使用PSoC 3和PSoC Creator簡(jiǎn)化應(yīng)用設(shè)計(jì)

　　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(gè)UDB都包含

　　Ø 一個(gè)8位的數(shù)據(jù)通路(Datapath)

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

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

　　Ø 一個(gè)時(shí)鐘與復(fù)位模塊(Clock and Reset)

　　數(shù)據(jù)通路包含一個(gè)8位的算術(shù)邏輯單元(ALU)，兩個(gè)累加器，兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，兩個(gè)含有4個(gè)單元的FIFO以及一個(gè)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(wú)操作共八種功能;而移位器可以實(shí)現(xiàn)左移，右移，高四位與第四位景象調(diào)換和無(wú)操作四種功能。某種程度上，一個(gè)數(shù)據(jù)通路就像一個(gè)“迷你型”處理器，可以處理8位基本運(yùn)算邏輯功能，如果把多個(gè)數(shù)據(jù)通路以菊花鏈的拓?fù)溥B接起來(lái)就能實(shí)現(xiàn)復(fù)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(gè)1.024伏內(nèi)部電壓參考，14ppm/℃，誤差0.9%上下

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

　　Ø 一個(gè)8位8Msps的IDAC或是1Msps的VDAC

　　Ø 兩個(gè)75ns響應(yīng)時(shí)間的比較器

　　Ø 一個(gè)觸摸按鍵掃描模塊

　　對(duì)于資源最多的CY8C38系列，其模擬功能模塊更多，甚至包括一個(gè)67MHz，24位定點(diǎn)數(shù)字濾波器模塊以實(shí)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(shí)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(fù)位電路，WatchDog模塊，低電壓檢測(cè)模塊，休眠模塊等必要系統(tǒng)功能。

　　3. PSoC Creator使用介紹

　　針對(duì)PSoC®3包含的眾多數(shù)字模塊和模擬模塊，Cypress提供了集成開(kāi)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(gè)模塊實(shí)現(xiàn)一種基本功能，例如PWM模塊，I2C模塊，基本與門(mén)，中斷響應(yīng)模塊，輸入輸出管腳等等。設(shè)計(jì)者像繪制原理圖一樣，選擇適當(dāng)模塊，將其輸入輸出與其他模塊連接，然后通過(guò)每個(gè)模塊提供的圖形化配置向?qū)гO(shè)置模塊參數(shù)，之后編寫(xiě)適當(dāng)?shù)能浖a，即可實(shí)現(xiàn)所需功能。這種模塊化的設(shè)計(jì)方法令設(shè)計(jì)者能夠?qū)⒏嗑性趯?shí)現(xiàn)應(yīng)用的功能上，而無(wú)需關(guān)注許多底層硬件配置細(xì)節(jié)。

　　圖 3是使用PSoC Creator開(kāi)發(fā)應(yīng)用的屏幕截圖，此應(yīng)用使用了三個(gè)PWM模塊，分別輸出三個(gè)PWM信號(hào)至芯片管腳上，為了令PWM模塊工作，需要提供一個(gè)時(shí)鐘和復(fù)位信號(hào)(圖中左側(cè))，圖中間三個(gè)綠色的矩形是三個(gè)PWM模塊，右側(cè)一個(gè)粉色的矩形包含三個(gè)芯片輸出管腳，圖中綠色的連線(xiàn)代表通過(guò)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(shù)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(shí)的配置向?qū)?，在該向?qū)е?，可以設(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(jì)者及時(shí)檢驗(yàn)參數(shù)設(shè)置是否合適。

　　圖 3 PSoC Creator使用實(shí)例

　　圖 4 PWM模塊圖形配置向?qū)?/p>

　　4. 應(yīng)用實(shí)例：12路PWM占空比測(cè)量

　　本節(jié)就以一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用實(shí)例——12路PWM占空比測(cè)量，展示如何使用PSoC®3和PSoC Creator簡(jiǎn)化應(yīng)用設(shè)計(jì)。在大型服務(wù)器上，散熱用的風(fēng)扇會(huì)使用固定頻率但是占空比可變的PWM信號(hào)反饋風(fēng)扇轉(zhuǎn)速信息，不同的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)不同的占空比，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)反饋的轉(zhuǎn)速信號(hào)，控制可以根據(jù)當(dāng)前服務(wù)器內(nèi)溫度決定是否需要增加或是減少風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

　　圖 5 12通道PWM占空比檢測(cè)模塊

　　圖 5是用來(lái)循環(huán)檢測(cè)12通道PWM占空比的功能模塊，12個(gè)PWM速度信號(hào)通過(guò)12個(gè)管腳輸入進(jìn)PSoC®3，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)內(nèi)部的16路多路器輸出一路信號(hào)至一個(gè)D觸發(fā)器(DFF)采樣，采樣結(jié)果借助一個(gè)反相器形成兩路互相反相的信號(hào)，分別作為使能信號(hào)輸入給兩個(gè)定時(shí)器Timer_rising_1和Timer_falling_1，兩個(gè)中斷響應(yīng)模塊isr_rising_1和isr_falling_1用來(lái)捕捉兩路反相信號(hào)的上升沿，以便在中斷服務(wù)程序中讀取定時(shí)器中的計(jì)數(shù)值。通過(guò)對(duì)兩個(gè)定時(shí)器計(jì)數(shù)值的計(jì)算，即可得出當(dāng)前PWM信號(hào)的占空比。