MCP2150開發(fā)者板：紅外應(yīng)用開發(fā)的得力助手

在電子工程師的日常工作中，找到一款合適的開發(fā)板對于項(xiàng)目的順利開展至關(guān)重要。今天，我們就來深入了解一下Microchip的MCP2150開發(fā)者板，看看它在紅外應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域能為我們帶來哪些便利。

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一、產(chǎn)品概述

1.1 開發(fā)板簡介

MCP2150開發(fā)者板是一款專門用于紅外數(shù)據(jù)協(xié)會（IrDA）應(yīng)用開發(fā)和演示的工具。它可以通過USB接口或者電源測試點(diǎn)（VDD和GND）供電。當(dāng)使用電源測試點(diǎn)供電時，如果JP2短路，電壓不能超過PIC18F65J50的電壓規(guī)格。其主機(jī)接口可以連接到UART驅(qū)動設(shè)備，通過DB - 9連接器進(jìn)行通信；也可以連接到PIC18F65J50實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行；還能在PIC18F65J50連接到UART驅(qū)動設(shè)備時實(shí)現(xiàn)直通操作。此外，USB接口信號與PIC18F65J50完全連接，這使得開發(fā)者可以創(chuàng)建程序，讓PIC18F65J50與USB主機(jī)和MCP2150進(jìn)行通信，從而將開發(fā)板用作IrDA到USB的轉(zhuǎn)換器。

1.2 功能特性

MCP2150開發(fā)者板主要有五個功能模塊：電源、主機(jī)微控制器、MCP2150、光收發(fā)器電路和RS - 232電路/接口。

• 電源模塊：電源可以來自USB連接或電源測試點(diǎn)。USB電源會被調(diào)節(jié)到3.3V，以滿足PIC18F65J50的要求。開發(fā)板有兩個電源平面，一個用于PIC18F65J50電路，另一個用于MCP2150/光收發(fā)器/RS - 3238驅(qū)動電路。通過一個跳線（JP2）可以將兩個電源平面連接在一起，同時有一個LED用于指示MCP2150/光收發(fā)器/RS - 232驅(qū)動電路是否通電。
• 主機(jī)微控制器：使用PIC18F65J50作為主機(jī)控制器，它可以通過ICSP接口進(jìn)行用戶開發(fā)程序的編程。需要注意的是，PIC18F65J50的最大工作電壓為3.6V，如果通過VDD和GND測試點(diǎn)為開發(fā)板供電，必須確保PIC18F65J50不會過壓?？梢酝ㄟ^移除跳線JP1和JP2上的跳線分流器來將PIC18F65J50與MCP2150的電源平面隔離。
• MCP2150模塊：使用標(biāo)準(zhǔn)的11.0592 MHz晶體作為設(shè)備時鐘。MCP2150DM將MCP2150設(shè)備安裝在PCB上（TSSOP封裝），并且有一個DIP封裝的占位符，方便在設(shè)備版本更新時進(jìn)行更換。
• 光收發(fā)器電路：支持最多四個光收發(fā)器電路實(shí)現(xiàn)，但在制造時只安裝了一個。其他的用于用戶實(shí)現(xiàn)和評估，通過跳線可以選擇系統(tǒng)使用的光收發(fā)器。
• RS - 232電路/接口：使用MAX3238兼容的電平轉(zhuǎn)換IC，具備支持通過DB - 9連接器連接RS - 232主機(jī)的所有必要硬件。該端口可以使用直連電纜連接到PC。

1.3 硬件特性

MCP2150開發(fā)者板具有以下硬件特性：

• 迷你USB連接器，用于為開發(fā)板供電。
• 板載+3.3V穩(wěn)壓器，為PIC18F65J50供電。
• 外部穩(wěn)壓直流電源接口。
• 跳線，用于隔離PIC18F65J50的電源信號與開發(fā)板其他部分的電源，使開發(fā)板能夠在高于3.3V的電壓下運(yùn)行。
• DB - 9連接器及相關(guān)硬件，用于直接連接到MCP2150的UART（DB - 9接口需要RS - 232信號電平）。
• 十四針頭連接到主機(jī)UART接口。
• 十四個1x3針跳線，用于在MCP2150、PIC18F65J50和MAX3238設(shè)備之間路由UART信號。
• MCP2150的BAUD1:BAUD0狀態(tài)跳線。
• 綠色電源指示燈LED。
• 已實(shí)現(xiàn)的紅外收發(fā)器電路（另外兩個可選的光收發(fā)器電路已實(shí)現(xiàn)但未安裝）。
• PIC18F65J50設(shè)備的復(fù)位開關(guān)。
• PIC18F65J50的ICSP頭。
• PIC18F65J50程序選擇的跳線選項(xiàng)。
• PIC18F65J50晶體。
• MCP2150晶體插座。
• 載波檢測（CD）指示燈LED。
• MCP2150的SOIC和DIP封裝占位符（默認(rèn)安裝SOIC封裝，安裝DIP封裝需要移除SOIC封裝）。

1.4 跳線說明

• 電源和光收發(fā)器接口跳線：跳線JP2連接開發(fā)板的兩個電源平面。移除跳線可以使MCP2150部分在MCP2150的全電壓范圍（2.0V至5.5V）內(nèi)運(yùn)行；當(dāng)JP2連接時，最大電壓限制為PIC18F65J50設(shè)備的最大電壓（3.6V）。跳線JP1C1和JP2C1用于將默認(rèn)安裝的光收發(fā)器連接到MCP2150的RXPD和TXIR引腳。如果安裝了其他光收發(fā)器實(shí)現(xiàn)，可以切換跳線來選擇所需的光收發(fā)器。
• 主機(jī)UART接口連接跳線：十四個跳線將MCP2150的主機(jī)UART信號連接到PIC18F65J50或DB - 9連接器（經(jīng)過UART驅(qū)動設(shè)備后）。通過這些跳線可以選擇主機(jī)UART信號的連接方式和波特率。

1.5 PC要求

使用該開發(fā)板的PC需要滿足以下主要要求：

• 標(biāo)準(zhǔn)串行端口。
• USB端口，用于為MCP2150開發(fā)者板供電。
• 終端仿真程序，如Windows系統(tǒng)中的HyperTerminal。
• 安裝IrDA標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動，將紅外端口視為虛擬串行端口。

1.6 開發(fā)板套件內(nèi)容

MCP2150開發(fā)者板套件包括MCP2150開發(fā)者板（編號102 - 00265）和重要信息表。需要注意的是，套件不再附帶CD - ROM，其他材料可以從開發(fā)板產(chǎn)品頁面下載，包括用戶指南、固件、GUI程序、原理圖捕獲和PCB布局文件等。

二、安裝與操作

2.1 演示系統(tǒng)概述

要演示MCP2150開發(fā)者板（作為從設(shè)備）的操作，需要一個主設(shè)備，通常是帶有紅外端口（集成紅外端口或紅外加密狗）的PC。開發(fā)板的默認(rèn)固件程序有四個不同的程序，通過RD7:6引腳的狀態(tài)進(jìn)行選擇，分別是直接紅外/ UART（DB - 9）模式、數(shù)據(jù)流式傳輸模式、回顯數(shù)據(jù)模式和紅外/ UART（DB - 9）通過PIC模式。

2.2 演示系統(tǒng)設(shè)置

演示系統(tǒng)需要一個主設(shè)備（PC）和MCP2150開發(fā)者板（從設(shè)備）。開發(fā)板可以通過USB電源或電源測試點(diǎn)供電，在演示中通常使用USB供電，因此需要一臺帶有UART和USB端口的PC。該開發(fā)板可以在DB - 9接口和紅外接口之間進(jìn)行通信，或者作為嵌入式系統(tǒng)在紅外接口和PIC微控制器之間進(jìn)行通信。

• PIC18F65J50固件：PIC18F65J50固件程序通過查看RD7:4引腳的狀態(tài)來確定開發(fā)板的操作（程序和主機(jī)UART波特率）。JMP14:JMP1跳線的配置決定了UART信號在MCP2150、PIC和MAX3238兼容驅(qū)動器之間的連接方式。程序的操作包括：將數(shù)據(jù)直接從紅外接口傳遞到MAX3238設(shè)備；數(shù)據(jù)從紅外接口經(jīng)過PIC微控制器后傳遞到MAX3238設(shè)備；PIC接收到數(shù)據(jù)字節(jié)后，連續(xù)流式傳輸數(shù)據(jù)表；PIC將接收到的字符改變大小寫后進(jìn)行回顯。
• 帶有紅外端口的PC：帶有紅外端口的PC可以配置為主設(shè)備，需要運(yùn)行適當(dāng)?shù)膽?yīng)用程序（如HyperTerminal）與從設(shè)備進(jìn)行通信?？赡苄枰惭bIRCOMM2K驅(qū)動，以便HyperTerminal可以將紅外端口視為串行端口進(jìn)行通信。在安裝IRCOMM2K時，選擇COM7作為所需的端口。

2.3 演示程序

2.3.1 演示#1：直接紅外/UART（DB - 9）模式

此模式下，MCP2150開發(fā)者板將直接將在DB - 9端口接收到的數(shù)據(jù)與PC（或IrDA到串行接口加密狗）進(jìn)行通信。演示了MCP2150在紅外端口和主機(jī)UART端口之間轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的功能。具體操作步驟如下：

1. 將主設(shè)備的紅外端口和MCP2150開發(fā)者板放在平坦表面上，相距約25 cm（10英寸），并使紅外端口相互面對。
2. 確保MCP2150開發(fā)者板上的跳線配置如指定的那樣。
3. 通過USB連接器為開發(fā)板供電，按下并釋放PIC復(fù)位開關(guān)（S1）以確保PIC正常復(fù)位，此時綠色電源LED（D1）將亮起。
4. 將PC的串行端口連接到MCP2150開發(fā)者板的DB - 9連接器。
5. 等待PC發(fā)出聲音，系統(tǒng)托盤顯示紅外圖標(biāo)，將鼠標(biāo)懸停在圖標(biāo)上會顯示MCP2150設(shè)備ID（當(dāng)前為“Generic IrDA”）。
6. 在PC上打開主設(shè)備的HyperTerminal程序窗口（如COM 7），確保窗口顯示HyperTerminal程序已連接，此時系統(tǒng)托盤圖標(biāo)將從單個紅外圖標(biāo)變?yōu)閮蓚€相對的紅外圖標(biāo)，表示建立了紅外鏈接。
7. 在PC上打開第二個HyperTerminal程序窗口，連接到PC的串行端口（如COM 2），以連接到MCP2150開發(fā)者板，確保窗口顯示HyperTerminal程序已連接。
8. 在其中一個HyperTerminal程序窗口（如主設(shè)備的窗口）中輸入一些字符，這些字符將在另一個HyperTerminal程序窗口（串行端口窗口）中顯示。
9. 在另一個HyperTerminal程序窗口（串行端口窗口）中輸入一些字符，這些字符將在主設(shè)備的窗口中顯示。
10. 在任一HyperTerminal程序窗口中，選擇“Transfer”下拉菜單，然后選擇“Send Text File...”選項(xiàng)，導(dǎo)航到包含Transmit File.Txt文件的文件夾并選擇它，然后點(diǎn)擊“Open”，所選窗口中顯示的數(shù)據(jù)將被傳輸，并在另一個窗口中接收和顯示。
11. 可以從另一個HyperTerminal程序窗口進(jìn)行文件傳輸，操作相同。
12. 可以根據(jù)需要繼續(xù)進(jìn)行上述步驟。

2.3.2 演示#2：數(shù)據(jù)流式傳輸模式

在該模式下，MCP2150開發(fā)者板（MCP2150DM）通過紅外接口與PC進(jìn)行通信，將連續(xù)流式傳輸一個數(shù)據(jù)表到主設(shè)備（PC），展示了從嵌入式系統(tǒng)到主設(shè)備的數(shù)據(jù)吞吐量。具體操作步驟如下：

1. 將主設(shè)備的紅外端口和MCP2150開發(fā)者板放在平坦表面上，相距約25 cm（10英寸），并使紅外端口相互面對。
2. 確保MCP2150開發(fā)者板上的跳線配置如指定的那樣。
3. 通過USB連接器為開發(fā)板供電，按下并釋放PIC復(fù)位開關(guān)（S1）以確保PIC正常復(fù)位，此時綠色電源LED（D1）將亮起。
4. 在PC上打開主設(shè)備的HyperTerminal程序窗口（如COM 7），確保窗口顯示HyperTerminal程序已連接，系統(tǒng)托盤圖標(biāo)將從單個紅外圖標(biāo)變?yōu)閮蓚€相對的紅外圖標(biāo)，表示建立了紅外鏈接。
5. 在HyperTerminal程序窗口中輸入任何字符，然后將從嵌入式系統(tǒng)在HyperTerminal窗口中接收到一個250字節(jié)表的連續(xù)流（具體數(shù)據(jù)表見附錄E）。
6. 斷開HyperTerminal程序窗口，將不再接收數(shù)據(jù)。

2.3.3 演示#3：回顯數(shù)據(jù)模式

在這個模式中，MCP2150開發(fā)者板（MCP2150DM）通過紅外接口與PC進(jìn)行通信，將接收到的數(shù)據(jù)改變大小寫后回顯給主設(shè)備（PC），展示了應(yīng)用系統(tǒng)的命令/響應(yīng)功能。具體操作步驟如下：

1. 將主設(shè)備的紅外端口和MCP2150開發(fā)者板放在平坦表面上，相距約25 cm（10英寸），并使紅外端口相互面對。
2. 確保MCP2150開發(fā)者板上的跳線配置如指定的那樣（綠色顯示的跳線不是必需的，可以保持打開）。
3. 通過USB連接器為開發(fā)板供電，按下并釋放PIC復(fù)位開關(guān)（S1）以確保PIC正常復(fù)位，此時綠色電源LED（D1）將亮起。
4. 在PC上打開主設(shè)備的HyperTerminal程序窗口（如COM 7），確保窗口顯示HyperTerminal程序已連接，系統(tǒng)托盤圖標(biāo)將從單個紅外圖標(biāo)變?yōu)閮蓚€相對的紅外圖標(biāo)，表示建立了紅外鏈接。
5. 在HyperTerminal程序窗口中輸入一些字母字符，如“kLwtGh”，窗口將顯示每個字符及其切換大小寫后的版本，如“kKLlwWtTGghH”。
6. 繼續(xù)輸入任何字母字符（大寫或小寫），輸入的字母字符及其相反大小寫將被顯示。
7. 斷開HyperTerminal程序窗口，將不再接收數(shù)據(jù)。

2.3.4 演示#4：紅外/UART（DB - 9）通過PIC模式

此模式與演示#1類似，MCP2150開發(fā)者板將在DB - 9端口接收到的數(shù)據(jù)與PC（或IrDA到串行接口加密狗）進(jìn)行通信，演示了MCP2150在紅外端口和主機(jī)UART端口之間轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的功能。具體操作步驟與演示#1基本相同。

三、附錄信息

3.1 原理圖和布局

附錄A提供了MCP2150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、頂層絲印和焊盤頂層、底層、電源層和接地層等。需要注意的是，由于Microchip工具和文檔不斷發(fā)展，實(shí)際的原理圖和電路板布局可能與文檔中的有所不同，建議參考官方網(wǎng)站獲取最新文檔。

3.2 物料清單

附錄B列出了MCP2150開發(fā)者板PCB上安裝的組件和未安裝的組件。安裝的組件包括電容、電阻、連接器、芯片等，未安裝的組件為用戶提供了進(jìn)一步擴(kuò)展和測試的可能性。同樣，由于文檔可能會過時，建議參考官方網(wǎng)站獲取最新的物料清單。

3.3 電路板測試

附錄C討論了MCP2150開發(fā)者板的測試情況。只有部分配置進(jìn)行了測試，測試部分包括MCP2150 IrDA標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議處理程序、PIC18F65J50微控制器、TFDU - 4300（U4）及相關(guān)電路、USB電源電路、DB - 9接口及相關(guān)電路、ICSP頭、PIC微控制器晶體電路、MCP2150晶體電路、JMP1 - JMP14跳線和RD6跳線等。未測試部分包括TFDU - 4101（U3）及相關(guān)電路、HSDL - 3000（U1）及相關(guān)電路、HD1頭、JP1、JP2、JP3、PortD跳線（除RD6）、JP1A、JP2A、JP1B、JP2B、USB數(shù)據(jù)線和開關(guān)S1等。

3.4 配置HyperTerminal程序

附錄D提供了配置HyperTerminal程序的詳細(xì)說明。在運(yùn)行演示時，可能需要兩個HyperTerminal程序?qū)嵗粋€用于主設(shè)備，另一個用于從設(shè)備（僅在測試#1和測試#4中使用）。不同實(shí)例的配置有所不同，包括連接到PC的IrDA端口（虛擬串行端口）和連接到PC的串行端口（用于與MCP2150開發(fā)者板的DB - 9接口通信）的配置步驟。

3.5 連續(xù)傳輸數(shù)據(jù)表

附錄E展示了演示#2中流式傳輸?shù)街髟O(shè)備的數(shù)據(jù)表。數(shù)據(jù)表包含250個字節(jié)，傳輸完后程序?qū)⒒氐奖淼捻敳浚掷m(xù)流式傳輸直到紅外鏈接關(guān)閉。

3.6 編程MCP2150DM

附錄F介紹了對MCP2150DM進(jìn)行編程的相關(guān)信息。MCP2150DM出廠時已將默認(rèn)演示固件編程到PIC18F65J50中，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的USB端口、MPLAB ICD 2模塊（帶USB電纜）、RJ - 11到ICSP適配器（AC164110）和包含.HEX文件的CD（00265.HEX）。具體編程方法可參考MPLAB - IDE和MPLAB - ICD2的相關(guān)文檔。

四、總結(jié)

MCP2150開發(fā)者板為紅外應(yīng)用開發(fā)提供了一個功能強(qiáng)大且靈活的平臺。它具有豐富的硬件特性和多種演示模式，可以幫助開發(fā)者快速上手并進(jìn)行各種紅外應(yīng)用的開發(fā)和測試。同時，詳細(xì)的文檔和附錄信息為開發(fā)者提供了全面的支持，無論是初學(xué)者還是有經(jīng)驗(yàn)的工程師都能從中受益。在實(shí)際應(yīng)用中，開發(fā)者可以根據(jù)自己的需求對開發(fā)板進(jìn)行配置和編程，實(shí)現(xiàn)各種紅外通信功能。你在使用MCP2150開發(fā)者板的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎