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图侑杭
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1 AN79953 作者 :Ronny Liu 相关项目 : 有适用器件 :PSoC 4100/4200 系列软件版本 :PSoC Creator 2.2 SP1 相关应用文档 : 点击本链接关于本应用文档如果您有任何问题或者反馈意见, 请发送邮件至 :rliu@cypress.com 摘要 AN79953 初步介绍了 PSoC 4, 一个以 ARM Cortex -M0 作为核心的单芯片可编程器件这篇应用文档介绍了芯片架构以及 ARM 芯片是如何与 PSoC 的可编程模拟和数字子系统一起构建应用本文档还介绍了开发工具以及何处可以获得相关的开发资料文中还提供了一个示例项目, 示范如何使用 PSoC Creator 集成开发环境来进行开发目录简介... 1 PSoC 4 特性... 2 ARM Cortex-M0 处理器和存储器... 2 可定制的数字外设... 2 创新的模拟外设... 3 低功耗以和模式切换... 4 系统资源... 5 PSoC 开发工具... 6 软件工具... 6 硬件开发套件... 7 入门项目实践... 8 项目简介... 8 第一部分建立项目... 8 第二部分器件编程总结 PSoC 开发者资源入门资源进阶资料高级主题全球销售和设计支持简介 PSoC 是一颗真正的可编程单芯片系统, 它集成了可配置的模拟和数字外设, 内嵌存储器以及微处理器 PSoC 家族包括有 PSoC 1 PSoC 3 PSoC 4 和 PSoC 5LP 系列产品 PSoC 内置了处理器, 但是它有别于传统的单片机一个典型的单片机往往包含一个处理器单元 ( 例如 8051 或者 ARM), 同时还有一系列的外设, 处理器在芯片中扮演着核心的角色, 它管理着所有的数据流和时序离开了这个核心, 单片机不再是一个独立的单片机 PSoC 则完全不同如图 1 所示, 系统中的处理器, 模拟子系统, 数字子系统和输入 / 输出系统都是同等重要, 都能相对独立的工作系统的核心不再是处理器本身, 而是各个子系统的互联以及可编程性换言之,PSoC 是通用单片机的一个超集你可以通过编程用 PSoC 来模拟通用单片机, 但是无法使用一个通用单片机来模拟实现 PSoC 的功能这篇应用文档介绍了可编程单芯片系统的概念, 尤其是着重介绍了基于 ARM Cortex-M0 的 PSoC 4 产品系列通过本文档, 您可以理解 PSoC 4 的基本情况, 以及它可能适用的项目类型您还可以通过本文档了解强大的图形化集成开发环境 PSoC Creator, 这个软件支持 PSoC 家族的 3,4 和 5LP 系列文档编号版本 ** 1

你可以实现多种数字逻辑功能, 例如定时器, 计数器, 脉宽调制, 串行通信, 以及其他逻辑这些功能都已用组件的形式实现, 在 PSoC 的软件开发工具中提供给用户图 2.

2 PSoC 4 特性如图 1 所示,PSoC 4 具有完备的功能集合, 包括处理器和存储器系统, 数字子系统, 模拟子系统以及其它系统资源以下章节简要介绍 PSoC 4 的主要特性, 要了解详细信息, 请参考 PSoC 4 的器件手册, 技术参考手册和其他相关的应用文档图 1. PSoC 4200 架构可定制的数字外设 PSoC 4 系列芯片提供了丰富的数字外设, 它们包括赛普拉斯独有的通用数字模块 (UDB), 可复用的串行通信模块, 可配置的定时 / 技数 / 脉宽调制 (TCPWM) 模块, 等等所有这些外设都是高度可配置的, 用户可以定制这些模块的功能来满足不同的项目需求基于 PLD 的 UDB UDB 模块提供了一种更灵活的设计手段使用 UDB, 你可以实现多种数字逻辑功能, 例如定时器, 计数器, 脉宽调制, 串行通信, 以及其他逻辑这些功能都已用组件的形式实现, 在 PSoC 的软件开发工具中提供给用户图 2. 基于 PLD 的 UDB ARM Cortex-M0 处理器和存储器 PSoC 4 系列内置 32 位的 ARM Cortex-M0 处理器, 它支持 16 位指令集和 Thumb-2 指令集合的子集, 因此它向上兼容更高性能的 Cortex 处理器 Cortex-M0 支持 48M 的最大工作频率, 提供最高 43 DMIPS 的处理能力 PSoC 4 在处理器中纳入了一个单周期的 32 位硬件乘法器, 一个唤醒中断控制器, 以及嵌套向量中断管理控制器 (NVIC), 支持 32 个中断源 PSoC 4 还内置了 4 KB 的静态存储器 (SRAM) 和 32 KB 的闪存 (FLASH) 专门的闪存访问加速模块和处理器紧密合作, 使得闪存的平均访问速度达到单周期 SRAM 访问速度的 85% 如图 2 所示, 每个 UDB 内有两个 12C4 的 PLD, 每个 PLD 有 8 个乘积项, 支持 12 个输入, 以及 4 个宏单元输出 UDB 中的 PLD 从布线模块或者寄存器获得得输入信号, 来控制状态机以及数据通道单元 (Datapath), 最终输出信号需要指出的是, 用户并不需要精通硬件描述语言来使用 UDB, 赛普拉斯公司的软件开发工具能够从你的硬件原理设计直接生成目标代码图中 Datapath 包含了一个 8 位的单周期算术逻辑运算组件, 它带有一个比较和条件跳转的逻辑电路 Datapath 还包括了一个基于存储器 (RAM) 的控制单元, 用来选择某个指令周期需要执行的操作 Datapath 能被用来实现很多的功能, 比如定时器, 计数器,PWM,PRS,CRC 校验等等除了 PLD 和 Datapath,UDB 里还有时钟复位控制单元, 以及状态和控制寄存器, 它们被用来实现处理器和 UDB 之间的通信以及同步 PSoC 4 共有 4 个 UDB 模块, 每个 UDB 都能通过智能布线系统互联,PLD 和 Datapath 能够被串联以实现更高性能的一些功能模块文档编号版本 ** 2

3 可配置的串行通信模块 (SCB) PSoC 4 有两个串行通信模块 (SCB), 通过简单的配置, 同一个硬件接口可以被配置为 SPI I2C 或者 UART 值得一提的是重配置可以实时发生, 例如在一个设计中,SCB 被配置为 UART 来进行固件更新, 更新完成后固件可以把该接口重新配置为 I2C, 整个过程不需要芯片复位 PSoC 4 的 SCB 模块支持广泛的串口通信协议, 以下为支持的协议列表 : 可作为标准的 SPI 主器件或从器件, 并支持 Motorola Texas Instruments 和 National Semiconductor 协议标准的 UART 协议, 并支持 SmartCard 读卡器本地互联网络和 IrDA 协议可作为标准的 I2C 主器件或从器件支持 SPI 和 I2C 的 EZ 模式支持 SPI 和 I2C 的低功耗 ( 深度睡眠 ) 模式 ( 需使用外部时钟 ) 参阅技术参考手册以获得详细信息可编程的定时 / 技术 / 脉宽调制模块 (TCPWM) PSoC 4 有四个定时 / 计数 / 脉宽调制模块 (TCPWM), 每个 TCPWM 使用专用的硬件逻辑实现了一个 16 位的定时器, 计数器或者脉宽调制器每个 TCPWM 提供了一对互补的输出在死区模式下, 通过插入一段死区, 可以获得两个互不重叠的 PWM 输出, 参见图 3 图 3. PWM 的死区控制除了实现通用的定时计数或者脉宽调制以外,PSoC 4 还提供了捕获寄存器 (Capture register) 来记录某个时间发生时的计数值, 时间寄存器 (Period register) 用来当计数值达到时间寄存器预设值时, 停止或者重新装载计数器, 还有比较寄存器 (Compare register), 用来产生比较数值从而控制 PWM 的占空比 PSoC 4 还提供了关断 (Kill) 信号以方便控制例如在电机控制系统中,Kill 信号可以在过流发生时被用于立刻关闭 FETs, 免除了软件的处理的额外开销创新的模拟外设 PSoC 4 的模拟子系统包括了精密电流 / 电压参考电路连续时间模块 (CTBm) 一个高速的 12 位逐次逼近型模数转换 (SAR ADC) 触控感应模块 (CapSense) 片上温度传感器以及段式液晶控制器以下对部分模块进行了介绍连续时间模块 (CTBm) 如图 4 所示,CTBm 包括有一个开关矩阵, 两个完全相同的运算放大器 (OpAmp)- 它可以被配置为比较器或者电压跟随器, 每个运算放大器中有一个电荷泵, 还有数字信号接口图 4. CTBm 中的运算放大器带有硬件定序的高精度模数转换 (ADC) PSoC 4 内置一个逐次逼近型模数转换器 (SAR ADC), 它的核心支持 12 位的分辨率, 在工作在 18 MHz 时每秒能采样高达 100 万次文档编号版本 ** 3

4 图 5. SAR ADC 结构图在关注功耗的应用中, 当器件进入休眠模式时, 低功耗比较器仍然能够工作, 它可以被用来监控输入并产生一个输出, 作为中断或者唤醒源来唤醒处理器 P2.0 - P2.7 如图 5 所示, SAR ADC 前端是一个多路选择器 (SARMUX), 最高支持 8 路外部管脚信号或者内部信号 ( 来自模拟总线温度传感器 CTBm 等等 ) 图中 SARREF 模块为 ADC 提供了多种参考电压选择定序器 SARSEQ 可用于控制 SARMUX 和 SARADC 以实现按照配置的模式进行扫描 SARSEQ 的存在使得所有的控制可完全不依赖于处理器, 它同时还提供了一些简单的预处理功能, 比如对输出数据进行平均, 超限处理, 等等触控感应模块 (CapSense ) PSoC 4 的 CapSense 模块支持全面的触控感应这个特性利用用电容感应来实现按键滑条触摸板以及接近感应其基本原理是通过测量手指和感应平面之间的电容大小来获知位置和动作信息 PSoC 4 的 CapSense 采用了 delta-sigma 运算, 实现了大于 5:1 的信噪比 (SNR) 另外提供的屏蔽电极, 使得接近感应的实现和防水设计更为方便所有的通用输入输出管脚 (GPIO) 都可配置为 CapSense 的电极或者屏蔽电极另外 PSoC 4 还使用了伪随机序列 (PRS) 时钟源, 大大改善了系统的电磁干扰 (EMI) 段式液晶驱动 PSoC 4 的段式液晶驱动器使用了不同的脉宽调制驱动模式 (1/2 偏置或 1/3 偏置波形 ) 来产生不同的液晶驱动波形 (A 类或者 B 类 ) 这样的灵活设计兼顾了低功耗模式 ( 例如深度睡眠 ) 下的驱动需求 PSoC 4 的段式液晶驱动支持最多 4 个公共端 ( Common ), 所有的 GPIO 都可以配置为公共端 (Common) 或者区段端 (segment) PSoC 4 支持总共 8 路可独立配置的输入通道, 另外还支持一路额外的插入通道每个通道都可以独立配置来选择单端 / 差分模式分辨率等参数模数转换结果经过双缓冲结构, 可以实现简单的预处理转换的触发可以来自于多种方式 - 软件定时器外部管脚或者 UDB 这个特性使得用户可以非常灵活的进行系统开发低功耗以及以及模式切换 PSoC 4 系列芯片支持业界最宽广的供电范围, 它允许的工作电压从 1.71v 到 5.5v 这个芯片系列支持高达 5 种功耗模式, 其中非保持的关闭模式消耗仅 20nA 的电流所有的功耗模式以及模式切换可以参考表 1: 低功耗比较器 PSoC 4 的休眠电源域有两个低功耗比较器, 它们能够在除了关闭模式以外的其它所有功耗模式下工作这个模块也是高度可配置的, 你可以选择功耗模式和响应速度选择使能 / 关闭迟滞功能以适应不同的噪声环境, 也可以定制修正值模式描述唤醒源唤醒动作工作工作模式, 所有外设均可用不适用不适用睡眠处理器进入睡眠, 内存 (SRAM) 数据能够保持, 所有外设均工作任何中断中断深度睡眠所有内部供电来自深度睡眠电压调制器, 主时钟和高速外设均关闭只有低速时钟 (32 khz) 仍然可用来自低速外设异步或者低功耗的模拟外设能够唤醒系统端口中断低功耗比较器 SCB 看门狗定时器中断休眠关闭只有 SRAM 和 UDB 的数据能保持, 多数内部电源均关断, 唤醒智能来自端口中断或者低功耗比较器输出所有内部供电均关断, 只有 GPIO 状态能保持, 唤醒智能来自系统复位或者外部专用唤醒管脚 (P0.7) 端口中断低功耗比较器输出系统复位专用唤醒管脚 (P0.7) 复位复位文档编号版本 ** 4

5 系统资源 PSoC 4 系统资源包括一些常用的功能, 例如看门狗定时器复位系统等等另外还有其他的特别的设计, 包括电源系统输入输出系统可编程时钟器件安全等等供电与电源监测 PSoC 4 允许业界最为宽广的供电电压范围 (1.71v- 5.5v) 为了支持不同的功耗模式, 内部还有多种调压器来支持不同的功耗模式, 这包括工作模式调压器精密源调压器深度睡眠调压器和休眠调压器丰富的电源检测手段是 PSoC 4 的一个特别设计各种电压检测, 包括上电复位各种条件的低掉电检测低压检测等等上电复位电路为系统提供复位脉冲信号, 掉电检测电路则保护了器件在掉电是免受损害低压检测则准确的监控外部供电的电压波动所有以上的检测都会被记录在芯片的寄存器中, 使得用户能够进行系统分析时钟系统 PSoC 4 提供了两种内部时钟, 一个是精度为 ±2% 的,3-48 MHz 的内部主时钟 (IMO), 另一个是 32 khz 的低速时钟 (ILO) 赛普拉斯的 PSoC Creator 软件提供了 ILO 校准组件, 使用它可以使 ILO 达到 ±10% 的实时精度它还允许外接 1-48 MHz 的外部时钟 PSoC 4 带有四个外设时钟分频模块, 每个内置了三个可串联的 16 位分频器这样的设计使得时钟系统可以通过编程来满足大多数的应用时钟系统的架构请参见图 6: 图 6. 时钟系统器件安全性 PSoC 4 提供了一系列的安全特性来保护开发者的知识产权其内置的 Flash 的每个行都有一个单独的保护位, 这些保护信息保存在 Flash 的管理区块为了达到更高的安全级别, 器件的调试接口可以被固件禁止 - 当禁止后, 要重新打开调试功能的办法就是清除 Flash 的内容并且重新烧写新的带有使能调试的固件另外, 所有的器件接口可以被永久禁止, 这样可以防止通过恶意编程或者利用中断 Flash 的烧写来进行攻击注意永久禁止接口会使得芯片不能够进行缺陷分析, 因为即使是赛普拉斯公司也不能够再访问这些接口因此在大多数的应用中并不推荐采用这样的措施输入输出系统 (I/O) 输入输出系统提供了处理器内核以及周边器件和外界通信的桥梁 PSoC 的灵活性使得信号可以被路由至任意的管脚, 这大大方便了电路设计和布线通过智能路由系统, 大多数的数字外设 ( 除了串行通信模块 ) LCD 和 CapSense 都能把信号路由至任何一个通用输入输出 (GPIO) 管脚其他的模拟外设也可以通过两根模拟总线来控制其信号通路每个 GPIO 都能被单独配置为表 1 中 8 种模式中的一种每个 GPIO 管脚都能被单独的配置为快或慢的输出压摆率 (Slew rate), 每个 GPIO 管脚都能被配置为 CMOS 兼容或者 LVTTL 兼容模式所有上述的控制都是独立可编程的表 1. GPIO 驱动模式 Fig. Drive Mode Data = 1 Data = 0 0 High-Impedance Analog High Z High Z 1 High-Impedance Digital High Z High Z 2 Resistive Pull-up Res 1 (5k) Strong 0 3 Resistive Pull-down Strong 1 Res 0 (5k) 4 Open Drain, Drives Low High Z Strong 0 5 Open Drain, Drives High Strong 1 High Z 6 Strong Drive Strong 1 Strong 0 7 Resistive Pull-up and - down Res 1 (5k) Res 0 (5k) 文档编号版本 ** 5

PSoC 开发工具图 7. PSoC Creator 组件库软件工具 Cypress 强大的软件集成开发环境,PSoC Creator, 支持 PSoC 3/4/5LP 系列器件这个革命性的软件提供了友好的图形界面, 代码编辑管理, 以及强大的软硬件综合设计能力你可以从 www.cypress.

6 PSoC 开发工具图 7. PSoC Creator 组件库软件工具 Cypress 强大的软件集成开发环境,PSoC Creator, 支持 PSoC 3/4/5LP 系列器件这个革命性的软件提供了友好的图形界面, 代码编辑管理, 以及强大的软硬件综合设计能力你可以从免费获得该软件以下章节介绍了 PSoC Creator 的基本概念工作空间 / 项目项目管理了设计的所有资源, 包括原理图, 资源, 源代码, 以及生成的代码工作空间则管理着一个或多个项目项目总是一个工作空间的一部分, 而一个工作空间可以包括一个或多个可以同时操作的项目组件 / 实例组件定义和实现了某个特定的功能, 它包括一整套方便开发者使用的资源, 如原理图符号, 相关代码和函数接口, 以及参考文档一个常见的组件的例子是定时器 / 计数器 PSoC Creator 提供了丰富的组件库 ( 参见图 7), 方便用户进行快速的硬件和软件开发用户也可以自己定制组件, 便于项目的复用管理当用户从组件库中选择应用一个组件时, 一个实例就会生成在一个项目中你可以有同一个组件的多个实例, 只要你选择的器件有足够多的硬件资源文档编号版本 ** 6

工具集合 PSoC Creator 工具集合允许你使用抽象的符号来进行设计, 从而使你能专注在高层的架构工作文本编辑器, 或者叫代码编辑器, 提供了源代码查看和编辑的功能就像和其它厂商的单片机开发一样, 你总是可以通过写代码来开发固件然而,PSoC Creator 还提供了更加方便的图形化开发界面, 你可以用电路原理图的方式来实现你的设计并且让

PSoC Creator 还能将生成的代码烧写到器件中 PSoC Creator 支持不同的烧写工具, 比如 CY8CKIT-002 MiniProg3 当然,PSoC Creator 也完全支持调试功能, 参见图 9. 图 9. 使用 PSoC Creator 进行调试图 8.

7 工具集合 PSoC Creator 工具集合允许你使用抽象的符号来进行设计, 从而使你能专注在高层的架构工作文本编辑器, 或者叫代码编辑器, 提供了源代码查看和编辑的功能就像和其它厂商的单片机开发一样, 你总是可以通过写代码来开发固件然而,PSoC Creator 还提供了更加方便的图形化开发界面, 你可以用电路原理图的方式来实现你的设计并且让 PSoC Creator 自动生成大部分的底层代码原理图窗口可以方便你创建和修改设计的草图 ( 如图 8) 全局设计资源 (DWR) 窗口提供了用户界面来管理所有的设计资源如管脚, 时钟, 中断,DMA 等等编译 / 编程 / 调试当你创建一个项目时,PSoC Creator 选择合适的工具链 ( 代码生成, 编译器, 连接工具等 ) 来构建项目 PSoC Creator 还能将生成的代码烧写到器件中 PSoC Creator 支持不同的烧写工具, 比如 CY8CKIT-002 MiniProg3 当然,PSoC Creator 也完全支持调试功能, 参见图 9. 图 9. 使用 PSoC Creator 进行调试图 8. 原理图工具硬件开发套件 Cypress 提供了丰富的开发套件来满足不同的应用其中最基本的平台为 CY8CKIT-001 开发套件, 它可以通过增加处理器模块来支持 PSoC 1 PSoC 3 PSoC 4 和 PSoC 5LP 系列 PSoC 4 Pioneer 开发板 (CY8CKIT-042) 是特别支持 PSoC 4200 的, 具有非常低的成本的评估套件文档编号版本 ** 7

入门项目实践这个环节将带领读者使用 PSoC Creator 来开发一个实际的项目通过这个实践, 读者可以获得 PSoC Creator 的基本信息, 初步了解 PSoC 4, 以及系统可编程的基本概念同时, 读者可以了解 PSoC 相比较通用 MCU 的优越性

选择 File New Project 项目简介这个设计简单的驱动一个全彩 LED 如图 10 所示, 全彩 LED 本质上由三个独立的红色绿色和蓝色的单色 LED 组成根据混色原理, 当改变任意一个单色 LED 的驱动电流的时候, 全彩 LED

选择空的 PSoC 4 的项目模板, 输入项目名称 My_First_Project, 如图 12 所示选择您的项目路径, 然后点击 OK, 一个项目文件夹会自动在您指定的路径产生, 这个文件夹包括了所有项目文件图 12.

8 入门项目实践这个环节将带领读者使用 PSoC Creator 来开发一个实际的项目通过这个实践, 读者可以获得 PSoC Creator 的基本信息, 初步了解 PSoC 4, 以及系统可编程的基本概念同时, 读者可以了解 PSoC 相比较通用 MCU 的优越性 2. 启动 PSoC Creator, 从 File 菜单中选择 New Project, 如图 11 所示图 11. 选择 File New Project 项目简介这个设计简单的驱动一个全彩 LED 如图 10 所示, 全彩 LED 本质上由三个独立的红色绿色和蓝色的单色 LED 组成根据混色原理, 当改变任意一个单色 LED 的驱动电流的时候, 全彩 LED 的显示颜色会发生变化图 10. PWM 驱动彩色 LED 3. 选择空的 PSoC 4 的项目模板, 输入项目名称 My_First_Project, 如图 12 所示选择您的项目路径, 然后点击 OK, 一个项目文件夹会自动在您指定的路径产生, 这个文件夹包括了所有项目文件图 12. 创建空的 PSoC 4 项目在这个设计中,PSoC 4 用一路 PWM 来驱动全彩 LED 中的一个单色 LED, 这个 PWM 有着固定的占空比另外一路 PWM 驱动第二个单色 LED, 这路 PWM 我们设计为占空比可变的, 这样, 我们可以看到全彩 LED 的颜色是周期性变化的第一部分建立项目这个部分带领你一步一步的遍历项目创建的过程, 包括从创建空的项目, 到进行硬件和软件设计您也可以跳过一些简单步骤直接演示项目 : 1. 首先, 您需要安装 PSoC Creator 2.2 SP1 开发软件你可以从免费获得该软件文档编号版本 ** 8

将组件拖放到原理图中继续点击配置窗口的 PWM 页面, 更改部分属性如图 15 所示在本例中, 禁止中断和所有输入信号,

Pin) 7. 配置数字输出管脚, 仅将其名字改为 LED_1, 保留其他默认设置如图 16 所示图 16.

9 4. 在工作空间窗口, 打开文件 TopDesign.cysch, 也就是项目的原理图文件从组件库中, 拖拽一个 PWM 的组件到设计页面上, 如图 13 所示图 13. 将组件拖放到原理图中继续点击配置窗口的 PWM 页面, 更改部分属性如图 15 所示在本例中, 禁止中断和所有输入信号, 设置 period 值为 254, compare 值为 127 这将产生一个 50% 占空比的 PWM 点击 Apply 或者 OK 以保存设置图 15. 配置 PWM_1 属性 6. 现在给 PWM 提供时钟和输出管脚从组件库中选择时钟 ( Clock ) 组件和数字输出管脚 ( Digital Output Pin) 7. 配置数字输出管脚, 仅将其名字改为 LED_1, 保留其他默认设置如图 16 所示图 16. 配置数字输出管脚 5. 双击原理图上放置的 PWM 组件, 在弹出的属性页面进行配置, 如图 14 所示在这个例子中, 改变 PWM 组件的名字为 PWM_1, 并且选择 PWM 模式图 14. 配置 PWM 文档编号版本 ** 9

8. 配置时钟频率为 100 赫兹, 保留其他默认属性如图 17 所示图 17. 配置时钟组件 9.

$c 文件, 添加以下代码 : void main() { /* Initialize PWM */ PWM_1_Start ();$ $PWM_1_TriggerCommand ( PWM_1_MASK, PWM_1_CMD_START); } for (;;) { /* Place$ 组件连线 10.

10 8. 配置时钟频率为 100 赫兹, 保留其他默认属性如图 17 所示图 17. 配置时钟组件 9. 选择连线工具, 如图 18 所示 ( 你也可以使用快捷键 w ) 图 18. 选择连线工具在本例中, 仅使用了 PWM 的两个编程接口来初始化 PWM 从工作空间索引中打开 main.c 文件, 添加以下代码 : void main() { /* Initialize PWM */ PWM_1_Start (); PWM_1_TriggerCommand ( PWM_1_MASK, PWM_1_CMD_START); } for (;;) { /* Place your application code here. */ } 图 20. 工作空间索引将所选用的组件进行连线如图 19 所示图 19. 组件连线 10. 现在我们可以添加一些代码来点亮 LED 了从 Build 菜单选择 Build My_First_Project, 这时在工作空间的索引窗口里您会注意到 PSoC Creator 为 PWM Clock 和数字输出管脚等组件自动生成了一些代码, 如图 20 所示这些文件实现了 PWM Clock 数字输出管脚等相关的所有底层代码和编程接口参见组件数据手册获得所有编程接口的信息文档编号版本 ** 10

11. 在最终完成这个初始设计之前, 我们还需要为设计分配物理管脚首先选择您所使用的器件 - 点击菜单 Project Device Selector 并选择合适的器件型号, 如图 21 所示图 21. 器件选择 13.

一个异或门逻辑组件和另外一个数字输出管脚 14. 改变新增的数字输出管脚的名字为 LED_2, 保留其他默认设置 15.

最终原理图参考, 从工作空间索引打开 My_First_Project.cydwr ( 全局设计资源文件 )- 点击管脚页面您将会看到图形化的器件描述为设计中的数字输出管脚分配所需要的物理管脚 ( 本例中使用 P0[2]), 如图 22 所示图 22.

11 11. 在最终完成这个初始设计之前, 我们还需要为设计分配物理管脚首先选择您所使用的器件 - 点击菜单 Project Device Selector 并选择合适的器件型号, 如图 21 所示图 21. 器件选择 13. 为了产生一个占空比持续改变的 PWM, 我们使用两路 PWM, 他们都是 50% 的占空比, 但是他们的 period 值有一点差异, 这样如果使他们经过一个异或门, 异或门将输出一个占空比变化的 PWM 在原理图上放置另外两个 PWM 组件一个异或门逻辑组件和另外一个数字输出管脚 14. 改变新增的数字输出管脚的名字为 LED_2, 保留其他默认设置 15. 改变两个新增的 PWM 的名字为 PWM_2 和 PWM_3 保持着两个组件的其它配置与步骤 5 完全一致唯一的改动是将 PWM_3 的 period 值配置为 256,compare 值配置为如图 23 所示连接各个组件图 23. 最终原理图参考, 从工作空间索引打开 My_First_Project.cydwr ( 全局设计资源文件 )- 点击管脚页面您将会看到图形化的器件描述为设计中的数字输出管脚分配所需要的物理管脚 ( 本例中使用 P0[2]), 如图 22 所示图 22. 分配物理管脚 17. 打开 My_First_Project.cydwr 选择管脚页面, 为原理图中的管脚分配物理管脚, 如所示图 24. 分配物理管脚 12. 现在你可以最终编译项目点击菜单 Build Generate Application 如果没有编译错误的话 PSoC Creator 会产生相关的项目文件您可以现在就在硬件平台上验证这个设计或者, 继续下一步来对第二个单色 LED 进行控制文档编号版本 ** 11

$c 中增加代码, 初始化新增的 PWM 组件最终代码如下 : void main() { /* Initialize PWMs */ PWM_1_Start (); PWM_1_TriggerCommand ( PWM_1_MASK, PWM_1_CMD_START); PWM_2_Start ();$ $PWM_2_TriggerCommand ( PWM_2_MASK, PWM_2_CMD_START); PWM_3_Start (); PWM_3_TriggerCommand ( PWM_3_MASK, PWM_3_CMD_START); } for(;;) { /* Place your application code here.$ 设定调试目标 Connect the Pins 3. 如图 27 所示, 从 Debug 菜单, 选择 Program 对目标器件进行编程, 这里使用的是第一部分教程中产生的目标文件编程状态会显示在 PSoC Creator 窗口的左下角的状态栏中, 如图 28 所示图 27.

设定调试目标 Connect the Pins 3. 如图 27 所示, 从 Debug 菜单, 选择 Program 对目标器件进行编程, 这里使用的是第一部分教程中产生的目标文件编程状态会显示在 PSoC Creator 窗口的左下角的状态栏中, 如图 28 所示图 27.

12 18. 在 main.c 中增加代码, 初始化新增的 PWM 组件最终代码如下 : void main() { /* Initialize PWMs */ PWM_1_Start (); PWM_1_TriggerCommand ( PWM_1_MASK, PWM_1_CMD_START); PWM_2_Start (); PWM_2_TriggerCommand ( PWM_2_MASK, PWM_2_CMD_START); PWM_3_Start (); PWM_3_TriggerCommand ( PWM_3_MASK, PWM_3_CMD_START); } for(;;) { /* Place your application code here. */ } 19. 最后, 如步骤 8 所述, 重新编译项目如果您有赛普拉斯 Pioneer(CY8CKIT-042) 开发板的话, 您可以直接在开发板上运行生成的代码, 不需要任何改动 2. 在弹出的 Select Debug Target 对话框中, 点击 Port Acquire, 如所示点击 OK 关闭对话框图 26. 设定调试目标 Connect the Pins 3. 如图 27 所示, 从 Debug 菜单, 选择 Program 对目标器件进行编程, 这里使用的是第一部分教程中产生的目标文件编程状态会显示在 PSoC Creator 窗口的左下角的状态栏中, 如图 28 所示图 27. 对目标器件进行编程第二部分器件编程这个部分介绍了怎样使用 PSoC Programmer 进行编程, PSoC Creator 中也集成了菜单来调用该软件如果您在开发自己的硬件, 以下信息会帮助你了解如何使用硬件调试器 / 编程器, 例如赛普拉斯的 MiniProg3 如果您在评估赛普拉斯 Pioneer 开发板 ( CY8CKIT- 042), 您只需要连接 USB 线, 而不需要额外的调试编程器件图 28. 编程状态 1. 从 PSoC Creator 的 Debug 菜单中, 选择 Select Debug Target, 如图 25 所示图 25. 选择调试目标 4. 当编程结束, 开发板上的 PSoC 会自动复位, 处理器会开始运行代码文档编号版本 ** 12

13 总结这篇应用文档概述了 PSoC 4 的基本情况和它的开发环境从这篇文档你可以感受到 PSoC 和通用单片机的不同之处使用 PSoC 您可以突破传统单片机的限制, 着眼在单个器件上进行完整系统的开发要了解关于 PSoC 4 的更多信息, 请参考附录中的 PSoC 开发者资源章节. 相关应用文档 AN PSoC 1 入门 AN PSoC 3 入门 AN PSoC 5LP 入门 AN PSoC 4 CAPSENSE 设计指南关于作者姓名 : 职位 : 背景 : 电邮 : Ronny Liu 应用工程师电子工程硕士 rliu@cypress.com 文档编号版本 ** 13

附录 PSoC 开发者资源进阶资料如果你想进一步了解 PSoC 4, 或者准备开始进行项目设计, 表 3 列出了更多的详细资料开发者可以获取的资源包括数据手册, 参考手册, 视频, 应用文档, 等等入门资源除了本应用文档以外, 表 2 还列出了其他的一些资源以方便入门者了解 PSoC 4 表 2. 入门者资源资源 PSoC 4 主页快速入门指南视频介绍何处获得 www.

14 附录 PSoC 开发者资源进阶资料如果你想进一步了解 PSoC 4, 或者准备开始进行项目设计, 表 3 列出了更多的详细资料开发者可以获取的资源包括数据手册, 参考手册, 视频, 应用文档, 等等入门资源除了本应用文档以外, 表 2 还列出了其他的一些资源以方便入门者了解 PSoC 4 表 2. 入门者资源资源 PSoC 4 主页快速入门指南视频介绍何处获得 Products Programmable System-on-Chip PSoC 4 PSoC Creator 菜单 : Help Documentation Quick Start Guide Support Videos & Technical Training 快速入门指南 PSoC Creator 包含了大量的文档和示例, 以及入门指南, 请参考图 29 图 29. 快速入门指南表 3. 进阶资源资源器件数据手册器件勘误表 PSoC Creator 帮组文档 PSoC Creator 组件数据手册 PSoC Creator 系统参考手册应用文档知识库开发板培训何处获得 Support Documentation Datasheets Support Documentation Errata PSoC Creator 菜单 : Help Topics Support Documentation Component Datasheets PSoC Creator 菜单 : Help Documentation System Reference Guide Support Application Notes Programmable System-on-Chip Support Knowledge Base Programmable System-on-Chip Support Development Kits/Boards Programmable System-on-Chip 器件数据手册器件数据手册提供了器件功能的简介管脚描述器件的性能指标和固定外设的电气特性勘误表提供了数据手册数据的勘误信息 PSoC Creator 帮助主题 PSoC Creator 软件集成的帮助菜单能方便用户实时的获得帮助组件数据手册 Cypress 提供的每个组件都会带有数据手册, 它提供了使用这个组件所需要的所有信息, 比如功能描述, 接口函数介绍, 电气特性等等当你在 PSoC Creator 中打开组件的配置窗口, 你会看到数据手册的链接你也可以在赛普拉斯网站获得这些资料文档编号版本 ** 14

15 PSoC Creator 系统指南详细描述了赛普拉斯器件提供的功能, 以方便用户获得相关信息, 如时钟, 存储, 低功耗模式等等这些功能不属于任何组件但是会被组件所使用基本培训赛普拉斯网站提供了一系列的文档, 示例代码, 视频等等来帮助用户理解 PSoC 器件高级主题如表 4 所示, 对于有经验的开发者, 有很多深入的材料来帮助他们进行开发表 4. 资深开发者资源资源何处获得器件技术参考手册 PSoC Creator 组件作者指南 Support Documentation Technical Reference Manuals PSoC Creator 菜单 : Help Documentation Component Author Guide 技术参考手册详述了所有的周边资源, 包括寄存器级别的描述该文档分为两个部分, 架构参考手册和寄存器参考手册组件开发者指南为组件开发者提供了指南文档编号版本 ** 15

16 修正记录文档标题 : PSoC 4 入门 AN79953 文档编号 : 版本 ECN 编号发起者提交日期变动描述 ** RLIU 4/20/2013 首次翻译自 AN79953 *A 文档编号版本 ** 16

全球销售和设计支持赛普拉斯公司拥有一个由办事处解决方案中心工厂和经销商组成的全球性网络要找到距您最近的办事处, 请访问赛普拉斯所在地产品汽车时钟与缓冲器接口照明和电源控制存储器 PSoC 触摸传感 USB 控制器无线 / 射频 cypress.com/go/automotive cypress.com/go/clocks cypress.

17 全球销售和设计支持赛普拉斯公司拥有一个由办事处解决方案中心工厂和经销商组成的全球性网络要找到距您最近的办事处, 请访问赛普拉斯所在地产品汽车时钟与缓冲器接口照明和电源控制存储器 PSoC 触摸传感 USB 控制器无线 / 射频 cypress.com/go/automotive cypress.com/go/clocks cypress.com/go/interface cypress.com/go/powerpsoc cypress.com/go/plc cypress.com/go/memory cypress.com/go/psoc cypress.com/go/touch cypress.com/go/usb cypress.com/go/wireless PSoC 解决方案 psoc.cypress.com/solutions PSoC 1 PSoC 3 PSoC 4 PSoC 5LP Cypress 开发者社区 Community Forums Blogs Video Training 技术支持 cypress.com/go/support PSoC 是赛普拉斯半导体公司的注册商标此处引用的所有其他商标或注册商标归其各自所有者所有赛普拉斯半导体 198 Champion Court San Jose, CA 电话 : 传真 : 网站 : 赛普拉斯半导体公司,2013 此处所包含的信息可能会随时更改, 恕不另行通知除赛普拉斯产品的内嵌电路之外, 赛普拉斯半导体公司不对任何其他电路的使用承担任何责任也不根据专利或其他权利以明示或暗示的方式授予任何许可除非与赛普拉斯签订明确的书面协议, 否则赛普拉斯产品不保证能够用于或适用于医疗生命支持救生关键控制或安全应用领域此外, 对于可能发生运转异常和故障并对用户造成严重伤害的生命支持系统, 赛普拉斯不授权将其产品用作此类系统的关键组件若将赛普拉斯产品用于生命支持系统中, 则表示制造商将承担因此类使用而招致的所有风险, 并确保赛普拉斯免于因此而受到任何指控该源代码 ( 软件和 / 或固件 ) 均归赛普拉斯半导体公司 ( 赛普拉斯 ) 所有, 并受全球专利法规 ( 美国和美国以外的专利法规 ) 美国版权法以及国际条约规定的保护和约束赛普拉斯据此向获许可者授予适用于个人的非独占性不可转让的许可, 用以复制使用修改创建赛普拉斯源代码的派生作品编译赛普拉斯源代码和派生作品, 并且其目的只能是创建自定义软件和 / 或固件, 以支持获许可者仅将其获得的产品依照适用协议规定的方式与赛普拉斯集成电路配合使用除上述指定的用途之外, 未经赛普拉斯的明确书面许可, 不得对此类源代码进行任何复制修改转换编译或演示免责声明 : 赛普拉斯不针对此材料提供任何类型的明示或暗示保证, 包括 ( 但不仅限于 ) 针对特定用途的适销性和适用性的暗示保证赛普拉斯保留在不做出通知的情况下对此处所述材料进行更改的权利赛普拉斯不对此处所述之任何产品或电路的应用或使用承担任何责任对于可能发生运转异常和故障并对用户造成严重伤害的生命支持系统, 赛普拉斯不授权将其产品用作此类系统的关键组件若将赛普拉斯产品用于生命支持系统中, 则表示制造商将承担因此类使用而招致的所有风险, 并确保赛普拉斯免于因此而受到任何指控产品使用可能受适用的赛普拉斯软件许可协议限制文档编号版本 ** 17

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