使用PSoC 3和PSoC Creator簡化應用設(shè)計

　　UDB基于可編程邏輯器件(PLD)技術(shù)， 圖 2是UDB的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，，每一個UDB都包含

　　Ø 一個8位的數(shù)據(jù)通路(Datapath)

　　Ø 兩個PLD邏輯器件(PLD 12C4)，12位輸入，其中8位作為與操作的乘積項

　　Ø 一個狀態(tài)與控制模塊(Status and Control)

　　Ø 一個時鐘與復位模塊(Clock and Reset)

　　數(shù)據(jù)通路包含一個8位的算術(shù)邏輯單元(ALU)，兩個累加器，兩個數(shù)據(jù)寄存器，兩個含有4個單元的FIFO以及一個移位器(Shift)。其中，ALU可以配置成加法器，減法器，自增1，自減1，邏輯與，邏輯或，邏輯異或和無操作共八種功能;而移位器可以實現(xiàn)左移，右移，高四位與第四位景象調(diào)換和無操作四種功能。某種程度上，一個數(shù)據(jù)通路就像一個“迷你型”處理器，可以處理8位基本運算邏輯功能，如果把多個數(shù)據(jù)通路以菊花鏈的拓撲連接起來就能實現(xiàn)復雜功能。

　　PSoC®3也具備高性能的模擬系統(tǒng)，以資源較少的CY8C32系列為例，其模擬功能模塊包括：

　　Ø 一個1.024伏內(nèi)部電壓參考，14ppm/℃，誤差0.9%上下

　　Ø 一個可配置的12位Delta-Sigma ADC，采樣率最高可達192 ksps，70 dB 信噪比，1 位INL/DNL

　　Ø 一個8位8Msps的IDAC或是1Msps的VDAC

　　Ø 兩個75ns響應時間的比較器

　　Ø 一個觸摸按鍵掃描模塊

　　對于資源最多的CY8C38系列，其模擬功能模塊更多，甚至包括一個67MHz，24位定點數(shù)字濾波器模塊以實現(xiàn)IIR、FIR濾波功能。

　　PSoC®3的系統(tǒng)資源提供了多種可選頻率的時鐘系統(tǒng)以供數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)使用，除此之外，還包含了內(nèi)部晶振，內(nèi)部復位電路，WatchDog模塊，低電壓檢測模塊，休眠模塊等必要系統(tǒng)功能。

　　3. PSoC Creator使用介紹

　　針對PSoC®3包含的眾多數(shù)字模塊和模擬模塊，Cypress提供了集成開發(fā)環(huán)境PSoC Creator。PSoC Creator將硬件資源抽象成了眾多的功能模塊(Component)，每個模塊實現(xiàn)一種基本功能，例如PWM模塊，I2C模塊，基本與門，中斷響應模塊，輸入輸出管腳等等。設(shè)計者像繪制原理圖一樣，選擇適當模塊，將其輸入輸出與其他模塊連接，然后通過每個模塊提供的圖形化配置向?qū)гO(shè)置模塊參數(shù)，之后編寫適當?shù)能浖a，即可實現(xiàn)所需功能。這種模塊化的設(shè)計方法令設(shè)計者能夠?qū)⒏嗑性趯崿F(xiàn)應用的功能上，而無需關(guān)注許多底層硬件配置細節(jié)。

　　圖 3是使用PSoC Creator開發(fā)應用的屏幕截圖，此應用使用了三個PWM模塊，分別輸出三個PWM信號至芯片管腳上，為了令PWM模塊工作，需要提供一個時鐘和復位信號(圖中左側(cè))，圖中間三個綠色的矩形是三個PWM模塊，右側(cè)一個粉色的矩形包含三個芯片輸出管腳，圖中綠色的連線代表通過芯片內(nèi)部互聯(lián)系統(tǒng)將PWM的輸出連至芯片管腳，此外，圖 3最右側(cè)的樹狀結(jié)構(gòu)列出了可以使用的功能模塊列表。圖 4是配置PWM模塊時的配置向?qū)?，在該向?qū)е校梢栽O(shè)置PWM是8位還是16位，周期，以及占空比等參數(shù)。設(shè)置結(jié)果直接體現(xiàn)在向?qū)系牟ㄐ螆D中，以便設(shè)計者及時檢驗參數(shù)設(shè)置是否合適。

　　圖 3 PSoC Creator使用實例

　　圖 4 PWM模塊圖形配置向?qū)?/p>

　　4. 應用實例：12路PWM占空比測量

　　本節(jié)就以一個實際的應用實例——12路PWM占空比測量，展示如何使用PSoC®3和PSoC Creator簡化應用設(shè)計。在大型服務器上，散熱用的風扇會使用固定頻率但是占空比可變的PWM信號反饋風扇轉(zhuǎn)速信息，不同的轉(zhuǎn)速對應不同的占空比，通過實時檢測反饋的轉(zhuǎn)速信號，控制可以根據(jù)當前服務器內(nèi)溫度決定是否需要增加或是減少風扇轉(zhuǎn)速。

　　圖 5 12通道PWM占空比檢測模塊

　　圖 5是用來循環(huán)檢測12通道PWM占空比的功能模塊，12個PWM速度信號通過12個管腳輸入進PSoC®3，然后經(jīng)過一個內(nèi)部的16路多路器輸出一路信號至一個D觸發(fā)器(DFF)采樣，采樣結(jié)果借助一個反相器形成兩路互相反相的信號，分別作為使能信號輸入給兩個定時器Timer_rising_1和Timer_falling_1，兩個中斷響應模塊isr_rising_1和isr_falling_1用來捕捉兩路反相信號的上升沿，以便在中斷服務程序中讀取定時器中的計數(shù)值。通過對兩個定時器計數(shù)值的計算，即可得出當前PWM信號的占空比。