MAXSANTAFEEVSYS评估套件使用指南

在电子工程领域，快速评估和验证设计方案是产品开发过程中的关键环节。MAXSANTAFEEVSYS评估套件为工程师们提供了一个便捷的解决方案，可用于快速演示和评估MAXREFDES5 4通道模拟前端（AFE）参考设计的功能。本文将详细介绍该套件的相关信息，包括订购、安装、连接、操作以及硬件描述等方面。

文件下载：MAXSANTAFEEVSYS#.pdf

一、套件概述

1.1 订购信息

MAXSANTAFEEVSYS#是用于PC评估MAXREFDES5 4通道AFE的捆绑套件。这里的“#”表示该设备符合RoHS标准，但可能包含RoHS要求豁免的铅。

1.2 套件内容

• MAXREFDES5 4通道AFE板
• USB2PMB1 USB转Pmod™ Type 2A适配器板
• MAX5216DACLITE信号发生器板
• 两根带钩夹的电线（1根红色和1根黑色）
• 两根USB A型公头转USB B型迷你电缆
• 包含文档、GUI应用程序和USB驱动程序的USB闪存驱动器
• 快速入门指南（打印版）

1.3 系统要求

使用该套件仅需一台满足以下条件的PC：

• 最低1GHz处理器和1GB RAM
• 最低1024 x 768视频显示分辨率
• 两个可用的USB端口
• 支持Microsoft Windows 8、Windows 7、Windows Vista或Windows XP®

1.4 功能框图

虽然文档中未给出具体的功能框图，但它展示了套件各部分之间的连接和功能关系，是理解整个系统工作原理的重要依据。

二、软件安装

2.1 MAX5216DACLite信号发生器软件安装

套件中包含两个Windows GUI应用程序，分别用于生成模拟测试信号和校准MAXREFDES5板的模拟输入。安装MAX5216DACLite信号发生器软件时，建议按以下步骤操作：

1. 浏览USB闪存驱动器或下载的压缩文件提取目录中的DACLITE目录。
2. 运行LVRTE_SETUP.exe安装NI的2012（32位）运行时引擎，安装完成后不要重启或关闭PC，选择“稍后重启”并继续下一步。
3. 完成步骤2后运行DACLITE_SETUP.exe。
4. 提示时重启PC。

三、连接设置

3.1 MAX5216DACLITE信号发生器板

使用提供的USB电缆将MAX5216DACLITE板连接到PC。该板上的控制器在Windows设备管理器中显示为USB HID类设备，无需第三方驱动程序。

3.2 USB2PMB1 USB适配器板

用另一根USB电缆将USB2PMB1板连接到PC。该适配器板包含一个FTDI FT2232HL USB控制器IC，可执行USB功能并转换为SPI。连接后，“发现新硬件向导”会自动启动并安装驱动程序。若PC未找到FTDI驱动文件，可参考USB2PMB1CDM v2.10.00 WHQL Certified子目录安装FTDI的D2XX驱动。安装完成后，在设备管理器中应能看到两个USB串行转换器（A和B）。

3.3 MAXREFDES5 4通道AFE板

将MAXREFDES5板连接到USB2PMB1适配器，确保两个连接器在PCB的同一侧。

3.3.1 模拟信号连接

MAXREFDES5模拟输入的范围超出了套件中MAX5216DACLITE板的输出能力。不同输入的连接选项如下：	输入	连接方式
AIN0	0V至+3V来自DACLITE J5（或-10V至+10V来自其他电源）
AIN1	0V至+3V来自DACLITE J5（或-10V至+10V来自其他电源）
AIN2	+1V至+3V来自DACLITE J5（移除JU2）（或4 - 20mA来自电流源，安装JU2）
AIN3	0V至+3V来自DACLITE J5（或0V至+10V来自其他电源）

四、图形用户界面

4.1 MAXREFDES5的GUI

连接USB2PMB1板后，运行MAXREFDES5目录中的PMOD_SPI.exe GUI应用程序。点击“Connect PMOD”按钮，确认按钮文本变为“Disconnect PMOD”且底部状态栏显示配套板已连接。

4.1.1 输入选择和配置

GUI中有两个控件可调整显示信息并配置MAX1301 ADC设备。推荐的MAXREFDES5硬件设计组合如下：	板输入	ADC输入范围	MAX1301输入配置
AIN0 -10V至10V	-12V至+12V	C[2:0] = 000 R[2:0] = 111 FSR = 6 x V REF
AIN1 -10V至10V	-12V至+12V	C[2:0] = 001 R[2:0] = 111 FSR = 6 x V REF
AIN2 4mA至20mA	0V至+6V	C[2:0] = 010 R[2:0] = 011 FSR = (3 x V REF ) / 2
AIN3 0V至10V	0V至+12V	C[2:0] = 011 R[2:0] = 110 FSR = 3 x V REF

4.1.2 采样控制

GUI提供两种采样选项：点击“Sample”按钮可按“样本数量”下拉菜单中选择的数量采集离散样本并显示结果；点击“Sample Continuously”按钮可开始连续采集和显示测量数据，按钮文本变为“Stop Sampling”。“样本数量”值决定显示结果的时间基准，为获得最佳GUI性能，建议将“样本数量”设置不超过16384。“采样率”下拉选择允许用户选择采样率，最大允许采样率由MAX1301设备决定。

4.1.3 结果显示

GUI左侧的实时示波器以“样本数量”为x轴表示测量数据。其他显示控件包括：

• “Scope | Histogram”选项卡：可在示波器图和直方图之间切换。
• “Show History of average”选项：勾选后可查看历史数据。
• “Averaging”下拉菜单：用于选择每个显示数据点的离散样本平均数量。
• “Plot View Options”：包括“Plot Counts”（绘制ADC代码）、“Plot Volts”（绘制转换后的电压值）、“Plot Current”（绘制AIN2输入上250Ω分流电阻上的测量电流）和“Plot Temp”（预留）。
• “Scope Options”：鼠标悬停在示波器或直方图顶部右上角可显示设置选项，如播放/暂停、缩放、平移、打印、保存和波形设置。
• “Plot in Windows”按钮：可在单独窗口中查看当前读数的ADC代码、FFT测量和直方图测量。

4.1.4 校准

为获得精确结果，建议使用GUI提供的功能对MAXREFDES5硬件进行校准。校准参数会存储在PC上GUI目录的本地文件中。校准步骤包括：

• “Save Settings to File”：将当前设置保存到PC上的本地文件。
• “Offset”：通过在物理输入处施加0V电压或0mA电流进行偏移校准，将结果的绘图计数非零值输入校准窗口的偏移数字标签中，按Tab键应用。
• “Volt per Code”：用于校准增益误差，在偏移校准后进行。通过在输入处施加较大电压获得代码，使用MAX5216DACLITE发生器时，最大输出为+3V（为获得最佳结果，将跳线从J5的OUT移到J4的VREF），按Tab键应用。计算公式为[Volt per code =frac{V_{FullScale Input Range }}{2^{16}-1}]。
• “Read Settings from File”：读取文件中的最后设置，恢复到上次保存的输入和校准值。若要恢复出厂默认设置，需删除相应的.ini文件。
• “Shunt Resistor value”：存储板上分流电阻的精确值，可更改电阻并缩放测量电流。

4.2 MAX5216DACLITE的GUI

连接MAX5216DACLITE板后，点击开始菜单中的MAX5216DACLite快捷方式。GUI初始化时会自动连接到硬件。默认激活“Single Operation”选项卡，应用程序会检查连接到PC的所有兼容板并在GUI右侧显示（最多可连接16块板）。可通过移动滑块或在DAC Control旋转框中输入值来设置DAC输出电压。其他选项卡（如Rising Ramp、Falling Ramp等）可使DAC生成不同波形，切换选项卡时可能需等待前一个波形完成一个完整周期才能开始新波形。可使用应用程序窗口顶部的工具栏停止或启动信号发生器应用程序。

五、硬件描述

5.1 MAXREFDES5

MAXREFDES5参考设计是一个4通道模拟前端，可接受-10V至+10V、0至10V和4 - 20mA电流环信号。它集成了16位ADC（MAX1301）、低噪声高阻抗模拟缓冲器（MAX9632）和超高精度4.096V电压参考（MAX6126），以实现16位系统的最佳性能。还包含600V RMS数字隔离器（MAX14850）和3W变压器驱动器（MAX256），提供与主机系统的隔离数据和电源连接。LDO稳压器（MAX1659）为模拟前端提供+12V、-12V和5V电源轨。USB闪存驱动器上提供了应用笔记5561、物料清单、PCB源文件、原理图和布局文件等硬件设计资料。

5.2 MAX5216DACLITE

MAX5216DACLITE板使用低功耗16位DAC（MAX5216）和精确的3.000V电压参考（MAX6133），为DAC提供低噪声和低压降参考。MAX5216通过3线高速SPI总线接收16位MAXQ622微控制器的命令。该板由MAX8510低噪声电压调节器供电，从USB端口获取电源并产生3.3V的固定VDD电平。由于微控制器的限制，SPI总线速度为6MHz，这也反映在板名的“Lite”后缀中。

5.3 USB2PMB1

USB2PMB1板使用FT2232HL USB 2.0高速（480Mb/s）转UART/FIFO IC处理PC上GUI应用程序发送的命令。设计集成了4K MICROWIRE®兼容串行EEPROM（93LC66BT）和低功耗、1.2A、PWM降压DC - DC转换器（MAX1556），从5V USB电源生成3.3V（VCCIO）。VCCIO为FTDI芯片、4k MICROWIRE EEPROM和12针连接器供电，适用于3.3V Pmod Type 2A兼容板。

六、联系信息

如需了解更多关于Maxim Integrated产品的信息，可通过www.maximintegrated.com/support联系技术支持。

总之，MAXSANTAFEEVSYS评估套件为工程师提供了一个全面的解决方案，可快速评估和验证MAXREFDES5 4通道AFE参考设计。通过本文的介绍，相信工程师们能够更好地使用该套件，提高设计效率和准确性。你在使用该套件的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。