AN-718 应用笔记 One Technology Way • P.O. Box 9106 • Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. • Tel: 781.329.4700 • Fax: 781.461.3113 • www.analog.com ADuC7020评估板参考指南 MicroConverter® ADUC7020开发系统 作者：Aude Richard Rev. A | Page 1 of 12 AN-718 目录 修订历史 ............................................................................................2 功能 ...............................................................................................6 评估板概述........................................................................................3 用法 ...............................................................................................6 注意事项.......................................................................................3 S1-5 VIN− ..........................................................................................6 评估板特性........................................................................................4 功能 ...............................................................................................6 电源 ...............................................................................................4 用法 ...............................................................................................6 RS-232接口...................................................................................4 S1-6 VIN+ ..........................................................................................6 仿真接口.......................................................................................4 功能 ...............................................................................................6 晶振电路.......................................................................................4 用法 ...............................................................................................6 外部基准电压源(ADR291) ...................................................... 4 S1-7 ADC4 .........................................................................................6 复位/下载/IRQ0按钮 .................................................................4 功能 ...............................................................................................6 电源指示器/通用LED ................................................................5 用法 ...............................................................................................6 模拟I/O连接 ................................................................................5 S1-8 LED.............................................................................................6 通用原型区域 ..............................................................................5 功能 ...............................................................................................6 DIP开关链路选项 ............................................................................6 用法 ...............................................................................................6 S1-1 VREF.....................................................................................6 外部连接器........................................................................................7 功能.............................................................................................6 模拟I/O连接器J3.........................................................................7 用法.............................................................................................6 电源连接器J5...............................................................................7 S1-2 VOCM ..................................................................................6 仿真连接器J4...............................................................................7 功能.............................................................................................6 串行接口连接器J1 ......................................................................7 用法.............................................................................................6 I2C接口连接器J6 .........................................................................7 S1-3 POT .......................................................................................6 数字I/O连接器J2.........................................................................7 功能.............................................................................................6 电位器演示电路..........................................................................8 用法.............................................................................................6 原理图 ...........................................................................................9 S1-4 ADC3 ....................................................................................6 ADuC7020评估板器件列表....................................................11 修订历史 2006年12月—修订版0至修订版A 格式更新 ..................................................................................... 通用 删除涉及ULINK编程器的内容 ............................................. 通用 更改晶振电路部分 ..........................................................................4 2004年6月—修订版0：初始版 Rev. A | Page 2 of 12 AN-718 评估板概述 ADuC7020评估板具有下列特性： 注意事项 • 2层PCB (4” × 5”)。 • 本文参考MicroConverter ADuC7020评估板A1版。 • 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。 本文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，原型区域位于评估板的底部。 • 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。 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。 • 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。 • 表贴和通孔式通用原型区域。 Rev. A | Page 3 of 12 AN-718 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 评估板配有一个32.768 kHz晶振，片内PLL电路可以利用该 接器配置为一个中心负端，即GND位于中心引脚，+9 V电 晶振产生41.78 MHz时钟。 源位于外屏蔽体。 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 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 出用于直接驱动板的数字侧。3.3 V电源还经过滤波，然后 该芯片是为了演示ADuC7020的外部基准电压源选项，但 为板的模拟侧供电。 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 复位/下载/IRQ0按钮 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 板上提供了一个复位按钮，以便用户手动复位器件。推入 电容去耦至地。 时，ADuC7020复位引脚被拉至DGND。ADuC7020上的复 RS-232接口 位引脚为内部施密特触发式，因此无需在此引脚上使用外 ADuC7020 (U1) P1.1和P1.0线通过连接器J1连接到RS-232接 部施密特触发器。 口。该接口电缆产生所需的电平转换，以便能够直接连到 推入IRQ0按钮开关时，P0.4/IRQ0被拉高。它可以用来启 PC串行端口。应确保所附电缆与评估板正确连接，即 动外部中断0。 DVDD连接到DVDD，DGND连接到DGND。 若要进入串行下载模式，用户必须拉低P0.0/BM引脚，同 仿真接口 时切换复位引脚。在评估板上，如图1所示，在按住串行 将JTAG仿真器连接到J4连接器，ADuC7020便可通过JTAG 下载按钮(S2)的同时推入再释放复位按钮(S3)，便可轻松启 进行非介入仿真和下载。 动串行下载模式。 (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) 图1. 在评估板上进入串行下载模式 Rev. A | Page 4 of 12 S2 (BM = 1) 04787-001 S3 (RESET = 1) (B) PUSH S2 AN-718 电源指示器/通用LED ADC2无缓冲。将信号连接到此输入端时，务必遵守数据 电源LED (D3)用于指示板上是否有充足的电源可用。通用 手册中的建议。 LED (D2)直接连到ADuC7020的P4.2。P4.2清零时，该LED 当通过S1开关连接时，DAC1可以用来控制绿色LED D1的 亮起；P4.2复位时，该LED熄灭。 亮度。 模拟I/O连接 通用原型区域 所有模拟I/O连接都通过接头J3引出。 通用原型区域位于评估板的底部，当用户应用有需要时， ADC0和ADC1利用AD8606进行缓冲，以便评估单端和伪 可以在该区域添加外部元件。从布局中可以看出，此原型 差分模式。可以将一个电位器连接到ADC0缓冲输出端。 区域中提供了AVDD、AGND、VDDIO和DGND走线。 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。 Rev. A | Page 5 of 12 AN-718 DIP开关链路选项 S1-1 VREF 将S1-4滑动到关位置时，接头J3的ADC3与ADuC7020的 功能 ADC3引脚（引脚1）断开连接。 将2.5 V外部基准电压源(ADR291)的输出端连接到ADuC7020 S1-5 VIN− 的VREF引脚(引脚35)。 功能 用法 将单端转差分运放(AD8132)的−OUT引脚连接到ADC3。 将 S1-1滑 动 到 开 位 置 时 ， 外 部 基 准 电 压 源 连 接 到 S1-5和 S1-6必 须 配 合 使 用 。 为 了 使 用 通 道 ADC3和 通 道 ADuC7020。 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 ADC4上的差分运放，当VIN−处于开位置时，VIN+也必须 处于开位置。 头J3的VREF引脚上的其它外部基准电压源。 用法 S1-2 VOCM 将S1-5滑动到开位置时，AD8132的–OUT连接到ADC3。 功能 将S1-5滑动到关位置时，使用不连接AD8132的ADC3。 将1.67 V电压连接到AD8132的VOCM引脚。以差分模式使用 S1-6 VIN+ ADC时，板上无需额外的直流电压。 功能 用法 将单端转差分运放(AD8132)的+OUT引脚连接到ADC4。为 将S1-2滑动到开位置时，该差分放大器的VOCM连接到基准 了使用通道ADC3和通道ADC4上的差分运放，当VIN+处 电压源ADR291的1.67 V分压输出。 于开位置时，VIN−也必须处于开位置。 将S1-2滑动到关位置时，VOCM使用接头J3的VOCM引脚上的 用法 其它直流电压。注意，VOCM值与基准电压值相关，如表1 将S1-6滑动到开位置时，AD8132的+OUT连接到ADC4。 所示。 将S1-6滑动到关位置时，使用不连接AD8132的ADC4。 表1. VOCM范围 VREF 2.5 V 2.048 V 1.25 V VOCM最小值 1.25 V 1.024 V 0.75 V S1-7 ADC4 VOCM 最大值 2.05 V 2.276 V 2.55 V 功能 引出接头J3上的引脚ADC4(引脚2)。 用法 S1-3 POT 将 S1-7滑 动 到 开 位 置 时 ， 接 头 J3的 ADC4直 接 连 到 功能 ADuC7020的ADC4引脚(引脚2)。 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。 将S1-7滑动到关位置时，接头J3的ADC4与ADuC7020的 ADC4引脚(引脚2)断开连接。 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。 功能 将DAC1输出端连接到演示电路的绿色LED D1。 用法 将S1-3滑动到关位置时，使用接头J3上的ADC0输入端。 将S1-8滑动到开位置时，DAC1输出端连接到D1。 S1-4 ADC3 将S1-8滑动到关位置时，使用接头J3上的DAC1输出端。 功能 引出接头J3上的ADC3(引脚1)。 用法 将S1-4滑动到开位置时，接头J3的ADC3直接连到ADuC7020 的ADC3引脚(引脚1)。 Rev. A | Page 6 of 12 AN-718 外部连接器 表3. 数字I/O连接器J2的引脚功能 功能 引脚编号 模拟I/O连接器J3 端提供外部连接。该连接器的引脚排列如表2所示。 J2-1 J2-2 电源连接器J5 J2-3 连接器J3为所有ADC输入端、基准电压输入端和DAC输出 连接器J5用于连接评估板与ADuC7020开发系统所提供的9 V电源。 J2-4 仿真连接器J4 J2-5 连 接 器 J4用 于 将 评 估 板 通 过 JTAG仿 真 器 连 接 到 PC， ADuC7020开发系统未提供此仿真器。 J2-6 串行接口连接器J1 J2-7 连接器J1用于将评估板通过PC串行端口电缆简单地连接到 PC，ADuC7020开发系统提供了此电缆。 J2-8 J2-9 I2C接口连接器J6 通过连接器J6可以轻松接入ADuC7020的两个I2C接口。 J2-10 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。 表2. 模拟I/O连接器J3的引脚功能 功能 引脚编号 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 AVDD AGND VREF ADC0 ADC1 ADC2 ADC3 ADC4 VDIFF VOCM DAC0 DAC1 DAC2 DAC3 J2-11 J2-12 J2-13 J2-14 J2-15 J2-16 J2-17 J2-18 Rev. A | Page 7 of 12 DGND P4.2 PLAO[10] P1.0 T1/SIN/SCL0/PLAI[0] P1.1 SOUT/SDA0/PLAI[1] P1.2 RTS/SCL1/PLAI[2] P1.3 CTS/SDA1/PLAI[3] P1.4 IRQ2/RI/CLK/PLAI[4] P1.5 IRQ3/DCD/MISO/PLAI[5] P1.6 DSR/MOSI/PLAI[6] P1.7 DTR/CSL/PLAO[0] P0.7 ECLK/XCLK/SIN/PLAO[4] P2.0 CONVSTART/SOUT/PLAO[5] P0.5 IRQ1/ADCBUSY/PLAO[2] P0.4 IRQ0/ PLAO[1] P0.3 TRST/ADCBUSY P0.6 T1/MRST/PLAO[3] P0.0 CMP/PLAI[7] DGND AN-718 电位器演示电路 AVDD 通过使用代码示例文件夹中的pot.c示例代码，可以在输出 AVDD LED上观察到电位器电阻的变化。 注意，内部和外部基准电压均为2.5 V，因此单端模式下 ADC DAC 3.3 V的电压。 APPLICATION CODE 图2. RTD电路图 Rev. A | Page 8 of 12 04787-002 ADC输入范围为0 V至2.5 V。电位器可以提供0 V到AVDD = AN-718 原理图 04787-003 图3. 评估板原理图 Rev. A | Page 9 of 12 04787-004 AN-718 图4. 评估板丝网图 Rev. A | Page 10 of 12 AN-718 ADuC7020评估板器件列表 表4. 代号 EVAL-ADuC7020QS QuickStart PCB PCB Stand-off U1 U2 U3 U4 U5 Y1 S1 S2, S3, S4 D1, D2, D3 D4 C1, C5, C13, C15, C18, C22, C23 C2 to C4, C6, C12, C14, C16, C17 C7, C8 C11, C19 C20, C21 R1 R2 R3 R4 R5, R6, R8, R9 R7 R10, R11 R12, R18, R20 R13, R14 R15 to R17 R19 R21, R22, R24 L1 J1 J2 J3 J4 J5 数量 1 器件 PCB-1 双面表贴PCB 产品型号 制造商 Analog Devices 4 1 1 1 1 1 1 1 3 3 1 7 支柱 贴装支柱 ADuC7020 ADR291 AD8132 AD8606 ADP3333 32.768 kHz SW\8DIP MicroConverter (64 CSP) LED PRLL4002 10 μF 带隙基准电压源 差分运算放大器 双通道运算放大器(引脚SOIC) 3.3 V固定输出线性电压调节器 时钟晶振 8路DIP开关 PCB安装按钮开关 1.8 mm小型LED 二极管 表贴钽电容，Taj-B外壳 148-922 ADuC7020CP ADR291ER AD8132ARM AD8606AR ADP3333ARM3.3 971-3220 GH77242-ND 177-807 QTLP670C-4 BAV103TPMSCT-ND 197-130 Farnell Analog Devices Analog Devices Analog Devices Analog Devices Analog Devices Farnell Digikey Farnell Fairchild Semi Digikey Farnell 8 0.1 μF 表贴陶瓷电容，0603外壳 317-287 Farnell 2 2 2 1 1 1 1 4 1 2 3 2 3 1 3 1 1 1 1 1 1 22 pF 470 nF 12 pF 10 kΩ 电位器 100 Ω 200 Ω 49.9 Ω 348 Ω 24.9 Ω 60.4 Ω 270 Ω 0Ω 1 kΩ 1.5 Ω 100 kΩ 表贴陶瓷电容，0603外壳 表贴陶瓷电容，0603外壳 表贴陶瓷电容，0603外壳 0.25 W、4系列、4 mm方形密封 表贴电阻，0603外壳 表贴电阻，0603外壳 表贴电阻，0605外壳 表贴电阻，0603外壳 表贴电阻，0605外壳 表贴电阻，0605外壳 表贴电阻，0603外壳 表贴电阻，0603外壳 表贴电阻，0603外壳 表贴电阻，0603外壳 表贴电阻，0603外壳 表贴电阻，1206外壳 4引脚、90°单排接头 18引脚直插单排接头 14引脚直插单排接头 20引脚连接器 PCB安装插口 (2 mm引脚直径) 722-005 318-8851 721-979 TS53YJ 10K 20% TR 911-732 933-2758 117-0658 311-348HRCT-ND 422-1539 117-0666 933-0917 772-227 933-0380 933-1832 933-0402 952-6862 TSM-104-02-T-SH TSM-118-01-T-SV TSM-114-01-T-SV HTST-110-01-L-DV KLDX-SMT2-0202-A Farnell Farnell Farnell Vishay Farnell Farnell Farnell Digikey Farnell Farnell Farnell Farnell Farnell Farnell Farnell Farnell Samtec Samtec Samtec Samtec Kycon 按钮开关 铁氧体磁珠 4引脚接头 18引脚接头 14引脚接头 20引脚接头 电源插口 描述 Rev. A | Page 11 of 12 AN-718 注释 ©2006 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. AN04787-0-12/06(A) Rev. A | Page 12 of 12