XENSIV? DPS310/368 Pressure Sensor 2Go Kit ：高精度壓力傳感解決方案

一、引言

在電子設(shè)備設(shè)計(jì)中，壓力傳感器是一個(gè)至關(guān)重要的元件，廣泛應(yīng)用于氣象監(jiān)測(cè)、航空航天、可穿戴設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。今天，我們要深入了解的是英飛凌（Infineon）的 XENSIV? DPS310/368 Pressure Sensor 2Go Kit，它為工程師們提供了一個(gè)便捷、高效的壓力和溫度測(cè)量解決方案。

文件下載：Infineon Technologies DPS368 Kit2Go.pdf

二、套件特性總結(jié)

（一）兼容性與便捷性

該套件與 Arduino IDE 兼容，能夠讓開發(fā)者快速、輕松地獲取測(cè)量結(jié)果，大大縮短了開發(fā)周期。想象一下，你可以在熟悉的 Arduino 環(huán)境中迅速開始對(duì)壓力和溫度的測(cè)量，這對(duì)于提高開發(fā)效率是多么有幫助。

（二）傳感器性能

1. 壓力和溫度范圍：DPS310/368 的壓力操作范圍為 300 - 1200 hPa，溫度操作范圍為 -40 - 85 °C，能夠適應(yīng)多種不同的環(huán)境條件。無論是在高海拔地區(qū)的氣象監(jiān)測(cè)，還是在工業(yè)環(huán)境中的壓力測(cè)量，它都能穩(wěn)定工作。
2. 高精度測(cè)量：壓力傳感器精度高達(dá) ± 0.002 hPa（或 ±0.02 m），溫度精度為 ± 0.5°C。如此高的精度，使得它在對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性要求極高的應(yīng)用場(chǎng)景中表現(xiàn)出色。
3. 防護(hù)等級(jí)：DPS368 具備 IPx8 認(rèn)證，可在水下 50m 臨時(shí)浸泡 1 小時(shí)，這意味著它可以在惡劣的水下環(huán)境中正常使用，為水下監(jiān)測(cè)等應(yīng)用提供了可靠的保障。

（三）硬件配置

1. 微控制器：板載基于 ARM? Cortex? - M0 的 XMC1100 微控制器，以及由 XMC4200 微控制器實(shí)現(xiàn)的 J - Link Lite 調(diào)試器，為開發(fā)和調(diào)試提供了強(qiáng)大的支持。
2. 電源與保護(hù)：通過 Micro - USB 供電，支持即插即用，同時(shí)具備 ESD 和反向電流保護(hù)功能，確保了設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性。
3. 通信接口：傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)可通過 I2C 或 SPI 接口獲取，方便與其他設(shè)備進(jìn)行通信。此外，板上還配備了 2 個(gè)用戶 LED 和 1x9 與 1x8 的引腳頭，方便用戶進(jìn)行自定義開發(fā)。
4. 可分離設(shè)計(jì)：板上的頭部部分可分離，分離后，頭部和 MCU/調(diào)試器外設(shè)仍可獨(dú)立使用，增加了使用的靈活性。

三、傳感器工作原理

DPS310/368 基于電容式傳感原理，這種原理能夠保證在溫度變化時(shí)仍具有高精度的測(cè)量性能。內(nèi)部信號(hào)處理器將壓力和溫度傳感器元件的輸出轉(zhuǎn)換為 24 位結(jié)果，每個(gè)單元都經(jīng)過單獨(dú)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)系數(shù)存儲(chǔ)在校準(zhǔn)寄存器中，用于將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換為高精度的壓力和溫度值。結(jié)果 FIFO 可存儲(chǔ)多達(dá) 32 個(gè)測(cè)量結(jié)果，降低了主處理器的輪詢頻率。

四、電路板信息

（一）供電

將 Micro - USB 連接到 PC 即可為套件供電，PWR LED 變綠表示電源供應(yīng)正常。Micro - USB 提供 5V 電壓，當(dāng)電路板分離時(shí)，給 DPS 施加的電壓不得超過 3.3V。

（二）引腳連接

電路板底部的引腳直接連接到 DPS310/368 的引腳。如果頭部部分分離，兩個(gè)電容仍連接到 DPS310/368，MCU 和調(diào)試器仍可正常使用。在使用 I2C 模式時(shí)，需要在 VDDIO - SDI 和 VDDIO - SCK 之間的線路上放置上拉電阻（最大 10kΩ 每個(gè)）。

（三）調(diào)試與軟件

調(diào)試器可通過 SV1 訪問，軟件與 Arduino 兼容，相關(guān)庫(kù)可通過英飛凌的 GitHub 頁(yè)面完全集成到 Arduino IDE 中。電路板的標(biāo)準(zhǔn)接口模式為 I2C，地址為 0x77（當(dāng) 0 歐姆電阻按指定方式焊接時(shí)）。需要注意的是，任何引腳施加的電壓不得超過絕對(duì)最大額定值 4V。

五、電路原理圖分析

（一）XMC2Go 相關(guān)

英飛凌的 DC - DC 轉(zhuǎn)換器將 Micro - USB 的 5V 電壓轉(zhuǎn)換為 3.3V，為 MCU、調(diào)試器和外設(shè)電路供電。綠色的 PWR LED 指示套件電源供應(yīng)正常，2 個(gè)綠色用戶 LED 可通過上拉相應(yīng)的 GPIO 進(jìn)行單獨(dú)配置。

（二）DPS310/368 相關(guān)

1. 默認(rèn)模式：當(dāng) 0Ω 電阻 R11、R12、R13 和 R14 焊接時(shí)，為 I2C 模式，可選擇是否啟用中斷功能。
2. 次要模式：當(dāng) 0Ω 電阻 R21、R22、R23 和 R24 焊接時(shí)，為 SPI 4 - Wire 模式。
3. 跳線功能：J1 跳線焊接后，可啟用中斷引腳的下拉電阻，并將 I2C 地址從 0x77 更改為 0x76；J2 跳線焊接后，可連接 INT/GPIO3 引腳。

六、Arduino 開發(fā)環(huán)境配置

（一）Arduino IDE 安裝

根據(jù)不同的操作系統(tǒng)（Windows、Linux、Mac OS 等），可通過相應(yīng)的鏈接進(jìn)行 Arduino IDE 的安裝。同時(shí)，還提供了便攜式 IDE 的安裝說明。

（二）SEGGER J - Link 安裝

為了在 Arduino IDE 中使用和編程英飛凌的 XMC 微控制器，需要在 PC 上安裝 SEGGER J - Link。安裝 JLink 軟件和文檔包后，還需要安裝 Java(TM) SE 運(yùn)行時(shí)環(huán)境，以便使用 XMC Flasher 工具將編譯后的固件（.hex）燒錄到 XMC 設(shè)備中。

（三）Arduino IDE 板卡和庫(kù)設(shè)置

1. 板卡設(shè)置：在 Arduino IDE 中，導(dǎo)航到 Tools => Board => Boards Manager，搜索 “xmc” 并安裝英飛凌的 XMC 微控制器板卡。安裝完成后，選擇 XMC1100 XMC2Go 板卡。
2. 庫(kù)設(shè)置：對(duì)于 DPS310，可在 Sketch => Include Library => Manage Libraries 中搜索 “dps” 并安裝 “DigitalPressureSensor” 庫(kù)；對(duì)于 DPS368，可從英飛凌的 GitHub 倉(cāng)庫(kù)下載庫(kù)的 .zip 文件，然后通過 Sketch => Include Library => Add .ZIP Library 添加。同時(shí)，建議定期檢查已安裝庫(kù)的更新。

七、示例操作

以 DPS368 Kit2Go 為例，將其通過 Micro - USB 連接到計(jì)算機(jī)。安裝 DPS368 庫(kù)和 XMC 系列板卡后，在 File => Examples 中選擇合適的示例，點(diǎn)擊上傳按鈕（確保板卡選擇為 XMC1100 XMC2Go）。從 Tools => Port 中選擇相關(guān)的 COM 端口，并以設(shè)置的波特率打開串口監(jiān)視器。DPS310 Kit2Go 的操作步驟與之相同。

八、重要注意事項(xiàng)

DPS310/368 的最大額定電壓為 4V，不能直接將具有 5V 邏輯的第三方板卡（如 Arduino Uno）連接到 Kit2Go 板，即使電源連接到 3.3V 引腳，接口線（如 SDA/SCL）仍會(huì)由 5V 驅(qū)動(dòng)。因此，對(duì)于這些板卡，需要使用適當(dāng)?shù)碾娖睫D(zhuǎn)換電路。

九、總結(jié)

XENSIV? DPS310/368 Pressure Sensor 2Go Kit 以其高精度的測(cè)量性能、豐富的硬件配置和便捷的開發(fā)環(huán)境，為電子工程師們提供了一個(gè)優(yōu)秀的壓力和溫度測(cè)量解決方案。無論是在科研、工業(yè)還是消費(fèi)電子領(lǐng)域，它都具有廣泛的應(yīng)用前景。你是否已經(jīng)迫不及待地想要使用這個(gè)套件進(jìn)行開發(fā)了呢？不妨動(dòng)手試試看，相信它會(huì)給你帶來驚喜。