AN-904: ADuC7028评估板参考指南 (Rev. 0) PDF

AN-904
应用笔记
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ADuC7028 评估板参考指南
MicroConverter® ADUC7028 开发系统
作者 :Michael Looney
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AN-904
目录
评估板概述....................................................................................... 3
S1-3 POT ....................................................................................... 6
注意事项 ...................................................................................... 3
S1-4 ADC3 .................................................................................... 6
评估板特性....................................................................................... 4
S1-5 VIN– ..................................................................................... 6
电源 ............................................................................................... 4
S1-6 VIN+ ..................................................................................... 6
RS-232 接口 ................................................................................. 4
S1-7 ADC4 .................................................................................... 6
仿真接口 ...................................................................................... 4
S1-8 LED ....................................................................................... 6
晶振电路 ...................................................................................... 4
外部连接器....................................................................................... 7
外部基准电压源 (ADR291) ...................................................... 4
模拟 I/O 连接器 J3 ..................................................................... 7
复位 / 下载 /IRQ0 按钮 ............................................................. 4
电源连接器 J5 ............................................................................. 7
电源指示器 / 通用 LED ............................................................ 5
仿真连接器 J4 ............................................................................. 7
模拟 I/O 连接 .............................................................................. 5
串行接口连接器 J1..................................................................... 7
通用样机区域.............................................................................. 5
数字 I/O 连接器 J2 ..................................................................... 7
DIP 开关链路选项 .......................................................................... 6
电位器演示电路 .............................................................................. 9
S1-1 VREF..................................................................................... 6
原理图和 PCB 布局图 .................................................................. 10
S1-2 VOCM ..................................................................................... 6
ADuC7028 评估板器件列表 ....................................................... 12
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评估板概述
ADuC7028 评估板具有下列特性 :
注意事项
2 层 PCB (4”× 5”)。
9 V 电源调节为 3.3 V 片上电源。
4 引脚 UART 接头用于连接 RS-232 接口电缆。
20 引脚标准 JTAG 连接器。
演示电路。
32.768 kHz 时钟晶振用于驱动 PLL 时钟。
ADR291 2.5 V 外部基准电压源芯片。
复位 / 下载 /IRQ0 按钮。
电源指示器 / 通用 LED
从外部接头接入所有 ADC 输入端和 DAC 输出端。所有
器件端口都引出到外部接头引脚。
• 表贴和通孔式通用样机区域。
• 本应用笔记参考 MicroConverter ADuC7028 评估板。
• 本应用笔记中关于板上器件物理方位的说明均相对于评
估板的器件侧视图而言,样机区域位于评估板的底部。
• 评估板的布局布线应使得模拟部分与数字部分之间的耦
合最小。为此,接地层应进行分割,使模拟部分位于电
路板的左侧,数字部分位于右侧。3.3 V 调节电源直接
路由至数字部分,经过滤波后路由至模拟部分。
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评估板特性
电源
晶振电路
用户应通过 2.1 mm 输入电源插口 (J5) 连接 9 V 电源。输入
连接器配置为一个中心负端,即 GND 位于中心引脚,+9
V 电源位于外屏蔽体。
评估板配有一个 32.768 kHz 晶振,片内 PLL 电路可以利用
该晶振产生 41.78 MHz 时钟。
外部基准电压源 (ADR291)
9 V 电源通过线性电压调节器 U5 进行调节。3.3 V 调节器
输出用于直接驱动板的数字部分。3.3 V 电源还经过滤波,
然后为板的模拟部分供电。
2.5 V 外部基准电压源芯片 U2 具有两个功能。评估板上提
供该芯片是为了演示 ADuC7028 的外部基准电压源选项,
但其主要作用是在需要时产生差分放大器的 VOCM 电压。
当 LED (D3) 亮起时,表示调节器电路正在提供一个有效的
3.3 V 电源。所有有源元件都通过器件电源引脚上的 0.1 μF
电容去耦至地。
复位 / 下载 /IRQ0 按钮
板上提供了一个复位按钮,
以便用户手动复位器件。
按下时,
ADuC7028 复位引脚被拉至 DGND。ADuC7028 上的 RST
引脚为内部施密特触发式,因此无需在此引脚上使用外部
施密特触发器。
RS-232 接口
ADuC7028 (U1) P1.1 和 P1.0 线通过连接器 J1 连接到 RS232
接口。该接口电缆产生所需的电平转换,以便能够直接连
到 PC 串行端口。应确保所附电缆与评估板正确连接,即
DVDD 连接到 DVDD,DGND 连接到 DGND。
按下 IRQ0 按钮开关时,P0.4/IRQ0 被拉高。它可以用来启
动外部中断 0。
若要进入串行下载模式,用户必须拉低 P0.0/BM 引脚,同
时切换复位引脚。在评估板上,如图 1 所示,在按住串行
下载按钮 (S2) 的同时推入再释放复位按钮 (S3),便可轻松
启动串行下载模式。
仿真接口
将 JTAG 仿 真 器 连 接 到 J4 连 接 器,ADuC7028 便 可 通 过
JTAG 进行非介入仿真和下载。
(A) S3 AND S2 RELEASED
S2
(BM = 1)
S3
(RESET = 1)
S2
(BM = 0)
(D) RELEASE S3
S3
(RESET = 1)
(C) PUSH S3
S3
(RESET = 0)
S2
(BM = 0)
(E) RELEASE S2
S2
(BM = 0)
S3
(RESET = 1)
S2
(BM = 1)
Figure 1. Entering Serial Download Mode on the Evaluation Board
图 1. 在评估板上进入串行下载模式
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06682-002
S3
(RESET = 1)
(B) PUSH S2
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电源指示器 / 通用 LED
通用样机区域
电源 LED (D3) 用于指示板上是否有充足的电源可用。通
用 LED (D2) 直接连到 ADuC7028 的 P4.2。P4.2 清零时,该
LED 亮起 ;P4.2 复位时,该 LED 熄灭。
通用样机区域位于评估板的底部,当用户应用有需要时,
可以在该区域添加外部元件。从图 3 中的布局中可以看出,
此样机区域中提供了 AVDD、AGND、VDDIO 和 DGND 走线。
模拟 I/O 连接
所有模拟 I/O 连接都通过接头 J3 引出。
ADC0 和 ADC1 利用 AD8606 进行缓冲,以便评估单端和
伪差分模式。可以将一个电位器连接到 ADC0 缓冲器的输
入端。
ADC3 和 ADC4 可 以 利 用 片 上 单 端 转 差 分 运 算 放 大 器
AD8132 进行缓冲,以便评估全差分模式下的 ADC。
ADC2、ADC5、ADC6 和 ADC7 无缓冲。将信号连接到这
些输入端时,务必遵守 ADuC7028 数据手册中的建议。
当通过 S1 开关连接时,DAC1 可以用来控制绿色 LED D1
的亮度。
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DIP 开关链路选项
S1-1 VREF
将 S1-6 滑 动 到 关 位 置 时, 接 头 J3 的 ADC3 与 ADuC7028
的 ADC3 引脚(引脚 A1)断开连接。
功能
将 2.5 V 外 部 基 准 电 压 源 (ADR291) 的 输 出 端 连 接 到
ADuC7028 的 VREF 引脚(引脚 B5)。
用法
将 S1-1 滑 动 到 开 位 置 时, 外 部 基 准 电 压 源 连 接 到
ADuC7028。
将 S1-1 滑动到关位置时,使用 2.5 V 内部基准电压源或者
接头 J3 的 VREF 引脚上的其它外部基准电压源。
功能
将单端转差分运放 (AD8132) 的 –OUT 引脚连接到 ADC3。
S1-5 和 S1-6 必须配合使用。为了使用通道 ADC3 和通道
ADC4 上的差分运放,当 S1-5 VIN– 处于开位置时,S1-6
VIN+ 也必须处于开位置。
用法
将 S1-5 滑动到开位置时,AD8132 的 –OUT 连接到 ADC3。
S1-2 VOCM
将 S1-5 滑动到关位置时,使用不连接 AD8132 的 ADC3。
功能
将 1.67 V 电压连接到 AD8132 的 VOCM 引脚。以差分模式使
用 ADC 时,板上无需额外的直流电压。
用法
将 S1-2 滑动到开位置时,该差分放大器的 VOCM 连接到基
准电压源 ADR291 的 1.67 V 分压输出。
将 S1-2 滑动到关位置时,VOCM 使用接头 J3 的 VOCM 引脚上
的其它直流电压。注意,VOCM 值与基准电压值相关,如表
1 所示。
表 1. VOCM 范围
VREF
2.5 V
2.048 V
1.25 V
S1-5 VIN–
VOCM 最小值
1.25 V
1.024 V
0.75 V
S1-6 VIN+
功能
将单端转差分运放 (AD8132) 的 +OUT 引脚连接到 ADC4。
为了使用通道 ADC3 和通道 ADC4 上的差分运放,当 S1-6
VIN+ 处于开位置时,S1-5 VIN– 也必须处于开位置。
用法
将 S1-6 滑动到开位置时,AD8132 的 +OUT 连接到 ADC4。
将 S1-6 滑动到关位置时,使用不连接 AD8132 的 ADC4。
S1-7 ADC4
VOCM 最大值
2.05 V
2.276 V
2.55 V
功能
引出接头 J3 上的 ADC4(引脚 B1)。
用法
S1-3 POT
将 S1-7 滑 动 到 开 位 置 时, 接 头 J3 的 ADC4 直 接 连 到
ADuC7028 的 ADC4 引脚(引脚 B1)。
功能
将电位器输出端连接到 ADC0。此输入端由 AD8606 进行
缓冲。这是出于演示目的而提供。
用法
将 S1-3 滑动到开位置时,电位器连接到 ADC0 输入通道的
运算放大器。
将 S1-3 滑动到关位置时,使用接头 J3 上的 ADC0 输入端。
S1-4 ADC3
将 S1-7 滑 动 到 关 位 置 时, 接 头 J3 的 ADC4 与 ADuC7028
的 ADC4 引脚(引脚 B1)断开连接。
S1-8 LED
功能
将 DAC1 输出端连接到演示电路的绿色 LED D1。
用法
将 S1-8 滑动到开位置时,DAC1 输出端连接到 D1。
功能
将 S1-8 滑动到关位置时,使用接头 J3 上的 DAC1 输出端。
引出接头 J3 上的 ADC3(引脚 A1)。
用法
将 S1-6 滑 动 到 开 位 置 时, 接 头 J3 的 ADC3 直 接 连 到
ADuC7028 的 ADC3 引脚(引脚 A1)。
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外部连接器
表 2. 模拟 I/O 连接器 J3 的引脚功能
模拟 I/O 连接器 J3
模拟 I/O 连接器 J3 为所有 ADC 输入端、基准电压输入端
和 DAC 输出端提供外部连接。该连接器的引脚排列如表 2
所示。
电源连接器 J5
连接器 J5 用于连接评估板与 ADuC7028 开发系统所提供的
9 V 电源。
仿真连接器 J4
连接器 J4 用于将评估板通过 JTAG 仿真器连接到 PC。
串行接口连接器 J1
连接器 J1 用于将评估板通过串行端口电缆简单地连接到
PC,ADuC7028 开发系统提供了此电缆。
数字 I/O 连接器 J2
数字 I/O 连接器 J2 为所有 GPIO 提供外部连接。该连接器
的引脚排列和引脚的功能详情如表 3 所示。
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引脚编号
引脚功能
J3-1
J3-2
J3-3
J3-4
J3-5
J3-6
J3-7
J3-8
J3-9
J3-10
J3-11
J3-12
J3-13
J3-14
J3-15
J3-16
J3-17
J3-18
J3-19
J3-20
AVDD
AGND
VREF
DACREF
ADC0
ADC1
ADC2
ADC3
ADC4
ADC5
ADC6
ADC7
VDIFF
VOCM
DAC0
DAC1
DAC2
DAC3
ADCNEG
AGND
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表 3. 数字 I/O 连接器 J2 的引脚功能
引脚编号
功能
引脚编号
功能
J2-1
J2-2
DGND
P4.5
PLAO[13]
P4.4
PLAO[12]
P4.3
PLAO[11]
P4.2
PLAO[10]
P1.0
T1/SPM0/PLAI[0]
P1.1
SPM1/PLAI[1]
P1.2
SPM2/PLAI[2]
P1.3
CTS/SDA1/PLAI[3]
P1.4
IRQ2/RI/CLK/PLAI[4]
P1.5
IRQ3/SPM5/PLAI[5]
P4.1
PLAO[9]
P4.0
PLAO[8]
P1.6
SPM6/PLAI[6]
P1.7
SPM7/PLAO[0]
P3.7
PWMSYNC/PLAI[15]
P3.6
PWMTRIP/PLAI[14]
J2-18
P0.7
ECLK/XCLK/SPM8/PLAO[4]
P2.0
CONVSTART /SPM9/PLAO[5]
P0.5
IRQ1/ADCBUSY/PLAO[2]
P0.4
IRQ0/PWMTRIP/PLAO[1]
P3.5
PWM2L/PLAI[13]
P3.4
PWM2H/PLAI[12]
P0.3
TRST/ADCBUSY
P3.3
PWM1L/PLAI[11]
P3.2
PWM1H/PLAI[10]
P3.1
PWM0L/PLAI[9]
P3.0
PWM0H/PLAI[8]
P0.6
T1/MRST/PLAO[3]
P0.0
CMPOUT/PLAI[7]/BM
P4.7
PLAO[15]
P4.6
PLAO[14]
DGND
DGND
J2-3
J2-4
J2-5
J2-6
J2-7
J2-8
J2-9
J2-10
J2-11
J2-12
J2-13
J2-14
J2-15
J2-16
J2-17
J2-19
J2-20
J2-21
J2-22
J2-23
J2-24
J2-25
J2-26
J2-27
J2-28
J2-29
J2-30
J2-31
J2-32
J2-33
J2-34
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AN-904
电位器演示电路
注 意, 内 部 和 外 部 基 准 电 压 均 为 2.5 V, 因 此 单 端 模 式
下 ADC 输入范围为 0 V 至 2.5 V。电位器可以提供 0 V 到
AVDD = 3.3 V 的电压。
AVDD
AVDD
ADC
DAC
APPLICATION
CODE
Figure 2. Circuit
of the RTD Circuit
图 2.Diagram
RTD 电路图
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06682-003
通过使用代码示例文件夹中的 pot.c 示例代码,可以在输出
LED 上观察到电位器电阻的变化。
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AN-904
SCHEMATIC PCB
AND ARTWORK
原理图和
布局图
06682-004
Figure 3.图
Evaluation
Board Schematic
3. 评估板原理图
Rev. 00 || Page
Page 10
10 of 12
Rev.
06682-005
a
AN-904
Figure 图
4. Evaluation
Board Silkscreen
4. 评估板丝网图
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ADuC7028 评估板器件列表
表 4.
数量
代号
供应商
EVAL-ADuC7028QS QuickStart PCB
描述
双面表贴 PCB-1
产品型号
1
4
PCB Stand-off
贴装支柱
1165061
Farnell
1
U1
ADuC7028
Analog Devices
1
U2
MicroConverter
带隙基准电压源
ADR291ERZ
Analog Devices
1
U3
差分运算放大器
AD8132ARMZ
Analog Devices
1
U4
Analog Devices
1
U5
双通道运算放大器(8 引脚 SOIC) AD8606ARZ
3.3 V 固定输出线性电压调节器
ADP3333ARM3.3
1
Y1
FEC 9713220
Farnell
1
S1
32.768 kHz 时钟晶体
SW/8 路 DIP 开关
FEC 9479112
Farnell
3
S2, S3, S4
Farnell
D1, D2, D3
PCB 安装按钮开关
1.8 mm 小型 LED
FEC 177807
3
FEC 8530220
Fairchild Semiconductor
1
D4
Digikey
C1, C5, C13, C15, C18, C22, C23
PRLL4002 二极管
10 μF 表贴钽电容,Taj-B 外壳
BAV103TPMSCT-ND
7
FEC 1135105
Farnell
2
C9, C10
FEC 3019561
Farnell
9
C2, C3, C4, C6, C12, C14, C16,
C17, C24
10 nF 表贴陶瓷电容,0603 外壳
0.1 μF 表贴陶瓷电容,0603 外壳
FEC 9406204
Farnell
2
C7, C8
Farnell
C11, C19
22 pF 表贴陶瓷电容,0603 外壳
470 nF 表贴陶瓷电容,0603 外壳
FEC 722005
2
FEC 3188851
Farnell
2
C20, C21
Farnell
R1
12 pF 表贴陶瓷电容,0603 外壳
10 kΩ 电位器,0.25 W、4 系列、
4 mm 方形密封,20% 容差
FEC 721979
1
TS53YJ
Vishay
1
R2
FEC 9332375
Farnell
1
R3
100 Ω 表贴电阻,0603 外壳
200 Ω 表贴电阻,0603 外壳
FEC 9332758
Farnell
1
R4
FEC 1170658
Farnell
4
R5, R6, R8, R9
49.9 Ω 表贴电阻,0805 外壳
348 Ω 表贴电阻,0603 外壳
FEC 1170742
Farnell
1
R7
FEC 1170628
Farnell
2
R10, R11
24.9 Ω 表贴电阻,0805 外壳
60.4 Ω 表贴电阻,0805 外壳
FEC 1170666
Farnell
3
R12, R18 R20
Farnell
R13, R14
270 Ω 表贴电阻,0603 外壳
0 Ω 表贴电阻,0603 外壳
FEC 9330917
2
FEC 9331662
Farnell
3
R15, R16, R17
1 kΩ 表贴电阻,0603 外壳
FEC 9330380
Farnell
1
R19
FEC 9331832
Farnell
3
R21, R22, R23
1.5 Ω 表贴电阻,0603 外壳
100 kΩ 表贴电阻,0603 外壳
FEC 177807
Farnell
1
L1
铁氧体磁珠表贴电感,1206 外壳
FEC 9526862
Farnell
1
J1
TSM-104-02-T-SH
Samtec
1
J2
4 引脚、90° 单排接头
34 引脚直插单排接头
TSM-117-01-T-DV
Samtec
1
J3
Samtec
J4
20 引脚直插单排接头
20 引脚连接器
TSM-120-01-T-SV
1
HTST-110-01-L-DV
Samtec
1
J5
PCB 安装电源插口(2 mm 引脚
直径)
KLDX-SMT2-0202-A
Kycon
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