MCP2120/22 開發(fā)者板：紅外應(yīng)用開發(fā)利器

在電子工程領(lǐng)域，開發(fā)板是我們探索新技術(shù)、驗證新想法的重要工具。今天，我們就來深入了解一下 Microchip 推出的 MCP2120/22 開發(fā)者板，看看它在紅外應(yīng)用開發(fā)中能為我們帶來哪些便利。

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一、文檔信息與注意事項

這份用戶指南詳細(xì)介紹了 MCP2120/22 開發(fā)者板的使用方法。需要注意的是，文檔會隨著時間推移而更新，實際情況可能與文檔有所差異，建議大家訪問 Microchip 官網(wǎng)（www.microchip.com）獲取最新資料。同時，Microchip 產(chǎn)品的代碼保護(hù)雖不斷發(fā)展，但并不能保證絕對安全，非法破解可能違反相關(guān)法律。

二、產(chǎn)品概述

2.1 開發(fā)者板簡介

MCP2120/22 開發(fā)者板專為紅外數(shù)據(jù)協(xié)會（IrDA）應(yīng)用的開發(fā)和演示而設(shè)計。它既可以通過 USB 供電，也能使用電源測試點（VDD 和 GND）供電。當(dāng)使用電源測試點且 JP2 短路時，電壓不能超過 PIC18F65J50 的電壓規(guī)格。板上預(yù)編程的 PIC18F65J50 固件可為 MCP2122 生成時鐘，其主機(jī)接口可連接 UART 驅(qū)動設(shè)備實現(xiàn) IrDA 到 UART 的操作，也可連接 PIC18F65J50 實現(xiàn)獨立運行。此外，USB 接口信號與 PIC18F65J50 完全連接，能讓板子作為 IrDA 到 USB 的轉(zhuǎn)換器使用。

2.2 開發(fā)者板特性

該開發(fā)者板主要有五個功能模塊：電源、主機(jī)微控制器、MCP212X 設(shè)備（MCP2120 或 MCP2122）、光收發(fā)器電路和 RS - 232 電路/接口。

• 電源：電源可來自 USB 連接或電源測試點。USB 電源會被調(diào)節(jié)到 3.3V 以滿足 PIC18F65J50 的需求。板子有兩個電源平面，一個用于 PIC18F65J50 電路，另一個用于 MCP2120/22、光收發(fā)器和 RS - 232 驅(qū)動電路。通過跳線 JP2 可將兩個電源平面連接起來，還有一個 LED 用于指示 MCP2120/22、光收發(fā)器和 RS - 232 驅(qū)動電路是否通電。
• 主機(jī)微控制器：主機(jī)微控制器（PIC18F65J50）可為 MCP2120/22 提供時鐘，默認(rèn)固件在兩個演示程序中就是這樣工作的。這個時鐘也可以與 MCP2120/22 斷開，使用標(biāo)準(zhǔn)晶體。同時，主機(jī)控制器可通過 ICSP 接口進(jìn)行用戶程序編程。不過要注意，PIC18F65J50 的最大工作電壓為 3.6V，如果通過 VDD 和 GND 測試點供電，需確保其不被過壓?？梢酝ㄟ^移除跳線 JP1 和 JP2 上的跳線分流器來隔離 PIC18F65J50 與 MCP2120/22 的電源平面。
• MCP212X 設(shè)備：MCP2120/22DM 上的 MCP2122 設(shè)備安裝在 DIP 插座中，如果需要測試 SOIC 設(shè)備，也提供了相應(yīng)的封裝焊盤。
• 光收發(fā)器電路：板子支持最多四種光收發(fā)器電路實現(xiàn)方式，其中兩種采用相同的通用電路布局。在制造時只安裝了一個光收發(fā)器電路，其他的供用戶自行實現(xiàn)和評估，可通過跳線選擇系統(tǒng)使用的光收發(fā)器。
• RS - 232 電路/接口：配備一個與 MAX3238 兼容的電平轉(zhuǎn)換 IC 以及必要的硬件，可通過 DB - 9 連接器連接 RS - 232 主機(jī)，該端口可使用直通電纜連接到 PC。

2.3 跳線說明

開發(fā)者板上有多個跳線用于控制時鐘源、電源源和光收發(fā)器接口等。

• 時鐘源：跳線 JP1 將 PIC18F65J50 的 ECCP1 引腳生成的時鐘信號連接到 MCP2120 的 OSC2 引腳，這樣板子就無需 MCP2120 的晶體電路。
• 電源源：跳線 JP2 連接板子的兩個電源平面。移除該跳線后，MCP2120/22 部分可在 MCP2120（2.5V 至 5.5V）或 MCP2122（1.8V 至 5.5V）的全電壓范圍內(nèi)工作；連接時，最大電壓限制為 PIC18F65J50 設(shè)備的最大電壓（3.6V）。
• 光收發(fā)器接口：跳線 JP1C1 和 JP2C1 用于將默認(rèn)安裝的光收發(fā)器連接到 MCP2120/22 的 RXPD 和 TXIR 引腳。如果安裝了其他光收發(fā)器實現(xiàn)方式，可切換跳線選擇所需的光收發(fā)器。
• 主機(jī) UART 接口：有五個跳線用于控制 MCP2120/22 的主機(jī) UART 信號連接，可將其連接到 PIC18F65J50 或 UART 驅(qū)動設(shè)備。
• 固件程序：MCP2122 和 MCP2120 都有對應(yīng)的 JMP6 跳線設(shè)置，用于指定 PIC18F65J50 固件的操作，包括不同的波特率和程序模式。

2.4 PC 要求

使用該開發(fā)者板，PC 需要滿足以下四個主要要求：

• 標(biāo)準(zhǔn)串口
• USB 端口（為 MCP2120/22 開發(fā)者板供電）
• 終端仿真程序（如 HyperTerminal）
• 安裝 IrDA 標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動，將 IR 端口視為虛擬串口

2.5 開發(fā)者板套件內(nèi)容

套件包含 MCP2120/22 開發(fā)者板（型號 102 - 00239），不再附帶 CD - ROM，其他材料可從開發(fā)板產(chǎn)品頁面下載，如用戶指南、固件、GUI 程序、原理圖捕獲和 PCB 布局文件等。

三、安裝與操作

3.1 演示系統(tǒng)概述

要演示 MCP2120/22 開發(fā)者板的操作，需要第二個編碼器/解碼器板，如另一個 MCP2120/22 開發(fā)者板或其他編碼器/解碼器設(shè)備。開發(fā)者板可由 USB 或電源測試點供電，在演示中通常使用 USB 供電。PIC18 為 MCP2120/22 生成時鐘，板子可配置為在 IR 接口和 UART 接口之間傳輸數(shù)據(jù)，也可作為獨立嵌入式系統(tǒng)運行。

3.2 PIC18F65J50 固件

PIC18F65J50 固件的操作由 JMP6 頭的狀態(tài)決定，同時信號路由跳線頭也需要正確配置，以確保信號的正確傳輸。固件還可以為 MCP2122 和 MCP2120 生成時鐘源。不同的 MODE 信號狀態(tài)決定了時鐘頻率、波特率和執(zhí)行的程序。

• 生成時鐘模式：根據(jù) RD7 和 RD3 信號判斷設(shè)備類型，若為 MCP2120 且使用 PIC 作為時鐘源，PIC 會根據(jù) RD2:0 信號提供相應(yīng)頻率的時鐘，并驅(qū)動 MCP2120 的 BAUD2:0 信號設(shè)置波特率；若為 MCP2122，PWM 輸出頻率由 RD2:0 信號決定。
• 無時鐘生成模式：當(dāng)判斷設(shè)備為 MCP2120 且使用晶體作為時鐘源時，PIC 會根據(jù) RD2:0 信號控制 MCP2120 的 MODE2:0 引腳狀態(tài)。
• 其他模式：包括回聲數(shù)據(jù)接收并改變大小寫、流式傳輸數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)直通等模式，不同模式下板子的工作方式不同。

3.3 演示操作

3.3.1 直接 IR / UART（DB - 9）模式

在此模式下，MCP2120/22 開發(fā)者板 #2 會將從 IR 接口接收到的數(shù)據(jù)直接發(fā)送到 UART 接口給 PC 的串口，反之亦然。這展示了 MCP2120/22 在 IR 端口和主機(jī) UART 端口之間的編碼和解碼功能，板子可作為 IR 到 UART 的轉(zhuǎn)接器使用。操作步驟包括放置板子、配置跳線、供電、連接串口和運行 HyperTerminal 程序等。

3.3.2 回聲字符接收（改變大小寫）模式

MCP2120/22 開發(fā)者板 #2 會將從 IR 接口接收到的字母字符改變大小寫后回傳。此模式展示了 MCP212X 設(shè)備在嵌入式應(yīng)用中的應(yīng)用。

3.3.3 數(shù)據(jù)流模式

當(dāng) MCP2120/22 開發(fā)者板 #2 從 IR 接口接收到一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，PIC 會通過 IR 端口連續(xù)流式傳輸一個數(shù)據(jù)表。

3.3.4 直通模式

MCP2120/22 開發(fā)者板 #2 會將從 IR 接口接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過 PIC 處理后發(fā)送到 UART 接口給 PC 的串口，反之亦然。同樣展示了 MCP2120/22 在 IR 端口和主機(jī) UART 端口之間的編碼和解碼功能。

四、附錄信息

4.1 原理圖和布局

附錄 A 提供了 MCP2120/22 開發(fā)者板的原理圖和布局圖，包括電路板原理圖、頂層絲印和焊盤、頂層加絲印和焊盤、底層、電源層和接地層等。

4.2 物料清單

附錄 B 列出了 MCP2120/22 開發(fā)者板 PCB 上安裝和未安裝的組件清單，方便我們了解板子的組成和進(jìn)行相關(guān)的硬件開發(fā)。

4.3 板子測試

附錄 C 說明了板子的測試情況，部分配置會進(jìn)行測試，如 MCP2122、TFDU - 4300 及其電路、USB 電源電路等；也有部分未測試的部分，如 MCP2120 及其相關(guān)晶體電路、TFDU - 4101 及其電路等。

4.4 配置 HyperTerminal 程序

附錄 D 詳細(xì)介紹了如何配置 HyperTerminal 程序，以確保 PC 能與開發(fā)者板進(jìn)行通信，包括設(shè)置端口、波特率、字符位數(shù)、奇偶校驗等參數(shù)。

4.5 連續(xù)傳輸數(shù)據(jù)表

附錄 E 展示了 MCP2120/22 開發(fā)者板連續(xù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)表。

4.6 編程 MCP212XDM

附錄 F 說明用戶可以使用自己的應(yīng)用固件或提供的演示固件對 PIC18F65J50 進(jìn)行重新編程，編程需要 PC USB 端口、MPLAB ICD 2 模塊、RJ - 11 到 ICSP 適配器和相應(yīng)的 “.HEX” 文件。

MCP2120/22 開發(fā)者板為紅外應(yīng)用開發(fā)提供了一個強(qiáng)大而靈活的平臺。通過合理配置跳線和固件，我們可以實現(xiàn)多種功能，滿足不同的開發(fā)需求。大家在使用過程中遇到問題，不妨多參考這份用戶指南，相信它會為你的開發(fā)工作帶來很大的幫助。你在使用類似開發(fā)板時有沒有遇到過什么有趣的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享。