MCP2120/MCP2150開(kāi)發(fā)套件深度解析：紅外通信的理想之選

在電子工程師的日常工作中，紅外通信技術(shù)一直是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。Microchip的MCP2120/MCP2150開(kāi)發(fā)套件為我們提供了一個(gè)優(yōu)秀的平臺(tái)，用于探索和實(shí)現(xiàn)紅外通信應(yīng)用。今天，我們就來(lái)詳細(xì)了解一下這個(gè)開(kāi)發(fā)套件。

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一、套件概述

MCP2120/MCP2150開(kāi)發(fā)套件旨在展示MCP2120和MCP2150紅外通信產(chǎn)品的強(qiáng)大功能。套件包含了兩塊MCP2120開(kāi)發(fā)板、一塊MCP2150開(kāi)發(fā)板、兩根串口線、一個(gè)9V電源及電源線、一對(duì)18英寸（45厘米）的電源跳線電纜，還有一個(gè)包含一個(gè)MCP2120設(shè)備和一個(gè)MCP2150設(shè)備的樣品套件。

開(kāi)發(fā)板連接方式

開(kāi)發(fā)板既可以通過(guò)DB9連接器連接到PC，也能通過(guò)四針或十針接頭連接到其他系統(tǒng)，如PICDEM? 2板。這種靈活的連接方式為不同的應(yīng)用場(chǎng)景提供了便利。

二、開(kāi)發(fā)板特性

（一）MCP2120開(kāi)發(fā)板

1. 電源供應(yīng)：板載+5V穩(wěn)壓器，可直接連接9V、750 mA的AC/DC墻式適配器或9V電池，同時(shí)還提供+5V、750 mA穩(wěn)壓直流電源接口。
2. 通信接口：配備DB - 9連接器和相關(guān)硬件，可直接連接到MCP2120 UART（需RS - 232信號(hào)電平）；還有四針接頭連接到UART接口（需TTL電平信號(hào)）。
3. 信號(hào)選擇：通過(guò)兩組跳線選擇UART信號(hào)源（DB - 9連接器或四針接頭）和紅外數(shù)據(jù)信號(hào)源（集成收發(fā)器或組件收發(fā)器）。
4. 波特率選擇：有三個(gè)跳線用于選擇所需的波特率，波特率與MCP2120的工作頻率有關(guān)。
5. 其他特性：綠色電源指示燈、可選擇禁用MCP2120設(shè)備操作的跳線、硬件和軟件波特率選擇等。

（二）MCP2150開(kāi)發(fā)板

1. 電源供應(yīng)：同樣板載+5V穩(wěn)壓器，支持9V、750 mA的AC/DC墻式適配器或9V電池，以及+5V、750 mA穩(wěn)壓直流電源接口。
2. 通信接口：DB - 9連接器和十針接頭連接到UART接口，分別對(duì)應(yīng)RS - 232信號(hào)電平和TTL電平信號(hào)。
3. 信號(hào)選擇：通過(guò)跳線選擇UART信號(hào)源（DB - 9連接器或八針接頭）和IrDA信號(hào)源（集成收發(fā)器或組件收發(fā)器）。
4. 波特率選擇：兩個(gè)跳線用于選擇所需的波特率。
5. 其他特性：綠色電源指示燈、載波檢測(cè)綠色LED、可選擇禁用MCP2150設(shè)備操作的跳線等。

三、系統(tǒng)配置

為了對(duì)這兩個(gè)開(kāi)發(fā)板進(jìn)行初步評(píng)估，我們可以采用以下五種配置：

1. MCP2120開(kāi)發(fā)板（ASCII） ? MCP2120開(kāi)發(fā)板（ASCII）：這是兩個(gè)MCP2120開(kāi)發(fā)板常用的模式，MCP2120板接收單個(gè)ASCII字節(jié)數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換為紅外數(shù)據(jù)格式并通過(guò)選定的光學(xué)收發(fā)器邏輯發(fā)送出去。
2. MCP2120開(kāi)發(fā)板（IR驅(qū)動(dòng)） → MCP2120開(kāi)發(fā)板（IR驅(qū)動(dòng)）：用于觀察IrDA標(biāo)準(zhǔn)堆棧協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)流的影響，可幫助我們更好地理解IrDA標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包的構(gòu)造，也可作為診斷工具。
3. MCP2150開(kāi)發(fā)板（ASCII） ? MCP2120開(kāi)發(fā)板（IR驅(qū)動(dòng)）：當(dāng)同時(shí)使用一個(gè)MCP2120開(kāi)發(fā)板和一個(gè)MCP2150開(kāi)發(fā)板時(shí)的配置。
4. MCP2120開(kāi)發(fā)板（IR驅(qū)動(dòng)） → IrDA標(biāo)準(zhǔn)端口（Palm Pilot、手機(jī)等）：用于評(píng)估MCP2120在IrDA系統(tǒng)中的應(yīng)用，主機(jī)控制器負(fù)責(zé)IrDA協(xié)議棧。
5. MCP2150開(kāi)發(fā)板（ASCII） → IrDA標(biāo)準(zhǔn)端口（Palm Pilot、手機(jī)等）：用于評(píng)估MCP2150為系統(tǒng)添加IrDA功能的應(yīng)用，主機(jī)控制器只需發(fā)送和接收所需的ASCII數(shù)據(jù)，MCP2150處理IrDA標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧。

四、PC要求

使用該開(kāi)發(fā)套件時(shí)，PC需要滿足以下三個(gè)主要要求：

1. 標(biāo)準(zhǔn)串口：用于與開(kāi)發(fā)板進(jìn)行通信。
2. 終端仿真程序：如Windows 9x/2000操作系統(tǒng)自帶的Hyperterminal，用于演示開(kāi)發(fā)板的操作。
3. IrDA標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)：將IR端口視為虛擬串口。需要注意的是，Windows 2000雖然支持IrDA標(biāo)準(zhǔn)，但不將IR端口視為虛擬串口，這可能會(huì)導(dǎo)致一些終端仿真程序（如Hyperterminal）出現(xiàn)問(wèn)題。

五、MCP2120教程

（一）教程設(shè)置

本教程使用兩塊MCP2120開(kāi)發(fā)板，系統(tǒng)以9600波特率運(yùn)行。每塊開(kāi)發(fā)板通過(guò)UART連接到PC的串口，需要兩臺(tái)PC或一臺(tái)具有兩個(gè)串口的PC。

（二）硬件設(shè)置

1. 振蕩器：使用7.3728 MHz的晶體振蕩器，該晶體頻率已包含在套件中。
2. 板載跳線：選擇DB - 9連接器作為主機(jī)信號(hào)源，紅外數(shù)據(jù)信號(hào)連接到集成光學(xué)收發(fā)器。將三個(gè)波特率選擇跳線打開(kāi)以設(shè)置波特率為9600，同時(shí)將JP4和JP5跳線打開(kāi)。

（三）終端程序設(shè)置

使用Windows 95操作系統(tǒng)自帶的Hyperterminal程序。打開(kāi)Hyperterminal后，設(shè)置名稱和圖標(biāo)，選擇串口（如COM1），將COM端口設(shè)置為9600波特率和無(wú)流控制。還可以根據(jù)需要修改Hyperterminal會(huì)話的屬性，如設(shè)置回顯輸入字符等。

（四）數(shù)據(jù)傳輸與接收

兩臺(tái)PC的Hyperterminal程序以相同的COM端口設(shè)置運(yùn)行，為MCP2120開(kāi)發(fā)板供電，將開(kāi)發(fā)板連接到PC串口，并使集成光學(xué)收發(fā)器對(duì)齊，間距約為6英寸（15厘米）。在一臺(tái)PC的Hyperterminal窗口中輸入字符串，該字符串應(yīng)出現(xiàn)在另一臺(tái)PC的Hyperterminal窗口中。

（五）系統(tǒng)調(diào)試

如果通信出現(xiàn)問(wèn)題，可以按照以下步驟進(jìn)行調(diào)試：

1. 驗(yàn)證Hyperterminal程序設(shè)置是否正確。
2. 驗(yàn)證兩個(gè)Hyperterminal會(huì)話是否已連接。
3. 驗(yàn)證MCP2120開(kāi)發(fā)板是否已供電。
4. 驗(yàn)證MCP2120開(kāi)發(fā)板設(shè)置是否正確。 如果以上步驟無(wú)法解決問(wèn)題，則需要使用示波器進(jìn)行更深入的調(diào)試。

六、MCP2150教程

目前該開(kāi)發(fā)套件用戶指南的此版本中沒(méi)有MCP2150教程，建議關(guān)注Microchip網(wǎng)站上的D版本用戶指南，其中計(jì)劃包含使用MCP2150開(kāi)發(fā)板與MCP2120開(kāi)發(fā)板的教程。

七、使用PICDEM? 1或PICDEM 2板作為主機(jī)

（一）PICDEM 1板

PICDEM 1板可作為IrDA標(biāo)準(zhǔn)兼容系統(tǒng)的主機(jī)控制器。PortB可用于顯示接收到的字符，其他端口用于UART和控制信號(hào)。有兩個(gè)應(yīng)用筆記展示了如何使用PICDEM 1板作為主機(jī)控制器，分別涉及MCP2120和MCP2150開(kāi)發(fā)板。

（二）PICDEM 2板

PICDEM 2板同樣可作為主機(jī)控制器。雖然目前沒(méi)有使用PICDEM 2板作為主機(jī)控制器的應(yīng)用筆記，但PICDEM 1板的示例代碼可以輕松修改以適用于PICDEM 2板。

八、硬件細(xì)節(jié)

（一）電源供應(yīng)

MCP2120/MCP2150開(kāi)發(fā)板有三種供電方式：9V電池、9V、750 mA非穩(wěn)壓AC或DC電源、+5V、750 mA穩(wěn)壓直流電源。

（二）電源指示燈

綠色LED用于指示開(kāi)發(fā)板是否通電。

（三）RS - 232串口

MCP2120開(kāi)發(fā)板使用MAX232兼容的電平轉(zhuǎn)換IC，MCP2150開(kāi)發(fā)板使用MAX3238E兼容的電平轉(zhuǎn)換IC，可通過(guò)DB - 9連接器連接到PC。

（四）跳線

跳線用于配置開(kāi)發(fā)板的不同模式，包括波特率選擇、主機(jī)信號(hào)源選擇、光學(xué)收發(fā)器信號(hào)源選擇和設(shè)備啟用信號(hào)選擇。

（五）振蕩器選項(xiàng)

MCP2120開(kāi)發(fā)板的晶體頻率可以通過(guò)引腳插座輕松更改，而MCP2150開(kāi)發(fā)板需要固定頻率的晶體（11.0592 MHz）。

（六）板載布局和原理圖

文檔中提供了MCP2120和MCP2150開(kāi)發(fā)板的組件布局（絲印圖）和原理圖，方便工程師進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試。

總的來(lái)說(shuō)，MCP2120/MCP2150開(kāi)發(fā)套件為電子工程師提供了一個(gè)全面的平臺(tái)，用于開(kāi)發(fā)和測(cè)試紅外通信應(yīng)用。通過(guò)深入了解開(kāi)發(fā)板的特性、系統(tǒng)配置和教程，我們可以更好地利用這個(gè)套件實(shí)現(xiàn)各種紅外通信項(xiàng)目。大家在使用過(guò)程中遇到過(guò)哪些有趣的問(wèn)題或挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。