探索MAX35103评估套件：开启超声波计量新征程

在电子工程师的日常工作中，评估套件是探索和验证新器件性能的得力助手。今天，我们就来深入了解一下MAX35103评估套件，看看它如何助力我们对MAX35103时间数字转换器进行全面评估。

文件下载：MAX35103EVKIT#.pdf

套件概述

MAX35103评估套件（EV kit）为评估MAX35103时间数字转换器提供了必要的硬件和图形用户界面（GUI）软件。该套件专为超声波热量表、水表和燃气表设计，其内部安装了MAX35103EHJ+芯片，并配备了与芯片通信所需的USB - SPI接口。

套件优势与特性

• 轻松评估：提供两个压电换能器和两个RTD连接，方便进行各种测量。
• 供电灵活：既可以通过USB供电，简化评估设置；也配备香蕉插孔，可使用外部电源（如电池）为系统供电。
• 兼容性强：采用USB HID接口，软件兼容Windows XP和Windows 7系统。
• 品质可靠：符合RoHS标准，拥有经过验证的PCB布局，且完全组装和测试。

套件内容

• 电路板：包含MAX35103EHJ+和USB - SPI电路。
• Mini - USB电缆：用于连接评估套件和PC。
• 其他配件：四个分流跳线和橡胶脚。

快速上手

所需设备

评估套件硬件和Mini - USB电缆是套件自带的，还需要一台带有USB端口的Windows XP或Windows 7 PC，以及用于飞行时间测量的安装在卷轴体内的压电换能器（BNC连接）和用于温度测量的铂电阻温度计（RTD，裸线 - 端子块连接）。

操作步骤

1. 跳线设置：确保跳线J4和J8安装到位。同时，要注意USB - SPI电路和IC电路的接地平面和电源走线未连接，J1上的接地跳线必须连接，以确保在所有电源配置下USB - SPI和IC之间的正常通信；在仅USB供电配置下，J5跳线也必须连接。
2. 开关设置：确保8极DIP开关（S3）正确安装在插座中，且所有开关都处于开启位置。
3. 放置套件：将评估套件硬件放置在不导电的表面上，以防止PCB上的元件短路。
4. 连接设备：在启动GUI之前，使用提供的Mini - USB电缆将评估套件硬件连接到PC。此时，电源LED（D20）应显示绿色，通信LED（D2）应显示红色并缓慢闪烁橙色。
5. 驱动安装：Windows应自动开始安装必要的设备驱动。评估套件硬件的USB接口配置为HID设备，无需独特的自定义设备驱动。驱动安装完成后，Windows系统图标菜单附近会出现消息，提示硬件已准备好使用。在此消息出现之前，请勿尝试运行GUI。
6. 软件下载与安装：下载最新版本的评估套件软件MAX35103EVKitSoftwareInstall.ZIP，并保存到临时文件夹。打开.ZIP文件，双击.EXE文件运行安装程序，按照提示完成安装。
7. 启动软件：在开始菜单中找到MAX35103EVKitSoftware文件夹，点击其中的MAX35103EVKitSoftware.EXE文件。软件启动后，GUI窗口底部状态栏右侧应显示“EV Kit Hardware Connected”和固件版本号，评估套件板上的通信LED（D2）应变为绿色。

软件详细介绍

软件启动

当软件打开且MAX35103评估套件已连接时，软件会首先初始化硬件以进行通信，然后读取设备并更新GUI上显示的所有相关控制字段。如果软件启动时评估套件未连接，GUI将填充默认值；连接后，软件将执行上述操作。

菜单栏功能

• 文件菜单：包含保存、加载和退出选项。点击“Save Project As”可将当前GUI配置保存到XML文件；“Load Project”可使用所选XML文件中的值更新GUI，并将配置和RTC报警寄存器写入设备。
• 发送设备命令菜单：通过SPI接口使用操作码/命令结构访问IC的功能和内存。可从该菜单发送LDO Timed、LDO Off、LDO On、Reset、Initialize、Calibrate和Transfer Config to Flash等命令。选择该菜单并显示下拉菜单时，会读取校准结果寄存器，结果以微秒为单位显示在“Calibrate Command”文本旁边。
• 设备引脚菜单：可轻松访问IC的几个可配置或可禁用的引脚。选择该菜单时会读取相应寄存器，并在适当的配置旁边用复选标记显示当前编程的配置。要更改配置，只需从下拉菜单中选择所需选项。
• 读取所有寄存器按钮：位于GUI窗口右上角，用于读取IC的所有必需寄存器，以更新GUI上当前显示的所有控件和字段。切换选项卡时也会执行此操作，但该按钮不会读取中断状态寄存器，因此不会更新中断状态组框。

日志与状态显示

• 状态日志：位于GUI左下角，显示GUI执行的所有与用户相关的操作。可通过取消选中“Enable”复选框禁用日志，点击“Clear Log”按钮清除日志。当日志过长时会自动清除。
• 中断状态显示：位于GUI底部中心，读取中断状态寄存器并以易于理解的表格形式显示结果。灰色圆圈表示位未设置，红色圆圈表示读取中断状态寄存器时相关位已设置。注意，中断状态寄存器中的位在读取后会自动清除。在事件定时模式执行期间，当中断引脚激活时，该组框也会更新。
• 设备访问日志：位于GUI右下角，显示GUI与IC相关的所有操作。主机USB - SPI电路和IC之间的所有SPI事务都会显示在此处。默认情况下，大的SPI事务不会记录，可通过取消选中“Small Access Only”复选框显示所有SPI事务。可通过取消选中“Enable”复选框禁用日志，点击“Clear Log”按钮清除日志。当日志过长时会自动清除。
• 状态栏：位于GUI窗口底部，分为三个部分。左侧主要显示GUI当前是否正在对IC进行任何类型的轮询（自动定时），帮助用户跟踪已启动的轮询例程；中间显示当前运行的评估套件软件版本；右侧显示硬件（USB - SPI电路）是否当前已连接到GUI并与之通信。

选项卡功能

• 飞行时间选项卡：包含设置和执行飞行时间测量所需的所有配置。其中有一个二级选项卡控件，包含两个信息图形和从IC读取的数据。配置IC时，可先查看“Launch & Timing Graphic”选项卡，它是与“Launch & Timing Config”组框相关的定时静态图像，可辅助设置该组框中的相关控件。然后选择“Receive Wave Config Graphic”选项卡，该图形会动态更新，显示“Receive Wave Config”组框中的配置设置。完成飞行时间配置后，可使用“TOF Commands”组框中的“OneShot”按钮发送飞行时间命令，点击后会自动读取设备结果。可通过输入框调整计算平均值和标准差的样本数量。若对单次命令的结果满意，可在“Command Repetition”组框中启用自动重复功能。
• 温度选项卡：包含设置和执行温度测量所需的所有配置。在“Temperature Configurations”组框中开始配置IC，评估套件硬件配置为将RTD连接到端口T1和T2，参考连接到端口T3和T4。完成温度配置后，使用“Temperature Command”组框中的“Temperature”按钮发送温度命令，点击后会自动读取设备结果并显示在“Temperature Time Measurement on all Ports and Statistics”组框中。同样可通过输入框调整样本数量。根据从设备读取的原始数据和参考电阻值确定相关RTD的电阻，然后使用Callendar - Van Dusen方程和标准IEC 751系数值得出温度。该选项卡还包含两个温度计图形，显示“Time - to - Temperature Calculation Data”组框中的计算数据。若对单次命令的结果满意，可在“Command Repetition”组框中启用自动重复功能。
• RTC & WatchDog选项卡：包含设置实时时钟（RTC）、看门狗和闹钟所需的所有配置。设备上电时RTC设置为全零，需先设置日期和时间才能进行有效读取。可在“Set the Clock Data”组框中的“Set the Date”组框中设置日期，在“Set the Time”组框中设置时间，也可点击“Send Value”按钮发送当前控件中的值。“Set to PC Date & Time (24hr)”按钮可使用PC内部时钟以24小时模式设置设备。可在“Set the Alarm”和“Set the WatchDog”组框中分别设置闹钟和看门狗。使用“Read All Registers”按钮读取该选项卡中的参数时，“Read Clock Data”组框右侧的所有显示都会更新，“Set Clock Data”组框左侧（除“Set the WatchDog”组框外）的所有值也会更新。“Alarm Value”和“WatchDog Value”组框中会显示易于理解的闹钟标志和看门狗标志图形，读取时会更新。
• 事件定时模式选项卡：用于评估IC的高级定时功能。使用该选项卡前，需先在“Time Of Flight”、“Temperature”和“RTC & WatchDog”选项卡中完成配置并将配置存储到闪存。准备好后，在“TOF Sequencing”和“Temp Sequencing”组框中配置控件，使TOF序列和温度序列的持续时间相等。选择所需的校准配置，“Timing Options”组框确定事件定时运行时右侧的数据表将填充哪些数据。若启用连续中断，IC会在每次测量（温度或飞行时间）后提供数据，并填充到“Continuous Interrupt”表中。选中“Continuous Operation”复选框后，设备将持续运行配置的事件定时模式，直到点击“HALT Command”按钮发送停止命令。若同时启用“Continuous Operation”和“Continuous Interrupt”功能，序列完成时会在测量结果数据中插入一个空白绿色行，方便对序列完成的平均数据进行分组。点击“Start/Stop Timing Modes”组框中的所需“EVTMGn”按钮可启动事件定时模式。需注意，EV套件软件不支持MAX35103的8XS操作，这是由于USB - SPI转换硬件的采样率限制。该选项卡旨在展示IC的中断引脚（INT）功能，事件定时模式启动后，INT引脚每50ms被轮询一次，INT激活时会自动读取中断状态寄存器，结果显示在中断状态组框中。根据中断状态寄存器中设置的位读取测量结果和序列结果数据。若在退出“Event Timing Mode”选项卡时事件定时模式正在运行，会向设备发送停止命令并停止INT引脚轮询。INT引脚轮询期间，状态栏左侧的文本会变色并显示轮询状态，直到事件定时模式完成、发送停止命令或更改活动选项卡。
• 数据日志图形选项卡：提供一个基本的绘图工具，用于查看数据随时间的变化。该选项卡中的数据仅由“Time Of Flight”和“Temperature”选项卡中的命令重复功能生成。启动一个或两个命令重复功能后，切换到该选项卡选择要查看的数据集。可通过“Data Set Select”组框中的下拉列表选择数据集。点击“Clear Data Log”按钮可清除图形，“Poll Count”值显示图形上显示的系列中的数据点数。图形右上角有放大、缩小和缩放以适应按钮，可用于查看所需的数据部分。
• 闪存选项卡：提供一种简单的方法来读取和写入IC中包含的8kB用户闪存。访问闪存前，必须先启用LDO，可通过“Send Device Command”菜单手动启用，选择该选项卡时会自动发送“LDO ON”命令，离开时会发送“LDO OFF”命令。该选项卡以原始十六进制格式显示所有值，所有内存均可读取，点击“Flash Read”组框中的“Read All”按钮可读取整个闪存内存并更新表格。点击所需单元格并输入十六进制值，然后按键盘上的Enter键或选择另一个单元格，可写入所有内存地址。输入的数据会进行有效性检查，无效时会填充为零并在单元格中显示通知图形。为方便起见，选项卡右侧会显示当前选中的单元格地址。闪存分为32个块（页），每页包含128个字，表格中通过交替的阴影颜色表示这些页。要擦除特定页的闪存，可选择该页中的内存位置，更新“Flash Erase”组框中的“Currently Selected Cell Page”值，或使用提供的输入控件手动选择所需页。点击“Erase Page”按钮可擦除单页闪存，点击“Erase All”按钮会遍历所有32页并发送擦除页命令。闪存必须先擦除才能写入。
• 寄存器选项卡：可访问IC中的所有可访问寄存器，以原始十六进制格式显示所有值。所有寄存器均可读取，点击“Read All”按钮可读取并更新整个可见寄存器空间。左侧第一列可通过点击所需单元格并输入十六进制值，然后按键盘上的Enter键或选择另一个单元格进行写入。输入的数据会进行有效性检查，无效时会填充为零并在单元格中显示通知图形。如该选项卡所示，右侧三列是只读的，无法编辑单元格。

数据导出

• 运行重复飞行时间命令后，可使用“Data Log Graph”选项卡上的“Save to .tsv”按钮导出“Time Of Flight”选项卡中的数据，该文件可作为电子表格打开。
• 版本2.5的评估套件软件不支持从“Temperature”选项卡导出数据。
• 从“Event Timing Modes”选项卡导出数据时，可直接突出显示数据，然后复制并粘贴到电子表格中。

硬件详细介绍

评估套件硬件的框图和所需的系统级连接如图所示，同时还突出显示了重要的硬件组件，如焊桥、PCB连接点、跳线、瞬时开关和LED等。

焊桥

• J33：连接D4 LED和地，移除焊桥可禁用D4 LED。
• J38：连接D5 LED和地，移除焊桥可禁用D5 LED。
• J42：连接D20 LED和电源，移除焊桥可禁用D20 LED。

PCB连接点

• J2：接地香蕉插孔连接，使用外部电源为评估套件供电时，用于接地，也可用于将卷轴体接地到评估套件板。
• J3：VCC香蕉插孔连接，使用外部电源为评估套件供电时，用于为VCC电源走线提供偏置。
• J15：下游压电换能器BNC连接。
• J16：上游压电换能器BNC连接。
• J20：Mini - USB连接，提供从PC到IC的通信和可选电源。
• R1：PORT 1 RTD端子块连接，将RTD的裸线连接插入端子块，并用菲利普斯螺丝刀拧紧螺丝固定。
• R2：PORT 2 RTD端子块连接，操作方法同R1。
• S3：8通道DIP开关插座，若不再需要USB - SPI电路，可将DIP开关从插座中取出，使评估套件可沿刻痕线折断。

跳线

跳线	跳线位置	描述
J1 (GROUND)	短路	使用USB - SPI转换器电路和IC时，它们必须共享公共接地，此跳线连接PCB两半的接地平面。
	未短路	隔离USB - SPI转换器电路和IC的接地。
J4 (USB POWER)	短路	仅使用USB电源运行评估套件时，此跳线必须安装，它将3.3V USB稳压电源连接到USB - SPI转换器电路（VPIC）电源。
	未短路	不使用USB电源为USB - SPI转换器电路（VPIC）或IC（VCC，VDUT）生成电源，必须将外部电源应用到香蕉插孔。
J5 (VPIC SUPPLY to VCC SUPPLY)	短路	仅使用USB电源运行评估套件时，此跳线必须安装，它将USB - SPI转换器电路（VPIC）电源连接到IC（VCC，VDUT）电源，连接PCB两半的电源。
	未短路	此配置允许使用外部SPI主机，或使用与IC（VCC，VDUT）不同的电源为USB - SPI转换器电路（VPIC）供电。
J8 (Series Current Sense)	短路	将香蕉插孔供电或USB供电的VCC电源连接到被测设备。
	未短路	允许在被测设备的电源中插入串联电流表，以进行电流消耗测量。

瞬时开关

开关	位置	描述
S1 (Case Switch)	按下（激活）	IC的CSW（外壳开关）输入连接到VCC电源，此输入为高电平有效。
	未按下（未激活）	IC的CSW输入通过10kΩ下拉电阻连接到地，此输入为高电平有效。
S2 (RESET)	按下（激活）	IC的RESET输入连接到地，此输入为低电平有效。
	未按下（未激活）	IC的RESET输入通过10kΩ上拉电阻连接到VCC电源，此输入为低电平有效。

LED

LED	颜色	描述
D2 (COM)	绿色	未初始化闪烁：USB - SPI微控制器活跃但未被软件初始化；硬件被软件初始化后，LED禁用。
	红色	通信：软件初始化硬件后，接收到PC的命令时LED闪烁红色。
D4	红色	INT PIN：