CapSense Express 4 个可配置 IO 特色 4 个可配置 IO 支持 CapSense 按钮 LED 驱动 中断输出 发生中断输入时执行唤醒 用户定义的输入或输出 2.4V 到 3.6V 和 4.75V 到 5.25V 操作电压 工业用温度范围 : 40 C 到 +85 C 可配置的 I 2 C 从属接口 有 50 khz 100 khz 和 400 khz 可供选择 降低材料成本 内部振荡器 无外部振荡器或晶体 免费的开发工具 无外部调节组件 运行电流低 活动电流 : 连续的传感器扫描 : 1.5 ma 睡眠电流 : 无扫描, 连续睡眠 : 2.6 ua 提供 8 引脚 SOIC 封装 概述 CapSense Express TM 控制器可根据各种按钮条件将 4 个 IO 的控制配置为电容传感按钮或用于驱动 LED 灯或中断信号的 GPIO 此外, 也可以对 GPIO 进行配置, 以用于根据中断输入将设备从睡眠状态中唤醒 用户能够通过发送到 I 2 C 端口的特定指令来配置按钮 输出和参数 可以将 IO 灵活地映射到电容按钮, 以及用作标准的 GPIO 功能, 例如中断输出或输入 LED 驱动以及通过简单的逻辑运算来实现输入到输出的数字映射 这样可轻松实现 PCB 布线, 并降低 PCB 大小和减少 PCB 层数 CapSense Express 产品所采用的设计可便于轻松集成到复杂产品中 体系架构 逻辑方框图显示了 CY8C20142 的内部体系架构 用户可以为寄存器配置用于调整 CapSense 系统运行和敏感度的参数 CY8C20142 支持标准的 I 2 C 串行通讯接口, 该接口允许主机对设备进行配置以及通过简单的寄存器访问实时地读取传感器信息 CapSense Express Core CapSense Express Core 具备强大的配置和控制数据块 它包含用于数据存储的 SRAM 中断控制器 睡眠和看门狗定时器 系统资源可提供额外的功能, 例如可配置的 I 2 C 从属通讯接口和各种系统复位功能 模拟系统中包含的 CapSense PSoC 数据块支持多达 4 个输入的电容传感 赛普拉斯半导体 198 Champion Court San Jose, CA 95134-1709 408-943-2600 修订时间 2008 年 7 月 10 日
逻辑方框图 4 个可配置的 IO CapSense Express TM Core 512B SRAM 2KB 闪存 第 2 页, 共 11 页
引脚 图 1. 引脚图 8 SOIC VSS I2C SCL I2C SDA GP1[0] V DD GP0[1] GP0[0] GP1[1] 表 1. 引脚定义 8 SOIC 引脚编号名称说明 1 VSS 接地 2 I 2 C SCL I 2 C 时钟 3 I 2 C SDA I 2 C 数据 4 GP1[0] 可配置为 CapSense 或 GPIO 5 GP1[1] 可配置为 CapSense 或 GPIO 6 GP0[0] 可配置为 CapSense 或 GPIO 7 GP0[1] 可配置为 CapSense 或 GPIO 8 VDD 供电电压 第 3 页, 共 11 页
CapSense 模拟系统 CapSense 模拟系统包含电容传感硬件, 可支持 CapSense 逐步逼近 (CSA) 算法 该硬件无需外部组件即可执行电容传感和扫描 可在每个 GPIO 引脚上配置电容传感 附加的系统资源 系统资源可提供额外的功能来完善系统 附加资源包括低电压检测和加电时复位 I 2 C 从属接口可通过两条线路提供 50 100 或 400 khz 通讯 低电压检测 (LVD) 中断可以在电压下降时向应用程序发出信号, 而有了先进的 POR ( 加电时复位 ) 电路将不再需要系统监督人员 内部 1.8V 参考电压提供了一个稳定的内部参考电压, 从而使电容传感功能不会受 V DD 变化的影响 I 2 C 接口 I 2 C 接口的两种运行模式为 : 控制器的设备寄存器配置和状态读取或写入 指令执行 I 2 C 地址在配置期间是可编程的 为防止意外更改, 可以通过在配置寄存器中设置标志来将地址锁定 CapSense Express 软件工具 PSoC Express 集成了一个非常便于使用的软件工具, 可用于配置和调整 CapSense Express 设备 有关该软件工具的详细信息, 请参考应用手册 AN42137 (ZH) CapSense Express 寄存器映射 CapSense Express 支持可供用户配置的寄存器, 用于配置设备功能和参数 有关详细信息, 请参考 CY8C201xx 寄存器参考 文档 电气规格 极限参数 参数 说明 最小值 典型值 最大值 单位 注释 T STG 存储温度 55 25 +100 C 存储温度越高, 数据保留时间就越短 建议采用的存储温度为 +25 C ± 25 C(0 C 到 50 C) 存储温度长期保持在 65 C 以上会降低可靠性 T A 加电时的环境温度 40 +85 C V DD V DD 上的供电电压 ( 相对于 V SS ) 0.5 +6.0 V V IO 直流输入电压 V SS 0.5 V DD + 0.5 V V IOZ 应用于三态的直流电压 V SS 0.5 V DD + 0.5 V I MIO 进入 GPIO 引脚的最大电流 25 +50 ma ESD 静电放电电压 2000 V 人体模型 ESD LU 闭锁电流 200 ma 运行温度 参数 说明 最小值 典型值 最大值 单位 注释 T A 环境温度 40 +85 C T J 结温度 40 +100 C 第 4 页, 共 11 页
直流电特性 直流芯片级设计规范 参数 说明 最小值 典型值 最大值 单位 注释 V DD 供电电压 2.40 5.25 V I DD 供电电流 1.5 2.5 ma 条件为 :V DD = 3.0V, T A = 25 C I SB POR 和 LVD 处于活动状态时的睡眠 2.6 4 µa V DD = 2.55V, 0 C < T A < 40 C 模式电流 中等温度范围 I SB POR 和 LVD 处于活动状态时的睡眠 2.8 5 µa V DD = 3.3V, -40 C < T A < 85 C 模式电流 I SB POR 和 LVD 处于活动状态时的睡眠模式电流 5.2 6.4 µa V DD = 5.25V, -40 C < T A < 85 C 5V 和 3.3V 直流通用 IO 规范 下表列出在以下电压和温度范围内许可的最大和最小规范 :4.75V 到 5.25V 且 -40 C < TA < 85 C 3.0V 到 3.6V 且 -40 C < TA < 85 C 典型参数适用于 25 C 下的 5v 和 3.3V 的情况, 而且仅供设计指导之用 参数 说明 最小值 典型值最大值 单位 注释 R PU 上拉电阻 4 5.6 8 kω V OH1 高输出电压端口 0 引脚 V DD 0.2 V IOH < 10 µa,vdd > 3.0V, 所有 IO 中的源电流最大值为 20 ma V OH2 V OH3 V OH4 V OH5 V OH6 高输出电压端口 0 引脚高输出电压端口 1 引脚高输出电压端口 1 引脚高输出电压启用了 3.0V LDO 调节器的端口 1 引脚高输出电压启用了 3.0V LDO 调节器的端口 1 引脚 V DD 0.9 V IOH = 1 ma, VDD > 3.0V, 所有 IO 中 的源电流最大值为 20 ma V DD 0.2 V IOH < 10 µa, VDD> 3.0V, 所有 IO 中 的源电流最大值为 10 ma V DD 0.9 V IOH = 5 ma, VDD > 3.0V, 所有 IO 中 的源电流最大值为 20 ma 2.75 3.0 3.2 V IOH < 10 µa, VDD> 3.1V, 最多 4 个 IO ( 源电流全部为 5mA) 2.2 V IOH = 5 ma, VDD > 3.1V, 所有 IO 中 的源电流最大值为 20 ma V OH7 V OH8 高输出电压启用了 2.4V LDO 调节器的端口 1 引脚 高输出电压启用了 2.4V LDO 调节器的端口 1 引脚 2.1 2.4 2.5 V IOH < 10 µa, VDD > 3.0V, 所有 IO 中的源电流最大值为 20 ma 2 V IOH < 200 µa, VDD > 3.0V, 所有 IO 中的源电流最大值为 20 ma V OL 低输出电压 0.75 V IOL = 20 ma,vdd 3V, 偶数端口引脚上的吸收电流最大值为 60 ma, 奇数端口引脚上的吸收电流最大值为 60 ma V IL 输入低电压 0.8 V VDD = 4.75V 到 5.25V V IH 输入高电压 2.0 V VDD = 4.75V 到 5.25V V H 输入迟滞电压 140 mv I IL 输入泄漏 1 na 粗略测试到 1 µa C IN 引脚上作为输入的电容负载 0.5 1.7 5 pf 依赖于封装和引脚 温度 = 25 C C OUT 引脚上作为输出的电容负载 0.5 1.7 5 pf 依赖于封装和引脚 温度 = 25 C 第 5 页, 共 11 页
2.7V 直流通用 IO 规范 下列各表分别列出在以下电压和温度范围内许可的最大和最小规范 :2.4V 到 3.0V 且 -40 C < T A < 85 C 典型参数适用于 25 C 下的 2.7V 的情况, 而且仅供设计指导之用 参数 说明 最小值 典型值 最大值 单位 注释 R PU 上拉电阻 4 5.6 8 kω V OH1 高输出电压端口 0 引脚 V DD 0.2 V IOH < 10 µa, 所有 IO 中的源电流最大值为 10 ma V OH2 V OH3 V OH4 高输出电压端口 0 引脚高输出电压端口 1 引脚高输出电压端口 1 引脚 V DD 0.5 V IOH = 0.2 ma, 所有 IO 中的源电流最 大值为 10 ma V DD 0.2 V IOH < 10 µa, 所有 IO 中的源电流最大 值为 10 ma V DD 0.5 V IOH = 2 ma, 所有 IO 中的源电流最大 值为 10 ma V OL 低输出电压 0.75 V IOL = 10 ma, 偶数端口引脚上的吸收电流最大值为 30 ma( 例如,P0[2] 和 P1[4]), 奇数端口引脚上的吸收电流最大值为 30 ma ( 例如, P0[3] 和 P1[3]) V OLP1 低输出电压端口 1 引脚 0.4 V IOL=5mA, 偶数端口引脚上的吸收电流最大值为 50 ma, 奇数端口引脚上的吸收电流最大值为 50 2.4<V DD < 3.6V V IL 输入低电压 0.75 V V DD = 3.0 到 3.6V V IH 输入高电压 1.6 V V DD = 3.0 到 3.6V V IL 输入低电压 0.75 V V DD = 2.4 到 3.6V V IH1 输入高电压 1.4 V V DD = 2.4 到 2.7V V IH2 输入高电压 1.6 V V DD = 2.7 到 3.6V V H 输入迟滞电压 60 mv I IL 输入泄漏 1 na 粗略测试到 1 µa C IN 引脚上作为输入的电容负载 0.5 1.7 5 pf 依赖于封装和引脚 温度 = 25 C C OUT 引脚上作为输出的电容负载 0.5 1.7 5 pf 依赖于封装和引脚 温度 = 25 C 直流 POR 和 LVD 规范 参数说明最小值典型值最大值单位注释 V PPOR0 V PPOR1 VLVD0 VLVD2 VLVD6 V DD 值 (PPOR 触发电压 ) V DD = 2.7V V DD = 3.3V 5V V DD 值 (LVD 触发电压 ) V DD = 2.7V V DD = 3.3V V DD = 5V 2.39 2.75 3.98 2.36 2.60 2.45 2.92 4.05 2.40 2.65 2.51 2.99 4.12 V V V V V 在启动 从 XRES 引脚复位或从看门狗定时器复位期间, V DD 必须大于或等于 2.5V 第 6 页, 共 11 页
直流编程规范 下表列出了在以下电压和温度范围内许可的最大和最小规范 : 4.75V 到 5.25V 且 -40 C < TA < 85 C 3.0V 到 3.6V 且 -40 C < TA < 85 C 或 2.4V 到 3.0V 且 -40 C < TA < 85 C 典型参数适用于 25 C 下的 5V 3.3V 或 2.7V 的情况 这些参数仅供设计指导之用 在执行闪存写入操作期间, 使用 EEPROM 用户模块时的闪存耐久性和保留规范只有在 25 C ± 20 C 的范围内有效 有关 25 C ± 20 C 温度范围以外的 EEPROM 闪存写入要求, 请参考 EEPROM 用户模块数据表说明 在此范围以外使用该用户模块执行的闪存写入操作必须在已知的温度 (±20 C) 下进行, 而且需要设计人员将温度配置为变量, 而不是将默认值 25 癈硬编码到 API 中 因在 25 C ± 20 C 范围之外使用该 UM API 所造成的任何风险均由用户自行承担 这种风险包括, 过多写入闪存单元格 ( 高于允许的温度范围时 ) 并因此降低数据表指定的耐久性能, 或者过少写入闪存单元格 ( 低于允许的温度范围时 ) 并因此降低数据表指定的数据保留性能 符号 说明 最小值 典型值 最大值 单位 注释 Vdd IWRITE 用于闪存写入操作的供电电压 [1] 2.7 V I DDP 编程或验证期间的供电电流 5 25 ma V ILP 编程或验证期间的输入低电压 0.8 V V IHP 编程或验证期间的输入高电压 2.2 V I ILP 编程或验证期间, 将 Vilp 应用到 P1[0] 或 0.2 ma 驱动内部下拉电阻 P1[1] 时的输入电流 I IHP 编程或验证期间, 将 Vihp 应用到 P1[0] 或 1.5 ma 驱动内部下拉电阻 P1[1] 时的输入电流 V OLV 编程或验证期间的输出低电压 Vss + 0.75 V V OHV 编程或验证期间的输出高电压 Vdd 1.0 Vdd V Flash ENPB 闪存耐久性 ( 每个数据块 ) 50,000 每个块的擦除 / 写入循环次数 Flash ENT 闪存耐久性 ( 总计 ) 1,800,000 擦除 / 写入循环次数 Flash DR 闪存数据保留 10 年 CapSense 电特性 最大值 (V) 典型值 (V) 最小值 (V) 低电压中止 (V) 注释 5.25 5.0 4.75 4.73 请参见注释 [5] 和 [6] 3.6 3.3 3.02 请参见注释 [2] 3.02 2.7 2.45 2.45 请参见注释 [3] 和 [4] 注释 1. 执行涉及闪存写入 (0x01, 0x02, 0x03) 的指令时不得超过在 POR( 加电,XRES 或指令 0x06) 以及大于 2.7V 的情况下检测到的 VCC 电压范围 有关寄存器的详细信息, 请参考 CY8C201xx 寄存器参考指南 如果用户在 2.4V 3.6V 范围内为设备加电, 则必须只在 2.7V 和 3.6V 之间执行闪存写入 如果用户在 4.75V 5.25V 范围内为设备加电, 则必须只在该范围内执行闪存写入 2. 如果设备处于 3.3V 的运行模式, 而且运行电压降至 3.02V 以下, 则设备会自动重新进行自我配置, 以便在 2.7V 模式下运行 3. 如果设备处于 2.7V 的运行模式, 而且运行电压降至 2.45V 以下, 则会关闭 Capsense 参数扫描, 直到电压升回 2.45V 以上 如果电压继续下降到 2.4V 以下, 设备将进入复位状态 4. 如果设备处于 2.7V 的运行模式, 而且运行电压升至 3.02V 以上, 则设备会自动重新进行自我配置, 以便在 3.3V 模式下运行 5. 如果设备处于 5.0V 的运行模式, 而且运行电压降至 4.73V 以下, 则会关闭 Capsense 参数扫描, 直到电压升回 4.73V 以上 6. Capsense Express 不支持在 3.6V 到 4.75V 范围内加电 设备会初始化到 5.0V 参数, 但在电压升至 4.73V 前不会启用 Capsense 扫描 第 7 页, 共 11 页
交流电气规格 5V 和 3.3V 交流通用 IO 规范 参数说明最小值最大值单位注释 TRise0 升高时间, 强模式, Cload = 50 pf, 端口 0 TRise1 升高时间, 强模式, Cload = 50 pf, 端口 1 TFall 下降时间, 强模式, Cload = 50 pf, 所有端口 15 80 ns V DD = 3.0V 到 3.6V 和 4.75V 到 5.25V, 10% - 90% 10 50 ns V DD = 3.0V 到 3.6V, 10% - 90% 10 50 ns V DD = 3.0V 到 3.6V 和 4.75V 到 5.25V, 10% - 90% 2.7V 交流通用 IO 规范 参数 说明 最小值 最大值 单位 注释 TRise0 升高时间, 强模式, 15 100 ns V DD = 2.4V 到 3.0V, 10% - 90% Cload = 50 pf, 端口 0 TRise1 升高时间, 强模式, 10 70 ns V DD = 2.4V 到 3.0V, 10% - 90% Cload = 50 pf, 端口 1 TFall 下降时间, 强模式, Cload = 50 pf, 所有端口 10 70 ns V DD = 2.4V 到 3.0V, 10% - 90% 交流 I 2 C 规范 参数 说明 标准模式快速模式最小值最大值最小值最大值 单位 注释 F SCL I 2 C SCL 时钟频率 0 100 0 400 kbps 在以下情况中不支持快速模式 : V DD < 3.0V T HDSTA I 2 C 保留时间 ( 重复 ) START 条件 在此期间 4.0 0.6 µs 后, 生成第一个时钟脉冲 T LOW I 2 C SCL 时钟的低电平周期 4.7 1.3 µs T HIGH I 2 C SCL 时钟的高电平周期 4.0 0.6 µs T SUSTA I 2 C 重复 START 条件的设置时间 4.7 0.6 µs T HDDAT I 2 C 数据保留时间 0 0 µs T SUDAT I 2 C 数据设置时间 250 100 ns T SUSTO I 2 C STOP 条件的设置时间 4.0 0.6 µs T BUF I 2 C STOP 和 START 条件之间的 BUS 空闲时间 4.7 1.3 µs T SP I 2 C 输入滤波器所抑制的尖峰信号的脉冲宽度 0 50 ns 第 8 页, 共 11 页
图 2. I 2 C 总线上快速 / 标准模式的时序定义 第 9 页, 共 11 页
订购信息 订购代码封装图封装类型运行温度 CY8C20142-SX1I 51-85066 8 SOIC 工业用 封装导致的热阻抗 焊料回流峰值温度 封装图 封装典型的 θ JA [7] 8 SOIC 127.22 C/W 封装 [8] 最低峰值温度 最高峰值温度 8 SOIC 240 C 260 C 图 3. 8 引脚 (150-Mil) SOIC (51-85066) 8 Lead (150 Mil) SOIC - S08 4 1 PIN1ID 0.150[3.810] 0.157[3.987] 0.230[5.842] 0.244[6.197] 1. DIMENSIONS IN INCHES[MM] MIN. 2. PIN 1 ID IS OPTIONAL, ROUND ON SINGLE LEADFRAME RECTANGULAR ON MATRIX LEADFRAME 3. REFERENCE JEDEC MS-012 4. PACKAGE WEIGHT 0.07gms MAX. 5 8 PART # S08.15 STANDARD PKG. SZ08.15 LEAD FREE PKG. 0.189[4.800] 0.196[4.978] SEATING PLANE 0.010[0.254] 0.016[0.406] X 45 0.061[1.549] 0.068[1.727] 0.050[1.270] BSC 0.004[0.102] 0.0098[0.249] 0.004[0.102] 0 ~8 0.016[0.406] 0.035[0.889] 0.0075[0.190] 0.0098[0.249] 0.0138[0.350] 0.0192[0.487] 51-85066-*C 注释 7. TJ = TA + 功率 x qja 8. 根据焊料熔点不同, 可能需要更高的温度 焊料的典型温度是 220 ± 5 C ( 使用 Sn-Pb 焊膏 ) 或 245 ± 5 C ( 使用 Sn-Ag-Cu 焊膏 ) 请参考焊料制造商的规格 第 10 页, 共 11 页
文件历史记录页面 文件标题 :CY8C20142 CapSense Express 4 个可配置 IO 文档编号 :001-47297 修订版本 ECN. 变更来源变更说明 ** 2525316 XAI/HDH 中文翻译 赛普拉斯半导体公司, 2007-2008 此处所包含的信息可能会随时更改, 恕不另行通知 除赛普拉斯产品内嵌电路之外, 赛普拉斯半导体公司不对其它任何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, 也不适用于医疗 生命支持 救生 关键控制或安全应用等用途 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 所有源代码 ( 软件和 / 或固件 ) 均归赛普拉斯半导体公司 ( 赛普拉斯 ) 所有, 并受到全球专利法规 ( 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, 不得对此源代码进行任何复制 修改 转换或演示 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 产品使用可能受到适用的赛普拉斯软件许可协议限制 修订时间 2008 年 7 月 10 日第 11 页, 共 11 页 PSoC Designer Programmable System-on-Chip ( 可编程片上系统 ) 和 PSoC Express 是赛普拉斯半导体公司的商标, PSoC 是赛普拉斯半导体公司的注册商标 此处引用的所有其它商标或注册商标归各自所有者所有 从赛普拉斯或其获分许可的联营公司之一购买 I 2 C 组件, 即可在 Philips I 2 C 专利权下获得一份许可, 以便在 I 2 C 系统中使用这些组件, 但前提是该系统符合 Philips 定义的 I 2 C 标准规范 本文件中提及的所有产品和公司名称均为其各自所有者的商标