ZMD31010开发工具箱

ZMD31010RBic低成本传感器信号处理器开发工具箱I目录1工具箱的组成..........................................12USB驱动安装..........................................13开发板................................................54RBicLiteTM测试软件......................................105校准演练.............................................186EEPROM的“位”含义...................................197常见问题及解答.......................................218相关文档.............................................229附：Win2000下驱动程序的安装过程......................221ZMD31010开发工具箱1工具箱的组成a）RBicLiteTM软件b）RBicLiteTM开发板c）RBicLiteTM远端板d）USB连接线e）7英尺RJ－11连接线（4线制电话线）图1.1：RBicLiteTM开发工具箱RBicLiteTM工具箱软件用来完成传感器校准以及建立PC机和RBicLiteTM通信的，PC机通过USB口和开发板通信。应用软件可在Windows98/Me/NT下运行，运行前需安装USB驱动。2USB驱动安装系统要求：5x86兼容PC32MBRAM20MB硬盘空间2USB口Windows98/ME/2000/XP系统要建立USB口与RBicLiteTM之间的通信，需安装两个驱动程序。驱动程序的安装文件在光盘上USB_Driver文件夹内。驱动程序安装完成后，PC机的USB口将同时是一个虚拟串口（COMx，大多数电脑上显示为COM3或COM4口），软件通过此口和开发板通信。虚拟串口的使用方法和普通串口相同。此外，虚拟串口不影响其作为USB口的功能。在Windows2000和WindowsXP下，驱动程序的安装过程大体相同，只不过在对话框外观上有所区别。这里只介绍WindowsXP下驱动程序的安装过程，Windows2000下的安装过程见附录。在WindowsXP专业版或家庭版下安装驱动程序：安装USB驱程：注意：安装USB驱程前，检查当前用户是否具有系统管理员权限。用USB连接线连接开发板与电脑的USB口后，系统提示你发现一个新硬件，接着完成以下步骤。Step1：选择“No，notthistime”选项，Step2：选择“Installfromalistorspecific按下“Next”location（Advanced）”，按下“Next”3Step3：选择“SearchremovablemediaStep4：当弹出警告对话框时，选择（floppy，CD－ROM）”，按下“Next”“ContinueAnyway”Step5：按下“Finish”按钮，第一个驱动程序安装完成安装虚拟串口驱程：这个驱程的作用是将USB设备转换成一个虚拟串口设备。这个驱程的安装过程与上文中的过程大体类似，这里不详细叙述。检查USB口功能：在运行应用程序前，需检查新设备是否正常工作。在控制面板中打开“系统属性”对话框，选择“硬件”页，点击“设备管理器”按钮，弹出设备管理器窗口，如下图所示。如果虚拟口（USB口）工作正常，则在“PortsCOM&LPT”栏中显示“USBSerialPort(COMx)”字样。一般情况下，此栏中显示的是COM3或COM4。记下此虚拟串口的名称，因为在使用应用软件时需选择通信端口。453开发板图3.1：开发板示意图开发板的主要功能是建立电脑与RBicLiteTM的通信。电脑通过USB口（虚拟串口）发送指令和数据，开发板上的微控器接收并解释这些指令，然后以ZACWireTM格式发送给RBicLiteTM。同样，微控器也通过USB口将RBicLiteTM的数据以RS232数据包的形式发回电脑。这些发回的数据可能是温度或者桥式传感器数据，也可能是未经修正的原始数据或者EEPROM寄存器数据。安装通信校准软件：将RBicLiteTM驱动程序光盘放入光驱，在光盘根目录下双击Setup.exe文件，根据安装向导的提示进行安装。固定RBicLiteTM芯片开发板上有两个RBicLiteTM的固定插槽，一个是SOP－8插槽，另一个是固定镀瓷样品的备选插槽（只用于测试样品，未来版本的开发板可能会去掉此插槽）。开发板上的RJ－11连接器是用来连接远端板的，它们之间通过4线制电话线连接。远端板上有一个放置桥式传感器和RBicLiteTM的插槽。远端板可放置在6一个封闭的“控制箱”内，通过控制“控制箱”的环境变量（比如压力、温度）实现传感器的校准。第三种连接方法是使用开发板上的2线模块，这两条线上的信号分别是电源控制信号和ZACwireTM信号。要在此方式下对RBicLiteTM编程，用户需设计校准固定装置（固定RBicLiteTM和桥式传感器）。在校准固定装置上需有挂钩以固定芯片。参见应用手册－芯片编程电路板。注意：在校准过程中只能选择一种连接方式。比如，当RBicLiteTM放置在远端板上时，就不能在开发板上再放置一块RBicLiteTM芯片。若安装两个RBicLiteTM芯片，将导致通信冲突，引发不可预料的后果。开发板供电装置电脑USB口为电路板供电。板上的DC/DC开关和电压调节器用来调节电源电压。蓝色15档电位计可将输入电压调整到2.7－5.5V范围内。电压VDD可通过板上的两个测试点（Red=VDD，Black＝GND）测试。VDD是开发板上所有元器件的总供电电压，当VDD小于2.7V时，电路板不能正常工作。如果开发板上电，标签为“PWR”的LED灯闪烁绿色。重启按钮微控器内部有一套重启逻辑，在系统不断电的情况下，通过它可重置微控器的工作状态。在一般情况下，很少手动重启芯片。但当开发板对操作指令没有回应，失去与电脑的联系时，可考虑手动重启芯片。当按下重启键后，微控器发送一个“50％”的数值到DAC，用于产生“人造桥”的输出（人造桥：开发板上的模块，能模拟产生桥式传感器产生的差分信号，在没有外接桥式传感器时完成对RBicLiteTM的校准）。这样有可能造成“人造桥”的输入（由软件设定）与实际值不一致。因此，需再次按下重启按钮以确保“人造桥”的输入与应用软件的设定值相符。ADC（A2D）转换器开发板上有一个12位的ADC，当RBicLiteTM配置为模拟输出时，它将芯片SigTM脚的输出转换成数字量。软件窗口下有一“GetAnalog”按钮，按下它软件便向ADC发出请求指令，ADC将A/D转换的结果发回到软件。转换结果的显示分别以绝对电压和比例电压（％VDD）两种方式显示。由于ADC的输入端使7用的是比例电压，因此只有当VDD＝5V时，绝对电压才准确。“人造桥”激励这个模块由一个12位的DAC和实现差分变换的放大电路组成，此放大电路的作用是消弱DAC的输出，并把它转换成差分信号。DAC的输入可通过软件设定，设定的数值范围为0x000－0xFFF，对应的DAC输出范围约为－10mV/V——10mV/V。若VDD为5V，则“人造桥”的输出范围为－50mV——50mV。“人造桥”应用在校准和测试过程中。只有当RBicLiteTM固定在开发板上时，才能使用“人造桥”作为测量信号模拟设备；若固定在远端板上，此模块不能使用。差分信号从跳线口J1、J2（和测试点Bn/Bp相对应）处输入（Bn＝White时对应桥信号的负极，Bp＝orange对应桥信号正极）。若使用“人造桥”信号作为RBicLiteTM的输入信号，J1、J2应装上跳线；若使用外接桥式传感器时，去掉跳线，将桥信号接在Bn/Bp这两个测试点上。图3.2：开发板上的跳线分布如何使用跳线J1Bn/J2Bp（参见上一节所述）只有当“人造桥”作为信号源时才使用跳线（J1/J2），否则去掉。J3Imeas去掉跳线J3，在原位置安装一电流表，可测量RBicLiteTM的损耗电流。如果使用放置有桥式传感器的远端板，则此处的损耗电流是桥式传感器与RBicLiteTM8的损耗电流之和。注意：若芯片的数据更新率较低，此时平均损耗电流非常小（约为200μA）。然而，损耗电流可能会突然间变得很大，这时数字万用表的读数将是一不准确的数值。J4ExtClk一般情况下都要用到跳线J4（ExtClk），只有在RBicLiteTM出厂测试时才去掉此跳线。在测试模式下，需要从RBicLiteTM的Vgate脚引入一外接时钟信号。J5ExtS.E.Brige出厂时，此跳线默认位置是连接DAC与“人造桥”的单端－差分变换端。如果将跳线换到下一位置，这时单端－差分变换衰减电路将和测试点（Ext.S.E）相连。在此连接方式下，可从测试点（Ext.S.E）处引入一外接测试信号，此信号经过单端－差分变换衰减电路，变换为一差分信号，此差分信号即可作为RBicLiteTM的输入信号。这里注意，衰减电路的信号变换比为50：1，举例来说，若用户从测试点输入一20Hz5Vpp的信号，经过衰减电路变换后，输入到RBicLiteTM输入端（Bn/Bp）的信号为20Hz100mVpp。远端板远端板使得用户可以在一个可控的环境中完成RBicLiteTM的校准/桥测试/配对等操作。使用远端板后，用户可将RBicLiteTM、桥式传感器等元件一起放入“控制箱”内，“控制箱”的压力、温度可人为控制，从而实现芯片的校准，避免了将整套开发板放入“控制箱”内，这是不可取的。图3.3：RBicLite的远端板图3.3是RBicLiteTM的远端板，板上留有放置RBicLiteTM芯片（SOP－8封装）的插孔。在左侧，同样还有一个SOP－8插孔可放置桥式传感器（SOP－8封装）。远端板上其它预留的焊接孔是接线点，用来连接BridgeSupply、BridgeSink，Brdg＋、Brdg－（和电源VDD连接），Bsink、Bp、Bn（对应开发板上的Bp、9Bn）。远端板上有一个MPAK插孔，用来连接MPXM2010压力传感器。此外，远端板还有一方形区域用于连接其它类型的桥式传感器。远端板和开发板通过一4线制电话线相连，工具箱为用户提供了这样一条连接线。104RBicLiteTM测试软件概述开发箱所提供的ZMD软件一次只能对一个RBicLiteTM芯片进行校准，用户若要开发多个RBicLiteTM芯片的校准软件，ZMD公司可提供校准算法和帮助。COM1/COM2/COM3/COM4单选按钮和状态窗COM1、COM2、COM3、COM4这四个单选按钮用于选择电脑的COM口（开发板和电脑的通信是通过USB口（即虚拟串口）实现的）。如果你事先不知该选那个口，可采用试错法。所选的串口若不正确，则会在状态窗（标题为“Status”的编辑框）中显示出错信息。图4.1：软件运行主窗口“桥窗口”和“温度窗口”11软件有两个显示窗口用于显示桥信号和温度信号的数值：“温度窗口”显示温度信号数值，单位℃；“桥窗口”显示桥信号的数值（比例值）。只有当测量信号的理想值（被测量的实际值）与“桥窗口”的显示值相一致时，校准过程才算完成。RBicLiteTM是一个阻抗类桥式传感器的调节器，这里假定其和一个桥式压力传感器组成传感器系统，其校准过程如下所述。标定值为50kPa时，调节显示值到（“桥窗口”）100％；标定值为10kPa，调节显示值到0％，这样传感器系统的量程就为40kPa；校准完成后，当“控制箱”的压力设定为中间值30kPa（最小值加上量程的一半），软件输出结果应为50％。只有当RBicLiteTM设置为数字输出时，“桥窗口”和“温度窗口”才可显示温度和桥信号的数值。以下是数字输出