MCP3911 ADC评估板：16位MCU的理想开发工具

在电子工程师的日常工作中，评估和开发模拟 - 数字转换（ADC）技术是一项重要任务。Microchip的MCP3911 ADC评估板为16位MCU提供了一个强大的开发平台，下面我们就来详细了解一下这款评估板。

文件下载：ADM00398.pdf

一、文档说明

1.1 文档布局

该文档主要围绕MCP3911 ADC评估板展开，结构清晰。涵盖了硬件描述、评估板PC软件介绍，还包含了原理图、布局图以及物料清单等内容，为工程师使用评估板提供了全面的指导。

1.2 文档约定

文档使用了多种字体和格式来表示不同的内容，例如Arial字体中，斜体字符用于表示参考书籍，首字母大写用于强调文本；Courier New字体中，普通字体用于示例源代码、文件名等。这些约定有助于工程师更准确地理解文档内容。

1.3 推荐阅读

除了本用户指南，推荐参考《MCP3911 Data Sheet - “3.3V Two Channel Analog Front End” (DS22286)》，它能为我们提供更多关于MCP3911的详细信息。

1.4 网站支持

Microchip的官方网站（www.microchip.com）提供了丰富的资源，包括产品支持（数据手册、应用笔记等）、一般技术支持（常见问题解答、技术支持请求等）以及公司业务相关信息（产品选择器、新闻发布等），方便工程师获取最新的资料。

1.5 客户支持

用户可以通过经销商、当地销售办公室、现场应用工程师（FAE）以及技术支持渠道获得帮助。技术支持可通过网站（http://support.microchip.com）获取。

二、硬件描述

2.1 概述

MCP3911 ADC评估板为评估MCP3911双通道ADC的性能提供了机会，同时也为基于16位PIC的应用提供了开发平台。它配备了已编程的PIC24FJ256GA110 PIM模块，可与能源管理实用软件进行数据交换和ADC设置。其主要特点如下：

• 双ADC输出显示：通过串行通信将MCP3911的输出显示到PC软件界面。
• 高性能表现：在OSR32地址循环ALL模式下可实现同时55 ksps的采样率，在OSR512模式下具有95 dB的SINAD性能。
• 系统和ADC性能分析：通过图形化的PC工具，可展示噪声直方图、频域（FFT）、时域示波器图以及统计数值分析。
• 稳健的硬件设计：采用模拟接地和模拟/数字分离技术，在4层板上包含独立的电源和电源平面，可进行低噪声评估。
• 兼容性：具备PICtail™ Plus连接器，与Explorer 16子板兼容。

2.2 PIM模块/MCP3911连接及外设使用概述

评估板包含一个100引脚的PIM插槽，兼容Microchip的PIM模块。系统配备了PIC24FJ128GA110 PIM模块。端口A、B和D用于连接按钮、输出LED、CS和(overline{CS})以及MCLR（用于MCP3911数据模式设置）。Output Capture 1用于MCP3911的时钟生成，通过MSSP模块1实现串行通信。

MCP3911是一款带有二阶调制器和三阶sinc滤波器，以及用于更高过采样率（OSR）值的一阶sinc滤波器的ADC。评估板为MCP3911的主时钟（MCLK）提供了两种选择：

• 使用晶体X1：评估板上安装了一个3.58 MHz的晶体，通过在MCP3911数字I/O头块上设置跳线来使用它作为时钟源。
• PIM模块驱动时钟：PIC® MCU可通过输出比较模块OC1为MCP3911生成CLKIN（MCLK）信号，通过固件中的PR1位设置来确定OC1输出的频率。

2.3 模拟输入结构

评估板有两个差分输入路径，便于将外部信号源连接到MCP3911的输入。J2和J5是3引脚的螺丝端子连接器，既可以作为螺丝式连接器，也可以作为夹式柱连接器使用。这些连接器还可以将任一通道从差分配置转换为单端配置。R4和R11（CH0）以及R19和R21（CH1）可用于连接电流互感器输入的负载电阻。

2.4 通用串行总线（USB）

评估板通过USB连接到PC，板上的MCP2200 USB转UART转换器可在PC上创建虚拟COM端口。此外，评估板还配备了RS232连接器，通过3引脚跳线（J16）可选择使用USB还是RS232进行串行通信。MCP2200由USB提供5V电源，Q1晶体管用于在评估板断电时断开与PC的连接，以避免功耗。由于PIC24F运行在3.3V，使用U11进行电平转换，将信号电平调整为MCP2200所需的5V。为了实现更高速度的正确波特率，使用了7.3728 MHz的晶体，设计采用920.6 kbaud的波特率，寄存器值为3（十进制）。

三、评估板PC软件

评估板使用能源管理实用软件通过USB连接对MCP3911进行评估。软件的下载链接可在评估板的网页上找到，具体使用说明可参考软件安装包中的支持文档。

四、原理图和布局

附录A包含了评估板的各种原理图和布局图，如ADC和电源原理图、微控制器（MCU）原理图、PIM模块原理图、LCD和UART原理图，以及电路板的顶层和底层走线、丝印和焊盘等信息，为工程师进行硬件设计和调试提供了详细的参考。

五、物料清单（BOM）

附录B列出了构建评估板所需的零件清单，包括各种电阻、电容、集成电路、晶体等，并且制造中使用的所有组件均符合RoHS标准。

六、全球销售和服务

Microchip在全球各地设有销售和服务办公室，包括美洲、亚太地区和欧洲，为客户提供了便捷的技术支持和销售服务。

MCP3911 ADC评估板为电子工程师提供了一个全面、便捷的开发平台，无论是对于ADC性能评估还是基于16位MCU的应用开发，都具有很高的价值。你在使用类似评估板的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。