搜索
PSOC原理及操作教程－TheoryandOperationofPsoC1PSOC原理及操作教程TheoryandOperationofPsoC（草稿）(Draft)北京理工大学汽车电子技术创新中心(AETC)BIT-AutomotiveElectronicsTechnicalInnovationCenter2007年6月PSOC原理及操作教程－TheoryandOperationofPsoC2内容介绍汽车已经进入了电脑时代，单片机（微控制器）是汽车电子系统的核心。随着单片机/微控制器技术的发展，出现了新的SoC（SystemonChip单片系统）技术，它将固定的单片机系统模块化，通过编程实现灵活配置，将模拟处理电路集成到系统中，具有体积小、成本低、使用灵活的特点，具有广阔的发展空间。本教程结合美国赛普拉斯（Cypress）公司的Psoc进行介绍，包括Psoc特点、原理，结合程序设计实例进行介绍。本教程为AETC中心本科生全校实验选修课操作教程，也可作为Psoc初学者的入门参考教程。PSOC原理及操作教程－TheoryandOperationofPsoC3目录第一章概述..........................................................................................................................................41.1什么是SOC？........................................................................................................................41.2PSOC与单片机相比的特点...................................................................................................4第二章PSoC的结构与特点................................................................................................................62.1PSOC的总体结构...................................................................................................................62.2与传统单片机系统设计方案的比较......................................................................................9第三章PSoC集成开发环境..............................................................................................................113.1PSOCDesigner的安装..........................................................................................................113.2PSOCIDE的使用..................................................................................................................153.3器件编程器...........................................................................................................................193.4连接用户模块.......................................................................................................................223.5管脚互连...............................................................................................................................233.6应用程序编辑器...................................................................................................................273.6调试.......................................................................................................................................29第四章PsoC程序设计示例...............................................................................................................324.1A/D采集与LED显示...........................................................................................................324.2数字脉宽调制PWM模块实验............................................................................................364.3键盘中断和定时器溢出中断实验........................................................................................374.4AD、DA和LED显示实验...............................................................................................414.5电压比较器模块的使用——正弦信号到方波信号的转换.................................................434.6动态重配置实验....................................................................................................................45附录PSoC功能描述..........................................................................................................................513.1PSOC内核.............................................................................................................................513.2PSOC可编程数字系统.........................................................................................................603.3PSOC可编程模拟系统.........................................................................................................673.4PSOC系统资源.....................................................................................................................71PSOC原理及操作教程－TheoryandOperationofPsoC4第一章概述1.1什么是SOC？把微处理器、存储器、高密度逻辑电路、模拟和混合电路，以及其他电路集成到一个芯片上，构成一个具有信号采集、转换、存储和I/O处理功能的系统，称为片上系统（SoC-SystemonChip）。SoC采用超深亚微米加工工艺、IP（intellectualProperty）内核复用和软硬件协同设计技术，是超大规模集成电路的发展趋势。SOC又称为系统级芯片，它的设计称为集成系统的设计。集成系统和集成电路的关系相当于集成电路和分立元件的关系。在设计过程中，设计者面对的不再是电路芯片，而是能实现设计功能的IP核库。设计者不必要在众多的模块电路中搜索所需要的电路芯片，只需要根据设计功能和固件特性选择相应的IP核。这些IP核将被集成系统复用。这种设计方法从传统的集成电路设计转向集成系统设计，从整个系统的角度出发，把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密地结合在一起，在单个芯片上完成整个系统的功能，设计的重心也从逻辑综合、布局布线转向系统的设计、软硬件的设计以及仿真，它的设计必须是从系统行为级开始的自上向下的设计方法。采用集成系统的设计方法完成同样功能所需的晶体管的数目可以降低很多。集成电路设计方法向集成系统设计方法的转变，不仅是一种概念上的突破，同时也是信息技术发展的必然结果。从应用的角度划分，SoC包括专用型、可编程型（PSoC-ProgrammableSystemonChip）和OEM（OriginalEquipmentManufacturer原始设备生产商）型。可编程型基于IP内核，通过编程来选择构成产品，是SoC主要形式和重要应用方向，也是下面介绍的重点。1.2PSOC与单片机相比的特点PsoC与传统微控制器相比具有如下特点：1、PSoc基于IP内核，通过编程来选择构成产品，具有无与伦比的灵活性，是SoC主要形式和重要应用方向。例如：某一种型号的单片机具有一个16位定时器和一个8位的定时器，那么在用户使用的过程中，只能用这两个定时器；PSoc则不同，以Cypress公司的CY8C29466为例，它里面提供了四种分别是8位、16位、24位和32的定时器，用户在使用的过程中可以根据需要在一定范围内灵活的选择自己需要的定时器，可以使用多个同一种定时器，也可以使用多种定时器，具有很大的灵活性。2、数字模块、模拟模块和MCU集成在一起。如图1.1所示PSoc不仅包含了一般的单片机具有的常用的数字模块，它还包含了多种放大器、电压比较器、模数转换、数模转换、滤波器PSOC原理及操作教程－TheoryandOperationofPsoC5和用来测量自身微控制器温度的FlashTemp模块。高度的集成化使得用户的设计快速高效且节省元器件。3、强大但简单易用的工具用户模块。用户模块是PSoC中预先定义和配置好的数字和模拟模块，并已对寄存器参数初始化。用户在使用的过程中只需要选择用户模块并对一些必要进行简单的配置即可。4、强大而高效的开发工