MCP9700热敏电阻演示板使用指南

一、前言

在电子工程领域，温度测量是一个常见且重要的应用场景。Microchip公司的MCP9700热敏电阻演示板为工程师们提供了一个便捷的平台，用于探索和验证基于热敏电阻的温度测量解决方案。本文将详细介绍该演示板的相关信息，包括产品概述、安装操作、原理图与布局以及物料清单等内容。

文件下载：MCP9700DM-TH1.pdf

二、文档说明

2.1 文档布局

本文档主要分为四个部分：

• 产品概述：介绍MCP9700热敏电阻演示板的基本信息和包含内容。
• 安装和操作：详细描述如何启动和配置演示板，以及如何使用相关软件进行温度数据记录。
• 原理图和布局：展示演示板的原理图和各层布局图。
• 物料清单：列出构建演示板所需的所有零件。

2.2 文档约定

文档中使用了多种字体和符号来表示不同的内容，例如：

• Arial字体：斜体字符表示引用的书籍；加粗字符表示对话框按钮等。
• Courier New字体：普通字体表示示例源代码、文件名等；斜体表示可变参数。

2.3 推荐阅读

为了更好地理解和使用MCP9700热敏电阻演示板，推荐阅读以下Microchip文档：

• AN897, “Thermistor Temperature Sensing with MCP6SX2 PGAs” (DS00897)：解释了电路板的功能和设计，并包含测量结果。
• MCP9700 Data Sheet, “Low-Power Linear Active Thermistor™” (DS21942)：提供了MCP9700产品系列的详细信息。
• MCP6S21/2/6/8 Data Sheet, “Single-Ended, Rail-to-Rail I/O, Low Gain PGA” (DS21117)：详细介绍了MCP6S21/2/3/6/8可编程增益放大器（PGA）。
• MCP6S91/2/3 Data Sheet, “Single-Ended, Rail-to-Rail I/O, Low Gain PGA” (DS21908)：详细介绍了MCP6S91/2/3 PGAs。
• PIC18F2455/2550/4455/4550 Data Sheet, “28/40/44-Pin, High-Performance, Enhanced Flash, USB Microcontrollers with nanoWatt Technology” (DS39632)：提供了PIC18F2455/2550/4455/4550设备的详细信息。

2.4 Microchip网站和客户支持

Microchip通过其网站（www.microchip.com）提供在线支持，包括产品支持、技术支持和业务信息等。用户可以通过以下渠道获得客户支持：

• 经销商或代表
• 当地销售办公室
• 现场应用工程师（FAE）
• 技术支持
• 开发系统信息热线

三、产品概述

3.1 基本信息

MCP9700热敏电阻演示板的印刷电路板（PCB）上标有名称和组装编号：102 - 00156，标题为MCP9700 Thermistor Demo Board。该板由AN897文档支持，使用BC Components® 2322 640 55103 NTC热敏电阻来检测温度，电路还包括一个分压器、一个MCP6S22可编程增益放大器（PGA）和MCP9700线性有源热敏电阻。

3.2 工作原理

该演示板利用BC Components的2322 640 55103 NTC热敏电阻将温度转换为电阻，热敏电阻置于分压器中，将电阻转换为电压。该电压经过滤波后输入到MCP6S22 PGA的CH0输入端，PGA对热敏电阻信号进行增益和缓冲。此外，板上还包含MCP9700线性有源热敏电阻，其输出电压与温度成正比。PIC18F2550通过集成的10位模数转换器测量MCP9700和MCP6S22的电压输出，并通过USB接口与PC通信。用户可以使用Microchip热管理软件图形用户界面（GUI）进行温度数据记录。

3.3 套件内容

• MCP9700热敏电阻演示板：一个已组装和测试的PCB（102 - 00156）。
• Microchip热管理图形用户界面。
• 模拟和接口产品演示板CD - ROM（DS21912），包含MCP9700热敏电阻演示板用户指南（DS51753）。

四、安装和操作

4.1 硬件设置

1. 使用USB电缆将MCP9700热敏电阻演示板的mini - USB连接器连接到PC，此时演示板将完全供电并可以开始测量温度。
2. 启动热管理软件GUI，用于数据记录或评估演示板的功能。

4.2 电路板配置

4.2.1 配置跳线JMP1

跳线JMP1用于选择连接热敏电阻（(R_{TH})）或热敏电阻模拟器Rvar。当短路棒位于跳线JMP1的右侧时，热敏电阻连接到电路；当位于左侧时，热敏电阻模拟器连接到电路。

4.2.2 配置DIP开关SW1

DIP开关SW1和电阻(R{1}-R{7})用于模拟分压器电阻（(R{A})）。每个电阻的开关指向右侧时，该电阻不参与(R{A})的计算；指向左侧时，该电阻加入(R_{A})的计算。

4.2.3 使用热敏电阻（(R_{TH})）

在附录A的原理图中，(R{21})为热敏电阻（(R{TH})），其电阻值随温度变化，具体信息可参考AN897文档。

4.2.4 配置DIP开关SW2

DIP开关SW2和电阻(R{8}-R{19})构成热敏电阻模拟器（Rvar），Rvar可产生0Ω到409.5 kΩ之间的二进制电阻序列。同样，开关指向右侧时电阻不参与计算，指向左侧时加入计算。

4.2.5 使用MCP9700

MCP9700线性有源热敏电阻是一种温度传感器，输出电压与温度变化成正比，温度系数为10 mV/°C，测量温度范围为 - 40°C到 + 125°C，详细信息可参考数据手册（DS21942）。

4.2.6 Microchip热管理GUI

Microchip热管理图形用户界面是一个易于使用的软件工具，可用于评估MCP9700热敏电阻演示板和传感器的功能。连接硬件后，软件会识别设备ID并显示相应的GUI。用户可以使用该工具评估演示板功能、进行温度数据记录，还可以通过调整间隔滚动条设置记录间隔（100 ms到1000 ms）。此外，实时数据采集图表工具可以通过双击图表进行自定义设置，右键点击图表还可获得更多选项，用户也可以通过点击和拖动来缩放特定的绘图范围。

五、原理图和布局

附录A包含了MCP9700热敏电阻演示板的原理图和各层布局图，包括电路板原理图、顶层丝印层、顶层、底层丝印和底层。这些图纸为工程师进行电路分析和设计提供了重要的参考。

六、物料清单

附录B列出了构建MCP9700热敏电阻演示板所需的所有零件，包括电容、电阻、连接器、芯片等。这些零件的详细信息，如数量、参考编号、描述、制造商和零件编号等都有明确记录。需要注意的是，制造中使用的物料清单采用了所有符合RoHS标准的组件。

七、总结

MCP9700热敏电阻演示板为电子工程师提供了一个全面的平台，用于探索和验证基于热敏电阻的温度测量解决方案。通过详细的文档和丰富的配置选项，工程师可以轻松地进行硬件设置、电路板配置和温度数据记录。同时，Microchip提供的丰富资源和良好的客户支持，也为工程师的开发工作提供了有力的保障。你在使用MCP9700热敏电阻演示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和见解。