数字控制电位器（DCP）评估套件使用指南

在电子设计领域，数字控制电位器（DCP）的应用越来越广泛。为了更好地评估DCP的性能和功能，Renesas推出了一款DCP评估USB套件。本文将详细介绍该套件的内容、安装、操作以及相关软件的使用方法。

文件下载：ISL22102IR20Z-EVAL.pdf

套件内容

该套件主要包括以下部分：

1. 接口板（主板）：ISLUSB2DCPMBEV1Z，它提供了PC与DCP评估板（子卡）之间的接口。
2. DCP评估板（子卡）：ISL22317，包含一个DCP设备。
3. DCP评估软件：用于控制和评估DCP的功能。

功能描述

该套件为评估DCP的所有功能和特性提供了一个平台，支持I2C、UP/DOWN和Push Button接口。通过主板和子卡的两件式结构，可通过USB端口从PC远程控制DCP。

安装步骤

软件和驱动安装

在将ISLUSB2DCPMBEV1Z接口板连接到USB端口之前，需要在运行Windows NT/2000/XP/Vista/7/8/10操作系统的PC上安装DCP评估软件和USB驱动。具体步骤如下：

1. 从Renesas网站下载DCP评估软件。
2. 运行Renesas_DCP_Installer_VXXX.exe可执行文件。
3. 当安装向导出现时，点击“Next”。
4. 点击同意安装。
5. 安装程序会将DCP评估软件安装到C:USERSPUBLICRenesasDCP_VXXX目录，并可选择创建桌面图标以便快速访问。
6. 软件安装完成后，将ISLUSB2DCPMBEV1Z板插入USB端口，让Windows为新硬件设置驱动。

硬件概述

ISLUSB2DCPMBEV1Z接口板（主板）

主板提供了PC与DCP评估板（子卡）之间的接口，通过USB电缆连接到PC。它由USB端口供电，包含一个带有USB接口的微控制器（U1）用于与PC通信，以及一个I/O引脚连接器（J2）用于为子卡供电和通信。

主板还可以通过可调电压调节器（U4）从USB端口或外部电源为子卡供电。外部电源可连接到JP2（+6V）和JP3（GND）引脚，通过JP5跳线可选择USB或外部电源。板载逆变器（U6）从U4输出产生负电压，正（VCC）和负（V-）输出均可通过DCP评估软件的图形用户界面（GUI）控制。

U2 MUX通过将选定的接口映射到子卡连接器J2和JP6，减少了J2引脚的数量。J2和JP6的映射与上一代DCP评估板（如XLABVIEW01板）完全兼容。通过板载ADC可测量JP8的VIN0、VIN1、VIN2和VIN3引脚的电压，但ADC只能测量0V至5.5V的正信号，负输入会被肖特基二极管D3~D6阻挡。

DCP评估板（子卡）

每个DCP子卡通常包含一个DCP设备、一到两个用于连接主板的连接器，以及一个DCP端子头，允许不同的终端配置，如连接到VCC、GND、V-或彼此连接。

以ISL22317子卡为例，它有一个JP1公连接器与主板的JP2母连接器匹配，为DCP提供VCC、V-、GND和I2C接口信号。JP2公连接器通过匹配的JP8将抽头输出返回主板，以便在GUI上测量和显示，也可从终端头JP4测量。DCP端子RH、RW和RL可以悬空，也可以通过跳线连接到VCC、V-、彼此或外部电路。VCC电源通过主板的JP3跳线提供，JP3头还允许通过在JP3.1和JP3.2引脚之间连接电流表来测量DCP的功耗，或使用连接到JP3.2的外部电源。

DCP评估软件

软件概述

启动DCP评估软件后，会出现“Connect Hardware as Shown, then select Option”窗口，可从下拉菜单中选择合适的接口，并查看DCP评估平台的图像及其连接方式。可选择I2C、Up/Down或Push Button接口。

选择接口后，产品演示GUI会自动出现，初始为手动设置窗口，可选择诸如抽头数量、封装中DCP的数量（如单、双或四）、从地址、地址引脚设置A0~A4、启用或禁用VCC和V-输出等项目。

在菜单栏的“Device Select”下拉菜单中，为Renesas支持的I2C DCP提供了方便的初始设置。所有可执行功能都由单独的框架分隔，提供了更好的可视性和便利性。白色文本框具有下拉菜单、可选择或输入功能，输入功能意味着可以输入新值，按下键盘上的“Enter”按钮或软件的“Write/Read”按钮，软件将执行该数据。灰色框为只读。I2C接口的时钟频率也可从下拉菜单中选择。

VCC控制

要与DCP开始通信，需要打开板载电压调节器。调节器控制（如VCC控制）位于GUI的左上角，下拉菜单中有几种VCC选项，从固定到用户可调。默认情况下，VCC设置为5V，负V-电压跟踪VCC或可关闭。

每次打开或关闭VCC时，板载模数转换器（ADC）会自动采样VCC电平，也可通过按下“Sample VCC”按钮手动采样。ADC需要校准以获得正确的VCC读数，校准步骤如下：

1. 将VCC电平设置为5.0V，使用外部电压表测量实际VCC输出并记录读数为Measure1，记录ADC读数为Read1。
2. 将VCC电平设置为3.0V，记录电压表读数为Measure2和ADC读数为Read2。
3. 使用公式(Gain = 2 × frac{ Measure1 - Measure2 }{ Read1 - Read2 })计算ADC增益。
4. 输入新的增益值，从步骤1开始重复测量。
5. ADC偏移量 = Measure1 - Read1。校准后的增益和偏移值可直接写在ISLUSB2DCPMBEV1Z主板上，用于正确读数。

设置抽头位置

I2C接口

在I2C接口中，可通过移动滑块或在相应文本框中输入十六进制或十进制值来设置抽头位置。如果勾选“Auto Read”框，软件会自动读取抽头寄存器。每个DCP通道都有自己的抽头控制和读取功能。

Up/Down和Push-Button接口

在Up/Down和Push-Button接口中，要使抽头向上或向下移动，可在相应文本框中输入计数值，然后按下“Up”或“Down”按钮。

脚本执行

DCP评估软件允许执行按顺序写在脚本文件中的多个命令。脚本文件是使用记事本或其他简单文本编辑程序编写的文本文件。软件提供了一些脚本文件示例，可通过菜单栏的“Script Execution > File > Open Script File”打开。脚本文件只能在I2C和SPI接口产品窗口中执行，不支持Up/Down和Push-button DCP。

I2C脚本文件

I2C接口的命令行结构为从地址，后跟寄存器地址、写入数据、读取数据和注释。命令行中的数据用逗号分隔，无空格，所有空格将被忽略。

从地址应在命令序列开始时写一次，以尖号和字母A开头，例如‘AA0表示地址A0，‘A50表示地址50。如果脚本文件用于与总线上的多个DCP通信，此从地址将用于序列中下面的所有行，直到下一个地址行。注释必须以井号（#）开头，后跟任何ASCII符号。

写入数据或读取数据可省略，以进行只读或只写操作。例如：

• 00,55, #将55写入地址0，不读取
• 00,55,55 #将55写入地址0，然后从地址0读取，将读取数据与55比较
• 00,,55 #从地址0读取，并将结果与55比较

等待命令以尖号后跟字母w和一个表示下一个命令执行前等待时间（以毫秒为单位）的数字开头，例如‘w1000 #延迟1000ms。

成功执行的命令将以绿色突出显示，未成功执行的命令或意外返回值将以红色突出显示。脚本文件可一次性执行，也可通过按下脚本执行窗口右上角的“Run All Steps”或“Loop Count”按钮进行循环执行。实际读取的数据可通过指定路径并按下“Write to Disk”按钮存储在更新后的脚本文件中。

板卡设计

ISLUSB2DCPMBEV1Z

原理图

ISLUSB2DCPMBEV1Z的原理图提供了该主板的详细电路连接信息。

物料清单

Qty	Reference Designator	Description	Manufacturer	Manufacturer Part
1		PWB-PCB, ISLUSB2DCPMBEV1Z, REVA, ROHS	Imagineering Inc	ISLUSB2DCPMBEV1ZREVAPCB
6	C1, C2, C3, C4, C5, C6	CAP, SMD, 0603, 0.1µF, 50V, 10%, X7R, ROHS	AVX	06035C104KAT2A
3	C7, C8, C14	CAP, SMD, 0603, 1µF, 50V, 10%, X5R, ROHS	TDK	C1608X5R1H105K
1	C12	CAP, SMD, 0603, 0.033µF, 50V, 10%, X7R, ROHS	VENKEL	C0603X7R500-333KNE
3	C9 - C11	CAP, SMD, 0805, 10µF, 35V, 10%, X5R, ROHS	TDK	C2012X5R1V106K085AC
1	C13	CAP, SMD, 0805, 3.3µF, 50V, 10%, X5R, ROHS	TDK	C2012X5R1H335K125AB
1	J1	CONN-USB TYPE B, RECEPTACLE, TH, 4P, R/A, BRD LOCK, 30V, 1.5A, ROHS	MOLEX	67068-9000
1	JP7	CONN-HEADER, 2x5, BRKAWY - 2x36, 2.54mm, ROHS	BERG/FCI	67996-272HLF
4	JP1, JP2, JP3, TP1	CONN-HEADER, 1x1, BREAKAWAY 1x36, 2.54mm, ROHS	BERG/FCI	68000-236HLF
1	JP6	CONN-HEADER, 1x10, BRKAWY 1x36, 2.54mm, ROHS	BERG/FCI	68000-236HLF
2	JP4, JP5	CONN-HEADER, 1x3, BREAKAWY 1X36, 2.54mm, ROHS	BERG/FCI	68000-236HLF
1	JP8	CONN-RECEPTACLE HEADER, TH, 1x6, 2.54mm, R/A, TIN, ROHS	Sullins	PPTC061LGBN-RC
1	J2	CONN-RECEPTACLE, TH, 1x10, 2.54mm, R/A, TIN, ROHS	Sullins	PPTC101LGBN-RC
2	JP1 to JP4 - Pin 2, JP5 - Pins 2 - 3	CONN-JUMPER, SHUNT, 2P, 2.54mmPITCH, BLK, 6mm, OPEN, ROHS	Sullins	SPC02SYAN
4	D3 - D6	DIODE-SCHOTTKY, SMD, MICROMELF, 40V, 30mA, ROHS	Vishay	BAS381-TR3
2	D1, D2	LED, SMD, 0805, SUPER RED, THIN, 1.8V, 21 MILLICANDELA	Lumex	SML-LXT0805SRW-TR-T
1	FB1	FERRITE-CHIP, SMD, 0805, 33Ω at 100MHz, 4A, 8mΩ, ROHS	Wurth Elektronik	742792012
1	U1	IC-PROG. PID2034_F340_1p0.HEX, USB MCU, 32P, LQFP, 8BIT, ROHS	Silicon Laboratories	C8051F320-GQ
1	U5	IC-Digital Potentiometer, 10P, MSOP, ROHS	Renesas	ISL22416UFU10Z
1	U2	IC-QUAD SPDT ANALOG SWITCH, 20P, SSOP, ROHS	Renesas	ISL43240IAZ
1	U6	IC-CMOS VOLTAGE CONVERTER, SMD, 6P, SOT23 - 6, ROHS	National Semiconductor	LM2664M6/NOPB
1	U4	IC-ADJ. LDO REGULATOR, SMD, 8P, MSOP, 300mA, ROHS	National Semiconductor	LP3982IMM-ADJ/NOPB
1	U3	IC-SINGLE USB PORT TVS, SMD, 6P, SOT-23-6, ROHS	Texas Instruments	SN65220DBVR
2	R13, R14	RES, SMD, 0603, 0Ω, 1/10W, TF, ROHS	Venkel	CR0603-10W-000T
3	R15 - R17	RES, SMD, 0603, 1k, 1/10W, 1%, TF, ROHS	Panasonic	ERJ-3EKF1001V
1	R32	RES, SMD, 0603, 12.1k, 1/10W, 1%, TF, ROHS	Venkel	CR0603-10W-1212FT
5	R12, R30, R31, R33, R34	RES, SMD, 0603, 15k, 1/10W, 1%, TF, ROHS	Panasonic	ERJ-3EKF1502V
13	R1 - R11, R28, R29	RES, SMD, 0603, 3k, 1/10W, 1%, TF, ROHS	Yageo	RC0603FR-073KL
11	R18 - R27, R35	RES-AEC-Q200, SMD, 0603, 100k, 1/10W1, 0.5%, ROHS	KOA	RK73H1JTTD1003D
4	Bottom four corners	BUMPONS, 0.44inWx0.20inH, CYLINDRICAL DOME, BLK, ROHS	3M	SJ-5003 (BLACK)

ISL22317 DCP子卡

原理图

ISL22317 DCP子卡的原理图展示了该子卡的电路连接。

物料清单

Qty	Reference Designator	Description	Manufacturer	Manufacturer Part
1	C1	CAP, SMD, 0603, 0.1µF, 50V, 10%, X7R, ROHS	AVX	06035C104KAT2A
1	JP1	CONN-HEADER, 1x10, BRKAWY 1x36