)、絲印和焊盤(pán)等信息，為工程師進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試提供了詳細(xì)的參考。

五、物料清單（BOM）

附錄B列出了構(gòu)建評(píng)估板所需的零件清單，包括各種電阻、電容、集成電路、晶體等，并且制造中使用的所有組件均符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

六、全球銷(xiāo)售和服務(wù)

Microchip在全球各地設(shè)有銷(xiāo)售和服務(wù)辦公室，包括美洲、亞太地區(qū)和歐洲，為客戶(hù)提供了便捷的技術(shù)支持和銷(xiāo)售服務(wù)。

MCP3911 ADC評(píng)估板為電子工程師提供了一個(gè)全面、便捷的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，無(wú)論是對(duì)于ADC性能評(píng)估還是基于16位MCU的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，都具有很高的價(jià)值。你在使用類(lèi)似評(píng)估板的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。