MAX5391L/MAX5391N评估系统：功能、使用与配置详解

在电子电路设计与测试领域，评估系统对于验证和优化芯片性能起着至关重要的作用。今天，我们就来深入探讨MAX5391L/MAX5391N评估系统，详细了解其功能、使用方法以及相关的配置要点。

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一、评估系统概述

MAX5391L和MAX5391N评估套件（EV kits）是完全组装并经过测试的印刷电路板（PCB），分别搭载了MAX5391L（10kΩ）和MAX5391N（100kΩ）双数字电位器。这两款双易失性电位器通过SPI兼容的3线串行接口进行通信。

MAX5391LEVMINIQU+和MAX5391NEVMINIQU+评估系统（EV systems）分别包含MAX5391L EV套件和MAX5391N EV套件，以及一个MINIQUSB+接口板。MINIQUSB+接口板可通过USB接口实现与PC的通信，并且提供了兼容Windows 2000、Windows XP和Windows Vista的软件，该软件具有专业的用户界面，以菜单驱动的方式运行，并提供了包含按钮、跟踪条和编辑框的图形用户界面（GUI）。这套软件不仅可以用于评估MAX5391L/MAX5391N，还能对MAX5386M、MAX5393和MAX5388进行评估。此外，EV套件也可以直接与用户提供的3线系统进行接口连接。

二、评估系统特点

2.1 电源范围广

支持1.7V至5.25V的单电源操作，电源可以由MINIQUSB+接口板和EV套件电路产生，也可以使用用户提供的1.7V至5.25V直流外部电源。

2.2 通信方式灵活

提供PC - USB到3线接口或独立的3线串行接口操作模式，方便不同场景下的使用。

2.3 软件易用

配备易于使用的菜单驱动软件，兼容多种Windows操作系统，为用户提供了便捷的操作体验。

2.4 全组装与测试

套件完全组装并经过测试，用户拿到手即可进行评估，节省了时间和精力。

三、订购信息

PART	TYPE
MAX5391LEVMINIQU +	EV System
MAX5391NEVMINIQU +	EV System

需要注意的是，带“+”标志的产品表示无铅且符合RoHS标准。

四、组件列表

4.1 MAX5391L EV系统（MAX5391LEVMINIQU+）

PART	QTY	DESCRIPTION
MAX5391LEVKIT+	1	EV kit
MINIQUSB+	1	Maxim command module

4.2 MAX5391N EV系统（MAX5391NEVMINIQU+）

PART	QTY	DESCRIPTION
MAX5391NEVKIT+	1	EV kit
MINIQUSB+	1	Maxim command module

4.3 MAX5391L/MAX5391N EV套件

套件中包含了多种电容、调节器、电平转换器等组件，具体如下：	DESIGNATION	QTY	DESCRIPTION
C1 - C25等多个电容	不同数量	不同规格的陶瓷电容，如1μF、0.1μF等
U5	1	可调输出LDO调节器（5 SC70）Maxim MAX8512EXK+
U6	1	2.6V LDO调节器（5 SC70）Maxim MAX8511EXK26+
U7	1	单1.8V至5V电平转换器（6 SC70）
U8	1	双1.8V至5V电平转换器（8 SSOP）
—	20	分流器（JU1–JU20）
—	1	PCB：MAX5386/5388/5391/5393 EVALUATION KIT+

五、快速启动步骤

5.1 所需设备

• MAX5391L或MAX5391N EV系统，包括EV套件和MINQUSB+命令模块（含USB电缆）。
• 配备Windows 2000、Windows XP或Windows Vista操作系统且有空闲USB端口的PC。
• 一到两个万用表。

5.2 操作步骤

1. 访问www.maxim-ic.com/evkitsoftware下载最新版本的EV套件软件5391_Rxx.ZIP，将其保存到临时文件夹并解压。
2. 运行临时文件夹中的INSTALL.EXE程序，将EV套件软件安装到计算机上，程序文件会被复制，并且会在Windows的“开始 | 程序”菜单中创建图标。
3. 按照表1的要求，确保跳线器上的分流器正确安装，以保证EV套件正常运行。
4. 使用万用表测量MAX5391L/MAX5391N（U2）的WA和LA PCB焊盘以及WB和LB PCB焊盘之间的电压。
5. 将MINIQUSB+接口板连接到EV套件的J2和J3连接器。
6. 使用附带的USB电缆将PC连接到MINIQUSB+接口板。首次安装USB驱动时，会弹出“Building Driver Database”窗口和“New Hardware Found”消息。如果30秒内未看到类似窗口，可拔下USB电缆并重新连接。在Windows 2000、Windows XP和Windows Vista系统上安装USB设备驱动需要管理员权限。
7. 按照“Add New Hardware Wizard”的指示安装USB设备驱动。选择“Search for the best driver for your device”选项，使用“Browse”按钮指定设备驱动的位置为C:Program FilesMAX5391L或C:Program FilesMAX5391N（默认安装目录）。在安装设备驱动过程中，Windows可能会显示警告消息，提示Maxim使用的设备驱动没有数字签名，这并非错误情况，可以继续安装。如果在此步骤遇到问题，可以参考软件中包含的USB_Driver_Help.PDF文档。
8. 通过“开始 | 程序”菜单中的图标启动EV套件软件。
9. 程序会自动检测USB连接并启动主程序。
10. 使用“Device Connected”组合框从列表中选择MAX5391，然后按下“Default”按钮，此时EV套件软件主窗口将显示出来。
11. 至此，EV套件即可进行额外的测试。

六、软件图形用户界面（GUI）详细说明

6.1 界面功能分组

EV套件软件的GUI将功能划分为多个组框。“Interface”组框显示EV套件的状态、最后发送的写操作命令和发送的数据，这些数据可用于确认设备的正常运行。“Device Connected”组合框用于选择要评估的Maxim部件，当选择MAX5391选项时，可启用“Update Pot A and B”复选框功能。“Default”按钮可将两个电位器设置为中间刻度位置。“Potentiometer A”和“Potentiometer B”组框提供了控制各自抽头位置的功能。主窗口底部的状态栏显示USB接口电路的通信状态。

6.2 软件启动

软件启动时，会自动搜索USB接口板的电路连接。在“Interface”组框中，用户可以通过“Device Connected”组合框选择要评估的部件。选择评估设备后，“Update Pot A and B”复选框将被启用或禁用。当检测到USB连接并选择了部件后，EV套件进入正常操作模式。由于MAX5391L/MAX5391N没有读取功能，所有编辑框将显示问号（??），电位器跟踪条将设置为中间刻度。如果未检测到USB连接，软件会提示用户重试、退出程序或进入演示模式。

6.3 演示模式

当未检测到USB连接时，通过在MAX5391L/MAX5391N评估套件接口电路弹出窗口（图2）中选择“Cancel”，软件将进入演示模式。也可以在主窗口中选择“Options | Demo Mode”菜单项随时进入演示模式。在演示模式下，软件与EV套件电路的所有通信将被禁用，但大部分软件GUI仍可正常使用，这允许用户在无需硬件连接的情况下评估软件。要退出演示模式，取消选择“Options | Demo Mode”菜单项即可。

6.4 电位器抽头位置控制

“Potentiometer A”和“Potentiometer B”组框中的抽头位置跟踪条（WA、WB）可用于独立改变抽头在H_和L端点之间的位置。用户可以使用计算机鼠标或箭头键在256个位置点之间移动抽头位置，也可以在编辑框中输入所需的整数值，或按下相应编辑框中的上下箭头来改变抽头位置。抽头位置跟踪条或HW/WL_编辑框的变化会写入寄存器，并更新抽头位置。HW_编辑框显示抽头相对于电位器H_端点的位置，WL_编辑框显示抽头相对于电位器L_端点的位置。通过勾选“Update Pot A and B”复选框，可以同时更新电位器A和B的抽头位置。启用该复选框后，“Potentiometer A”组框将向两个数字电位器发送相同的数据，实现对两个数字电位器的共同控制。

6.5 工厂默认设置

按下“Default”按钮可将电位器A和B的抽头位置重置为工厂默认的中间刻度位置。

6.6 状态指示器

“Interface”组框中的“Status”指示器在检测到USB连接且EV套件进入正常操作模式时显示“EV Kit Operational”。如果未检测到USB连接或软件进入演示模式，“Status”指示器将显示“Demo Mode”，演示模式可用于在无需硬件连接的情况下测试软件。

6.7 命令发送指示器

“Interface”组框中的“Command Sent”指示器显示从主设备（软件）发送到MAX5391L/MAX5391N IC的最后一条命令。MAX5391L/MAX5391N IC有三种可用命令，具体如下表所示：	MAX5391L/ MAX5391N REGISTER	COMMAND		DESCRIPTION
BINARY	HEX
VREGA	00000000	0x00	SPI数据写入电位器A，抽头WA位置随SPI数据更新
VREGB	00000001	0x01	SPI数据写入电位器B，抽头WB位置随SPI数据更新
VREGAB	00000011	0x03	SPI数据写入电位器A和B，抽头WA和WB位置随SPI数据更新

6.8 数据发送指示器

“Data Sent”指示器显示为写入电位器A（0x00）、电位器B（0x01）或两个电位器（0x03）命令发送的最后数据。MAX5391L/MAX5391N IC使用8位（MSBs，D7:0）数据字节来设置抽头位置。如需更多信息，请参考MAX5391/MAX5393 IC数据手册。

6.9 键盘导航

按下Tab键可选择每个GUI控件，所选控件将以虚线轮廓显示。使用Shift + Tab可将选择移动到上一个所选控件。按钮可通过键盘的空格键响应，一些控件可通过键盘的上下箭头键响应。按下F10键激活程序的菜单栏，然后按下所需菜单项的字母即可选择该菜单项。大多数菜单项有一个字母下划线，指示其快捷键。当在编辑框中输入数字后，按下Enter键、Tab键或Shift + Tab键可将数据发送到设备。

6.10 简单SPI命令

与EV套件通信有两种方法：通过正常的用户界面面板（图1），或通过主程序的“Options | Advanced Users Interface”菜单栏中的“3 - Wire Interface”实用程序提供的SPI命令。选择该实用程序后，将显示一个窗口（图3），允许进行SPI发送/接收数据操作。在3线接口选项卡中，“Connection”组框定义了接口的硬件连接。对于EV套件，从“Clock (SCK)(SCLK)”下拉列表中选择K10，从“Data from master to slave (MOSI)(DIN)”下拉列表中选择K12，从“Data from slave to master (MISO)(DOUT)”下拉列表中选择K11，从“Chip - select (CS) for data framing”下拉列表中选择K9，并勾选“Use standard connections for high - speed SPI”复选框。“Configuration”组框允许用户配置逻辑电平和数据速率。对于EV套件，勾选“Send & Receive MSB first”复选框，并确保“CPOL = 1(clock idles high)”和“CPHA = 1(sample 2nd edge)”复选框未被勾选。“Send and Receive Data”组框允许用户向MAX5391L/MAX5391N发送数据。“Data bytes to be written”编辑框指示要从主设备（微控制器）发送到设备（MAX5391L或MAX5391N）的数据，八位十六进制数字应用逗号分隔。按下“Send Now”按钮可将数据从主设备发送到设备。“Data bytes received”编辑框中显示的数据是从设备读取的数据，但由于MAX5391L/MAX5391N不会将数据发送回主设备，因此EV套件软件中的“Data bytes received”编辑框始终显示默认值0xFF。需要注意的是，SPI对话框接受十六进制格式的数字数据，十六进制数字必须以$或0x为前缀。

七、常见故障排除

如果软件报告找不到接口电路，可以从以下几个方面进行排查：

• 检查USB电缆是否连接到MINIQUSB+板。
• 确认Windows的即插即用功能是否检测到该板。可以打开“控制面板 -> 系统 -> 设备管理器”，查看USB设备节点。如果有未知设备节点连接到USB，卸载该节点，这将强制即插即用功能重新尝试检测。
• 如果使用板外SPI接口，检查电源地是否在J1引脚连接（J1 - 2、J1 - 4、J1 - 6或J1 - 8）之一处连接到EV套件的地（GND）。

八、硬件详细说明

8.1 基本结构

MAX5391L/MAX5391N EV套件是组装并测试好的PCB，搭载了MAX5391L和MAX5391N双数字电位器。电位器A和B的端到端电阻分别为10kΩ（MAX5391L）和100kΩ（MAX5391N），每个抽头可以在256个抽头位置中独立编程。每个EV套件在经过验证的两层PCB设计上使用了16引脚薄QFN封装的MAX5391L或MAX5391N IC。

8.2 接口连接

EV套件提供了连接器J1，可将MAX5391L/MAX5391N的CS、DIN、SCLK和GND信号直接连接到用户提供的3线系统。连接器J1还提供了EV套件1.7V至5.5V VPOWER电源输入的连接。

8.3 逻辑电平转换

EV套件通常与MINIQUSB+接口板一起使用，通过3线串行接口与PC通信。当使用1.7V至5.5V为MAX5391L/MAX5391N的VDD输入供电时，逻辑电平转换器（U7和U8）可提供适当的SPI接口转换。

8.4 VDD输入源

VPOWER轨通常由MINIQUSB+接口板电路提供3.3V或5V电源，或通过LDO调节器U6提供2.6V电源。LDO调节器U5的输出设置为1.7V，由VPOWER轨供电。VPOWER轨和U5用于将MAX5391L/MAX5391N的VDD输入设置为5V、3.3V、2.6V或1.7V。调节器U5的输出可调，可通过更换电阻R1来配置为不同的电压，计算公式为： [R 1=10^{5} timesleft(frac{VOUT}{1.225}-1right)] 其中R1的单位为欧姆，VOUT为所需的U5输出电压。

8.5 跳线配置

• JU20：用于选择每个EV套件电路VPOWER轨的电源源，具体配置如下表所示：	SHUNT POSITION	VPOWER RAIL
  1 - 2	5V (MINIQUSB+ circuitry)
  1 - 3	3.3V (MINIQUSB+ circuitry)
  1 - 4	2.6V (LDO U6)
  Not installed	EV kit VDD and GND PCB pads External source applied at the

需要注意的是，当MINIQUSB+板未安装在J2和J3接头时，LDO U6的输出将被禁用。此外，也可以通过移除JU20跳线器上的分流器，使用EV套件的VDD PCB焊