MAX35104评估套件：助力超声波计量设备开发

在电子工程师的日常工作中，评估和测试新的芯片和设备是不可或缺的环节。MAX35104评估套件（EV kit）就是这样一款专门用于评估MAX35104时间数字转换器的工具，它为超声波热量、水和气体表的开发提供了便利。下面，让我们深入了解一下这款评估套件。

文件下载：MAX35104EVKIT#.pdf

一、评估套件概述

MAX35104评估套件为评估MAX35104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。套件中安装了MAX35104ETL+芯片，并配备了用于与芯片通信的USB - SPI接口。它既可以通过USB供电，简化评估设置，也可以使用香蕉插孔连接外部电源，如电池。此外，套件还提供了BNC连接器，方便连接压电换能器，以及终端块连接器，便于连接远程铂电阻温度探测器（RTD）。

（一）套件优势与特性

• 易于评估：提供了两个压电换能器连接和两个RTD连接，方便进行各种测量。
• 供电灵活：可选择USB供电，套件包含USB电缆；也支持外部电源供电。
• 接口与兼容性：采用USB HID接口，软件兼容Windows XP和Windows 7系统。
• 合规与质量：符合RoHS标准，拥有经过验证的PCB布局，并且是完全组装和测试好的。

（二）套件内容

• 电路板：包含MAX35104ETL+和USB - SPI电路。
• 配件：迷你USB电缆、五个分流跳线。

二、快速启动指南

（一）所需设备

• 包含的设备：MAX35104 EV套件硬件、迷你USB电缆。
• 未包含的设备：带有USB端口的Windows XP或Windows 7 PC、安装在卷轴体中的压电换能器（用于飞行时间测量）、铂电阻温度探测器（用于温度测量）。

（二）操作步骤

1. 硬件连接与设置
   • 确保跳线J4和J8已安装。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。在仅使用USB供电的配置下，J5跳线也必须连接。
   • 确保8极DIP开关（S3）正确安装在插座中，并且所有开关都处于开启位置。
   • 将评估套件硬件放置在非导电表面上，以防止PCB上的元件短路。
2. 连接到PC并安装驱动
   • 使用提供的迷你USB电缆将评估套件硬件连接到PC。电源LED（D20）应为绿色，通信LED（D2）应为红色并缓慢闪烁橙色。
   • Windows应自动开始安装必要的设备驱动。由于评估套件硬件的USB接口配置为HID设备，因此不需要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，表明硬件已准备好使用。在看到此消息之前，请勿尝试运行GUI。
3. 安装和运行软件
   • 驱动安装完成后，下载最新版本的评估套件软件MAX35104EVKitSoftwareInstall.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。可能会出现提示“发布者无法验证。您确定要运行此软件吗？”，点击“是”。安装程序GUI出现后，点击“下一步”，然后点击“安装”。安装完成后，点击“关闭”。
   • 点击“开始”|“所有程序”，找到MAX35104EVKitSoftware文件夹，点击其中的MAX35104EVKitSoftware.EXE文件。初始启动画面后，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）应熄灭。

三、软件详细描述

（一）软件启动

当软件打开且MAX35104 EV套件已连接时，软件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。如果软件启动时套件未连接，GUI将填充默认的评估套件值，连接套件后，GUI将执行上述操作。

（二）工具条菜单

• 文件菜单：包含保存、加载和退出选项。点击“Save Config As”可将当前GUI配置保存到XML文件中；“Load Config”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：使用基于SPI的接口，通过操作码/命令结构访问IC的功能和内存。可以从该菜单发送LDO Timed、LDO Off、LDO On、Reset、Initialize、Calibrate和Bandpass Calibrate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：IC的几个引脚可配置或禁用，通过该菜单可轻松访问这些配置。选择该菜单时，会读取相应的寄存器，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。

（三）其他功能区域

• 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解读的表格显示结果。灰色指示器表示位未设置，红色指示器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事务都显示在此处。默认情况下，大型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。左侧主要显示系统整体状态，用于显示GUI当前是否正在对IC进行任何类型的轮询（自动定时）；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）当前是否已连接到GUI并与之通信。
• 选项卡控件：GUI的大部分由选项卡控件组成，每个选项卡包含与设备各个模块相关的控件。用户与这些选项卡中的控件交互时，会尝试立即将更改的值写入IC，读取设备时也会更新这些控件。

（四）各选项卡功能

• 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“Result Data”和“AFE & Launch”两个选项卡。在“AFE & Launch”选项卡中，可配置电压升压电路和内置前置放大器；配置完成后，可使用“OneShot”按钮发送飞行时间命令，并在“Result Data”选项卡中查看结果。还可调整计算平均值和标准差的样本数量，并启用自动重复功能。
• 温度选项卡：包含设置和执行温度测量所需的所有配置。连接铂电阻温度探测器或合适的NTC热敏电阻到J6端子后，可在“Temperature Configurations”组框中选择所需配置。配置完成后，使用“Temperature”按钮发送温度命令，结果显示在“Temperature Time Measurement on all Ports and Statistics”组框中。同样可调整样本数量，并启用自动重复功能。
• RTC & WatchDog选项卡：用于设置实时时钟（RTC）、看门狗和闹钟。设备上电时RTC设置为全零，需要先设置日期和时间才能进行有效读取。可通过“Set the Date”和“Set the Time”组框设置日期和时间，也可使用“Set to PC Date & Time (24hr)”按钮使用PC内部时钟设置设备。闹钟和看门狗也可在相应组框中设置。使用“Read All Registers”按钮读取参数时，右侧“Read Clock Data”组框中的所有显示会更新，左侧“Set Clock Data”组框中除“Set the WatchDog”组框外的所有值也会更新。
• 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，需先在飞行时间、温度和RTC & WatchDog选项卡中完成设备配置。配置“TOF Sequencing”和“Temp Sequencing”组框，使飞行时间序列和温度序列的持续时间相等。选择所需的校准配置，通过“Timing Options”组框确定事件定时运行时右侧数据表中填充的数据。可启用连续中断和连续操作功能，点击“EVTMGn”按钮启动事件定时模式。该选项卡旨在展示IC中断引脚（INT）的功能，启动事件定时模式后，每50ms轮询INT引脚，INT激活时自动读取中断状态寄存器，并根据寄存器中设置的位读取测量结果和序列结果数据。
• 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。该选项卡中的数据由飞行时间和温度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。可点击“Clear Data Log”按钮清除图形，使用放大镜形状的按钮进行缩放操作。
• 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，无效数据将填充为零，并在单元格中显示通知图形。右侧三列是只读的，无法编辑。

四、硬件详细描述

（一）硬件框图与连接

评估套件硬件的框图展示了所需的系统级连接，同时还突出了重要的硬件组件，如焊桥、PCB连接、跳线、瞬时开关和LED等。

（二）重要组件说明

• 焊桥：如J11、J38、J42等，移除焊桥可禁用相应的LED。
• PCB连接器：包括接地香蕉插孔（J2）、VCC香蕉插孔（J3）、压电换能器连接（J30、J27）、迷你USB连接（J20）、RTD终端块连接（J6）、CIP/CIN连接（J7）、RXP/RXN连接（J9）和8通道DIP开关插座（S3）等。
• 跳线：J1用于连接USB - SPI转换器电路和IC的接地平面；J4用于选择是否使用USB供电；J5用于连接USB - SPI转换器电路和IC的电源；J8用于连接电源或插入串联电流表进行电流消耗测量。
• 瞬时开关：S1用于控制IC的CSW输入，S2用于控制IC的RESET输入。
• LED：D2用于指示通信状态，D4用于指示中断引脚状态，D5用于指示看门狗设备引脚状态，D20用于指示USB电源状态。

（三）外部电源供电

若要使用外部电源改变供电电压或连接电池为评估套件供电，需移除跳线J4，保留跳线J1、J5和J8，并将外部电源的接地和偏置电压连接到香蕉插孔（J2和J3）。

五、故障排除

尽管评估套件经过精心设计和测试，但在极少数情况下可能会出现问题。以下是一些常见症状及解决方法：

• GUI显示“Hardware not found”
  • 检查D20 LED是否为红色。如果是，则电子保险丝（U21）处于故障状态，需检查PCB上是否有电气短路，并确保PCB未放置在导电表面上。LED变红后，需对电路板进行电源循环。
  • 检查GUI运行时D2 LED是否停止闪烁。如果没有，退出GUI并重新运行；如果仍然闪烁，退出GUI并尝试将USB电缆连接到PC的另一个USB端口，等待Windows显示硬件准备好使用的消息后再运行GUI；如果仍然闪烁，拔下USB电缆并重启PC，重新连接USB电缆并打开GUI。
  • 检查是否有任何LED亮起。如果没有，则PCB可能未从USB获得电源，尝试使用不同的USB电缆或USB端口。
• 数据无法正确从设备读取
  • 检查DIP开关S3，确保所有S3 DIP开关都处于开启位置，且DIP开关正确安装在插座中，检查DIP开关上信号的连续性。如果DIP开关损坏，可能需要在PCB刻痕线上进行硬跳线。
  • 检查USB - SPI电路和IC电路之间是否有公共接地参考，可通过J1跳线实现。

六、套件物料清单

评估套件的物料清单详细列出了各种组件，包括电容、二极管、LED、连接器、电感、MOSFET、电阻、微控制器、电流限制开关、LDO稳压器、晶体等，以及一些配件，如跳线、橡胶脚、迷你USB电缆和PCB等。

七、订购信息

MAX35104评估套件的型号为MAX35104EVKIT#，该套件符合RoHS标准，但可能包含根据RoHS要求豁免的铅（Pb）。

总之，MAX35104评估套件为电子工程师提供了一个全面、便捷的平台，用于评估MAX35104时间数字转换器在超声波计量设备中的性能。通过熟悉套件的硬件和软件功能，以及掌握故障排除方法，工程师们可以更高效地进行开发和测试工作。你在使用类似评估套件时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。