MCP2120/MCP2150开发套件深度解析：红外通信的理想之选

在电子工程师的日常工作中，红外通信技术一直是一个重要的研究领域。Microchip的MCP2120/MCP2150开发套件为我们提供了一个优秀的平台，用于探索和实现红外通信应用。今天，我们就来详细了解一下这个开发套件。

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一、套件概述

MCP2120/MCP2150开发套件旨在展示MCP2120和MCP2150红外通信产品的强大功能。套件包含了两块MCP2120开发板、一块MCP2150开发板、两根串口线、一个9V电源及电源线、一对18英寸（45厘米）的电源跳线电缆，还有一个包含一个MCP2120设备和一个MCP2150设备的样品套件。

开发板连接方式

开发板既可以通过DB9连接器连接到PC，也能通过四针或十针接头连接到其他系统，如PICDEM™ 2板。这种灵活的连接方式为不同的应用场景提供了便利。

二、开发板特性

（一）MCP2120开发板

1. 电源供应：板载+5V稳压器，可直接连接9V、750 mA的AC/DC墙式适配器或9V电池，同时还提供+5V、750 mA稳压直流电源接口。
2. 通信接口：配备DB - 9连接器和相关硬件，可直接连接到MCP2120 UART（需RS - 232信号电平）；还有四针接头连接到UART接口（需TTL电平信号）。
3. 信号选择：通过两组跳线选择UART信号源（DB - 9连接器或四针接头）和红外数据信号源（集成收发器或组件收发器）。
4. 波特率选择：有三个跳线用于选择所需的波特率，波特率与MCP2120的工作频率有关。
5. 其他特性：绿色电源指示灯、可选择禁用MCP2120设备操作的跳线、硬件和软件波特率选择等。

（二）MCP2150开发板

1. 电源供应：同样板载+5V稳压器，支持9V、750 mA的AC/DC墙式适配器或9V电池，以及+5V、750 mA稳压直流电源接口。
2. 通信接口：DB - 9连接器和十针接头连接到UART接口，分别对应RS - 232信号电平和TTL电平信号。
3. 信号选择：通过跳线选择UART信号源（DB - 9连接器或八针接头）和IrDA信号源（集成收发器或组件收发器）。
4. 波特率选择：两个跳线用于选择所需的波特率。
5. 其他特性：绿色电源指示灯、载波检测绿色LED、可选择禁用MCP2150设备操作的跳线等。

三、系统配置

为了对这两个开发板进行初步评估，我们可以采用以下五种配置：

1. MCP2120开发板（ASCII） ↔ MCP2120开发板（ASCII）：这是两个MCP2120开发板常用的模式，MCP2120板接收单个ASCII字节数据，将其转换为红外数据格式并通过选定的光学收发器逻辑发送出去。
2. MCP2120开发板（IR驱动） → MCP2120开发板（IR驱动）：用于观察IrDA标准堆栈协议对数据流的影响，可帮助我们更好地理解IrDA标准数据包的构造，也可作为诊断工具。
3. MCP2150开发板（ASCII） ↔ MCP2120开发板（IR驱动）：当同时使用一个MCP2120开发板和一个MCP2150开发板时的配置。
4. MCP2120开发板（IR驱动） → IrDA标准端口（Palm Pilot、手机等）：用于评估MCP2120在IrDA系统中的应用，主机控制器负责IrDA协议栈。
5. MCP2150开发板（ASCII） → IrDA标准端口（Palm Pilot、手机等）：用于评估MCP2150为系统添加IrDA功能的应用，主机控制器只需发送和接收所需的ASCII数据，MCP2150处理IrDA标准协议栈。

四、PC要求

使用该开发套件时，PC需要满足以下三个主要要求：

1. 标准串口：用于与开发板进行通信。
2. 终端仿真程序：如Windows 9x/2000操作系统自带的Hyperterminal，用于演示开发板的操作。
3. IrDA标准驱动：将IR端口视为虚拟串口。需要注意的是，Windows 2000虽然支持IrDA标准，但不将IR端口视为虚拟串口，这可能会导致一些终端仿真程序（如Hyperterminal）出现问题。

五、MCP2120教程

（一）教程设置

本教程使用两块MCP2120开发板，系统以9600波特率运行。每块开发板通过UART连接到PC的串口，需要两台PC或一台具有两个串口的PC。

（二）硬件设置

1. 振荡器：使用7.3728 MHz的晶体振荡器，该晶体频率已包含在套件中。
2. 板载跳线：选择DB - 9连接器作为主机信号源，红外数据信号连接到集成光学收发器。将三个波特率选择跳线打开以设置波特率为9600，同时将JP4和JP5跳线打开。

（三）终端程序设置

使用Windows 95操作系统自带的Hyperterminal程序。打开Hyperterminal后，设置名称和图标，选择串口（如COM1），将COM端口设置为9600波特率和无流控制。还可以根据需要修改Hyperterminal会话的属性，如设置回显输入字符等。

（四）数据传输与接收

两台PC的Hyperterminal程序以相同的COM端口设置运行，为MCP2120开发板供电，将开发板连接到PC串口，并使集成光学收发器对齐，间距约为6英寸（15厘米）。在一台PC的Hyperterminal窗口中输入字符串，该字符串应出现在另一台PC的Hyperterminal窗口中。

（五）系统调试

如果通信出现问题，可以按照以下步骤进行调试：

1. 验证Hyperterminal程序设置是否正确。
2. 验证两个Hyperterminal会话是否已连接。
3. 验证MCP2120开发板是否已供电。
4. 验证MCP2120开发板设置是否正确。 如果以上步骤无法解决问题，则需要使用示波器进行更深入的调试。

六、MCP2150教程

目前该开发套件用户指南的此版本中没有MCP2150教程，建议关注Microchip网站上的D版本用户指南，其中计划包含使用MCP2150开发板与MCP2120开发板的教程。

七、使用PICDEM™ 1或PICDEM 2板作为主机

（一）PICDEM 1板

PICDEM 1板可作为IrDA标准兼容系统的主机控制器。PortB可用于显示接收到的字符，其他端口用于UART和控制信号。有两个应用笔记展示了如何使用PICDEM 1板作为主机控制器，分别涉及MCP2120和MCP2150开发板。

（二）PICDEM 2板

PICDEM 2板同样可作为主机控制器。虽然目前没有使用PICDEM 2板作为主机控制器的应用笔记，但PICDEM 1板的示例代码可以轻松修改以适用于PICDEM 2板。

八、硬件细节

（一）电源供应

MCP2120/MCP2150开发板有三种供电方式：9V电池、9V、750 mA非稳压AC或DC电源、+5V、750 mA稳压直流电源。

（二）电源指示灯

绿色LED用于指示开发板是否通电。

（三）RS - 232串口

MCP2120开发板使用MAX232兼容的电平转换IC，MCP2150开发板使用MAX3238E兼容的电平转换IC，可通过DB - 9连接器连接到PC。

（四）跳线

跳线用于配置开发板的不同模式，包括波特率选择、主机信号源选择、光学收发器信号源选择和设备启用信号选择。

（五）振荡器选项

MCP2120开发板的晶体频率可以通过引脚插座轻松更改，而MCP2150开发板需要固定频率的晶体（11.0592 MHz）。

（六）板载布局和原理图

文档中提供了MCP2120和MCP2150开发板的组件布局（丝印图）和原理图，方便工程师进行硬件设计和调试。

总的来说，MCP2120/MCP2150开发套件为电子工程师提供了一个全面的平台，用于开发和测试红外通信应用。通过深入了解开发板的特性、系统配置和教程，我们可以更好地利用这个套件实现各种红外通信项目。大家在使用过程中遇到过哪些有趣的问题或挑战呢？欢迎在评论区分享。