使用PSoC 3和PSoC Creator简化应用设计

摘要：本文首先介绍了Cypress PSoC®3产品功能以及其集成开发环境PSoC Creator的使用方法，然后以一个12路PWM占空比检测模块为例，展示了如何使用PSoC®3和PSoC Creator简化应用设计。

关键字：PSoC®3， PSoC Creator，占空比检测

Abstract: This paper first introduces the basic features information about Cypress PSoC®3 product and fundamental guideline about PSoC Creator, an IDE (Integrated Development Environment) for PSoC®3. This paper also shows how PSoC®3 and PSoC Creator can simplify application design with an example, 12-channel PWM duty cycle measurement.

Keywords: PSoC®3， PSoC Creator，Duty Cycle Measurement

1. 引言

遵循着摩尔定律，半导体技术飞速发展，芯片的计算能力不断增强，内部资源也越来越多，这令使用芯片设计产品的工程师在选择芯片时的视角也发生了变化。设计者不再担心芯片内部资源是否足够，而是更加关心如何能够更快的开发出产品，缩短上市周期。此外，如果能够使用芯片内的丰富资源，替换原有设计中电路板上众多的外围器件，那么无论是在产品开发、 制造还是产品设计保护方面都存在明显优势。Cypress的PSoC®3系列芯片和与之对应的PSoC Creator开发环境即着力满足设计者的上述需求。

2. PSoC®3 简介

PSoC®3是Cypress在第一代可配置片上系统PSoC®1基础之上推出的新一代可配置芯片族，现包含CY8C32，CY8C34，CY8C36和CY8C38四个系列产品。与PSoC®1相比，PSoC®3处理核心基于增强型8051，指令集与标准8051完全兼容，支持乘法和除法指令，最高可运行在67MHz时钟;PSoC®3内部Flash容量最高可达64KB，并且具有多个层次的保护权限设置，能够充分保护Flash内的程序内容不被外部程序或设备读取;PSoC3包含最多8KB的SRAM，以及最多2KB的EEPROM。此外，PSoc®3还提供了具有24个通道，可传输32位数据高性能的DMA模块，可以由CPU动态使能工作或是通过内部连线由模块产生的中断触发。

除了处理核心之外，PSoC®3还包含三个重要组成部分：数字系统(Digital System)，模拟系统(Analog System)以及系统资源(System Wide Resources)，从图 1的片内系统框图可以看出这三个部分通过系统总线(System Bus)与处理核心通信，通过数字内部互联(Digital Interconnect)和模拟内部互联(Analog Interconnect)与芯片管脚连接。

　　图 1 PSoC®3芯片系统框图

数字系统主要包含两个部分：一些专用的功能模块和一组通用数字模块(Universal Digital Block，简称UDB)。一些常用功能，如8位，16位或是32位的定时器(Timer)，计数器(Counter)和脉宽调制(PWM)，SPI，I2C和UART接口，以及CAN总线和Full-Speed USB接口等都可以由专用模块或是UDB实现。有时设计者希望实现一些与应用相关的数字功能，例如马达控制，数字多路器或是与非门逻辑等，此时可以使用UDB实现所需功能。

　　图 2 UDB系统结构图

UDB基于可编程逻辑器件(PLD)技术， 图 2是UDB的系统结构图，，每一个UDB都包含

Ø 一个8位的数据通路(Datapath)

Ø 两个PLD逻辑器件(PLD 12C4)，12位输入，其中8位作为与操作的乘积项

Ø 一个状态与控制模块(Status and Control)

Ø 一个时钟与复位模块(Clock and Reset)

数据通路包含一个8位的算术逻辑单元(ALU)，两个累加器，两个数据寄存器，两个含有4个单元的FIFO以及一个移位器(Shift)。其中，ALU可以配置成加法器，减法器，自增1，自减1，逻辑与，逻辑或，逻辑异或和无操作共八种功能;而移位器可以实现左移，右移，高四位与第四位景象调换和无操作四种功能。某种程度上，一个数据通路就像一个“迷你型”处理器，可以处理8位基本运算逻辑功能，如果把多个数据通路以菊花链的拓扑连接起来就能实现复杂功能。

PSoC®3也具备高性能的模拟系统，以资源较少的CY8C32系列为例，其模拟功能模块包括：

Ø 一个1.024伏内部电压参考，14ppm/℃，误差0.9%上下

Ø 一个可配置的12位Delta-Sigma ADC，采样率最高可达192 ksps，70 dB 信噪比，1 位INL/DNL

Ø 一个8位8Msps的IDAC或是1Msps的VDAC

Ø 两个75ns响应时间的比较器

Ø 一个触摸按键扫描模块

对于资源最多的CY8C38系列，其模拟功能模块更多，甚至包括一个67MHz，24位定点数字滤波器模块以实现IIR、FIR滤波功能。

PSoC®3的系统资源提供了多种可选频率的时钟系