使用PSoC 3和PSoC Creator簡化應用設計
UDB基于可編程邏輯器件(PLD)技術, 圖 2是UDB的系統(tǒng)結構圖,,每一個UDB都包含
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/113127.htmØ 一個8位的數據通路(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)
數據通路包含一個8位的算術邏輯單元(ALU),兩個累加器,兩個數據寄存器,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;而移位器可以實現左移,右移,高四位與第四位景象調換和無操作四種功能。某種程度上,一個數據通路就像一個“迷你型”處理器,可以處理8位基本運算邏輯功能,如果把多個數據通路以菊花鏈的拓撲連接起來就能實現復雜功能。
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位定點數字濾波器模塊以實現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)以供數字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)使用,除此之外,還包含了內部晶振,內部復位電路,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導設置模塊參數,之后編寫適當的軟件代碼,即可實現所需功能。這種模塊化的設計方法令設計者能夠將更多精力集中在實現應用的功能上,而無需關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),圖中間三個綠色的矩形是三個PWM模塊,右側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最右側的樹狀結構列出了可以使用的功能模塊列表。圖 4是配置PWM模塊時的配置向導,在該向導中,可以設置PWM是8位還是16位,周期,以及占空比等參數。設置結果直接體現在向導上的波形圖中,以便設計者及時檢驗參數設置是否合適。
圖 3 PSoC Creator使用實例
圖 4 PWM模塊圖形配置向導
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信號反饋風扇轉速信息,不同的轉速對應不同的占空比,通過實時檢測反饋的轉速信號,控制可以根據當前服務器內溫度決定是否需要增加或是減少風扇轉速。
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,然后經過一個內部的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值。通過對兩個定時器計數值的計算,即可得出當前PWM信號的占空比。
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