CY8C38系列:懷孕監(jiān)視器PSoC開發(fā)方案

Cypress懷孕監(jiān)視器采用監(jiān)測(cè)荷爾蒙水平來實(shí)現(xiàn)。懷孕監(jiān)視器可以分析體液的激素水平，體液的電阻，基礎(chǔ)體溫或?qū)⑦@些方法結(jié)合起來。監(jiān)測(cè)激素水平，有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的方法：

•尿液：黃體激素激增的測(cè)試

•唾液：改變電解質(zhì)水平的檢測(cè)

•溫度：監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)體溫來預(yù)測(cè)周期

這些檢測(cè)方法都需要一個(gè)模擬前端(AFE)，以執(zhí)行必要的測(cè)量。懷孕監(jiān)視器為電池供電，所以，工作功耗和休眠電流是重要的考慮因素。懷孕監(jiān)視器還包括了顯示屏/存儲(chǔ)懷孕歷史的存儲(chǔ)器/串行通信(如USB)/觸摸屏或CapSense用戶界面。

圖1 懷孕監(jiān)視器框圖

圖2 CY8C38系列簡(jiǎn)化的框圖

PSoC3和PSoC5提供了一個(gè)可擴(kuò)展的平臺(tái)，它提供了所有必要的電路，用以提供可配置的，片上懷孕監(jiān)視器，包括：

•高精度模擬前端，其中包括0.1%精

確的電壓基準(zhǔn)，和高達(dá)20 bits的分

辨率

•用于試紙光學(xué)測(cè)量的排序，和驅(qū)動(dòng)LED的電路，以及閱讀光電二極管的電路，以創(chuàng)建一個(gè)完整的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)

• LCD直接驅(qū)動(dòng)和控制

•低功耗的工作和睡眠模式，滿負(fù)荷工作電壓最低為0.5V

• CapSense的完全集成

• FS USB

•片上EEPROM

PSoC3 具有獨(dú)特的可配置模塊陣列，是真正的系統(tǒng)級(jí)解決方案，能夠通過單個(gè)芯片提供 MCU、存儲(chǔ)器、模擬和數(shù)字外設(shè)功能。

CY8C38 系列提供了一種新型的信號(hào)采集、信號(hào)處理和控制方法，并具有高精度、高帶寬和高靈活性等特點(diǎn)。其模擬功能涵蓋了從熱電偶信號(hào)(接近直流電壓)到超聲波信號(hào)的廣泛信號(hào)范圍。CY8C38系列可以處理數(shù)十個(gè)數(shù)據(jù)采集通道以及每個(gè)GPIO引腳上的模擬輸入。CY8C38系列還是一個(gè)高性能的可配置數(shù)字系統(tǒng)，具有 USB、多主控I2C以及CAN等接口。除了通信接口之外，CY8C38系列還具有易于配置的邏輯陣列，至所有I/O引腳的靈活路由，以及高性能的單周期8051微處理器內(nèi)核。通過分層式電路圖設(shè)計(jì)輸入工具 PSoC Creator，設(shè)計(jì)人員可以使用包含眾多預(yù)建組件和布爾基元的資料庫，輕松創(chuàng)建系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)。使用 CY8C38 系列不僅可以實(shí)現(xiàn)模擬和數(shù)字材料表的集成，而且只需通過簡(jiǎn)單的固件更新，即可輕松納入新的設(shè)計(jì)變更。

圖3 CY8C38 系列PSoC供電系統(tǒng)框圖

CY8C38 系列特性

•單周期8051 CPU內(nèi)核

•工作頻率介于DC~67MHz之間

• 8x8乘法和除法指令

•閃速程序存儲(chǔ)器，高達(dá)64kB，100 000次寫循環(huán)，20年保留時(shí)間， 種安全特性

•高達(dá)8kB的ECC或配置閃存

•高達(dá)8kB的SRAM 存儲(chǔ)器

•高達(dá)2kB的EEPROM存儲(chǔ)器，1M次寫循環(huán)，20年保留時(shí)間

• 24 通道 DMA，多層 AHB 總線訪問

-可編程鏈?zhǔn)矫枋龇蛢?yōu)先級(jí)

-支持高帶寬32位傳輸

•低電壓，超低功耗

•寬廣的工作電壓范圍：0.5V~5.5V

•高效升壓調(diào)節(jié)器(輸入0.5V，輸出 1.8V~5.0V)

•在3MHz下為0.8mA，在6MHz下為1.2mA，在48MHz下為6.6mA

•低功耗模式包括：

-1μA睡眠模式，提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘和欠壓檢測(cè)(LVD)中斷

-200nA休眠模式， RAM保留數(shù)據(jù)

•通用I/O系統(tǒng)

• 28個(gè)~72個(gè)I/O(62個(gè)GPIO、8個(gè)SIO、2個(gè)USBIO)

•可從任意GPIO路由至任意數(shù)字或模擬外設(shè)

•任何GPIO都具有LCD直接驅(qū)動(dòng)功能，能夠驅(qū)動(dòng)多達(dá) 46x16個(gè)段 (Segment)

•任何GPIO均提供CapSense支持

•1.2V~5.5V I/O接口電壓，多達(dá)4個(gè)電壓域

•任何引腳或端口都可設(shè)置成可接受獨(dú)立的可屏蔽IRQ

•施密特觸發(fā)器TTL輸入

•所有GPIO均可配置為開漏高電平/低電平、上拉/下拉、High-Z或強(qiáng)輸出

•在加電復(fù)位(POR)時(shí)可配置GPIO引腳的狀態(tài)

• SIO具有25mA的灌電流能力

•數(shù)字外設(shè)

• 20個(gè)~24個(gè)基于PLD的可編程通用數(shù)字模塊

• Full CAN 2.0b RX 緩沖區(qū)(16 個(gè))和 TX 緩沖區(qū)(8 個(gè))

•全速(FS)USB 2.0 12Mbps(采用內(nèi)部振蕩器)

•多達(dá) 4 個(gè) 16 位可配置定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和 PWM 模塊

•標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫

- 8、16、24 和 32 位定時(shí)器、計(jì)數(shù)

器和 PWM

- SPI、UART、I2C

-目錄中列出的許多其他外設(shè)

•高級(jí)外設(shè)庫

-循環(huán)冗余校驗(yàn) (Cyclic Redundancy Check, CRC)

-偽隨機(jī)序列 (Pseudo Random Sequence, PRS)發(fā)生器

- LIN總線2.0

-正交解碼器

•模擬外設(shè) (1.71V ≤ Vdda ≤ 5.5V)

• -40℃~+85℃ 時(shí)內(nèi)部電壓參考為1.024V±0.1%(14 ppm/℃)

圖4 CY8C38系列典型應(yīng)用電路圖

•具有12位~20位分辨率的可配置

Delta-Sigma ADC

-采樣率高達(dá) 192ksps

-可編程增益級(jí)：×0.25～×16

-12位模式，192ksps，70dB SNR，1位INL/DNL

-16位模式，48ksps，90dB SNR，1位INL/DNL

• 67MHz24位定點(diǎn)數(shù)字濾波器模塊(DFB)，用于實(shí)現(xiàn) FIR 和IIR 濾波器

•多達(dá)四個(gè)8位 8Msps IDAC 或 1Msps VDAC

•四個(gè)響應(yīng)時(shí)間為75ns的電壓比較器

•多達(dá)四個(gè)驅(qū)動(dòng)能力為25mA的未賦 定運(yùn)算放大器

•多達(dá)四個(gè)可配置的多功能模擬模塊。配置示例包括 PGA、TIA、混頻器，以及采樣和保持 (Sample and Hold)

• CapSense支持

•編程、調(diào)試和跟蹤

• JTAG(4線)接口，串行線調(diào)試(Serial Wire Debug, SWD)(2線)接口，以及單線瀏覽器 (Single Wire Viewer, SWV)接口

• 8個(gè)地址斷點(diǎn)和1個(gè)數(shù)據(jù)斷點(diǎn)

• 4kB的指令跟蹤緩沖區(qū)

•支持通過I2C、SPI、UART、USB 以及其他接口進(jìn)行引導(dǎo)加載程序編程

•高精度、可編程時(shí)鐘

•涵蓋整個(gè)溫度和電壓范圍的 3MHz~62MHz內(nèi)部振蕩器

• 4MHz~33MHz晶振，能夠?qū)崿F(xiàn)晶振PPM精度

•內(nèi)部PLL能夠生成高達(dá)67MHz的時(shí)鐘

• 32.768kHz監(jiān)視晶振

•頻率為1kHz、33kHz和100kHz的低功耗內(nèi)部振蕩器

•溫度和封裝

-為-40℃~+85℃工業(yè)級(jí)溫度

- 48引腳SSOP、48引腳QFN、68引腳QFN以及100引腳TQFP封裝可供選擇

CY8CKIT-001 PSoC開發(fā)板

CY8CKIT- 001 PSoC開發(fā)工具包提供了一個(gè)共同的開發(fā)平臺(tái)，可以使用PSoC1，PSoC3，或PSoC 5架構(gòu)中的任何一個(gè)，進(jìn)行原型開發(fā)，并評(píng)估不同的解決方案。套件提供了幾個(gè)示例項(xiàng)目，根據(jù)一步一步的指開發(fā)PSoC解決方案。本套件中包含了PSoC CY8C28，CY8C38，和CY8C55系列處理器模塊。 CY8CKIT- 001 PSoC開發(fā)工具套件支持整個(gè)PSoC1，PSoC3和PSoC 5架構(gòu)。