PSOC重慶郵電大學(xué)電子實(shí)訓(xùn).doc

電子系統(tǒng)綜合實(shí)訓(xùn)2實(shí)訓(xùn)報(bào)告學(xué) 院： 通信與信息工程學(xué)院 指導(dǎo)老師： 劉 科 征 組 員： 0111208班 周易德 組 員： 0121208班 劉君亮 組 員： 0121208班 伍 岳 2015年 5月 10 日 第1章 設(shè)計(jì)要求與方案論證1.1 設(shè)計(jì)要求：A.基本要求（60） （1）設(shè)計(jì)一個(gè)基于PSoC實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的數(shù)字電壓 表，對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)電位器輸出電壓進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果通過(guò)LCD顯示； （2）測(cè)量范圍：0VDD； （3）測(cè)量結(jié)果保留1位整數(shù)，1位小數(shù)，單位V，要求顯示穩(wěn)定； （4）測(cè)量誤差小于0.2V。B.擴(kuò)展要求（40）（1）測(cè)量結(jié)果保留兩位小數(shù)，要求顯示穩(wěn)定；（2）測(cè)量誤差小于0.1V；（3）通過(guò)按鍵設(shè)定測(cè)量報(bào)警門限，當(dāng)測(cè)量電壓超過(guò)門限，蜂鳴器產(chǎn)生報(bào)警聲。1.2 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 要求明確，方案統(tǒng)一:使用學(xué)校YF101 PSOC開(kāi)發(fā)板上資源實(shí)現(xiàn)目標(biāo)功能。1.3 元件選擇最終方案對(duì)此次設(shè)計(jì)作品的方案選定：采用PSOC3作為核心；采用內(nèi)部AD作為電壓測(cè)量計(jì)；采LCD1602字符液晶作為顯示模塊；使用四個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制；蜂鳴器用作報(bào)警；一個(gè)串口用于通訊。 第2章 背景知識(shí)介紹2.1 PSOC與Cypress PSOC 3簡(jiǎn)介2.1.1 PSOC簡(jiǎn)介 可編程化系統(tǒng)單芯片（PSoC），是一種可編程化的混合訊號(hào)陣列架構(gòu)，由一個(gè)芯片內(nèi)建的微控制器（MCU）所控制，整合可組態(tài)的類比與數(shù)位電路，內(nèi)含UART、定時(shí)器、放大器（amplifier）、比較器、數(shù)位類比轉(zhuǎn)換器（ADC）、脈波寬度調(diào)變（PWM）、濾波器（Filter）、以及SPI、GPIO、I2C等元件數(shù)十種元件，協(xié)助客戶節(jié)省研發(fā)時(shí)間。Altera、Atmel、Xilinx、Lattice皆有推出PSoC產(chǎn)品。實(shí)現(xiàn)PSoC有兩種方法：利用 FPGACPLD；另一是在ASIC中加入可編程模組。 憑借其獨(dú)特的可配置模塊陣列， PSoC 3 成為一個(gè)真正的系統(tǒng)級(jí)解決方案，可在單個(gè)芯片中提供微控制器單元 （MCU） 、存儲(chǔ)器、模擬和數(shù)字外設(shè)功能。 CY8C32 系列提供了一種新型的信號(hào)采集、信號(hào)處理和控制方法，并具有高精度、高帶寬和高靈活性等特點(diǎn)。其模擬功能涵蓋了從熱電偶信號(hào) （接近直流電壓）到超聲波信號(hào)的廣泛信號(hào)范圍。 CY8C32 系列可以處理數(shù)十個(gè)數(shù)據(jù)采集通道和模擬輸入，這在每個(gè)通用輸入 / 輸出 （GPIO） 引腳上都可實(shí)現(xiàn)。 CY8C32 系列還是一個(gè)高性能的可配置數(shù)字系統(tǒng)，部分器件具有USB、多主控內(nèi)部集成電路 （I 2 C） 等接口。除了通信接口之外， CY8C32 系列還具有易于配置的邏輯陣列，至所有 I/O 引腳的靈活走線，以及高性能的單周期 8051 微處理器內(nèi)核。借助 PSoC Creator 這一基于層級(jí)的原理圖設(shè)計(jì)輸入工具，您可使用豐富的預(yù)建組件和布爾基元庫(kù)來(lái)輕松創(chuàng)建系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)。使用 CY8C32 系列不僅可以實(shí)現(xiàn)模擬和數(shù)字材料表的集成，而且只需通過(guò)簡(jiǎn)單的固件更新，即可輕松納入最新的設(shè)計(jì)變更。2.1.3 所用實(shí)驗(yàn)板YF101 PSOC3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)2.2 LCD模塊工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符。（16列2行）。1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。在PSOC中，字符 LCD 組件包含一組庫(kù)例程，通過(guò)這些庫(kù)例程易于使用遵循 Hitachi 44780 標(biāo)準(zhǔn) 4 位接口的一行、兩行或四行 LCD 模塊。該組件提供 API 用于實(shí)現(xiàn)水平和垂直條形圖，您也可以創(chuàng)建和顯示自己的自定義字符。使用字符 LCD 組件可向產(chǎn)品用戶，或在設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程中的開(kāi)發(fā)人員顯示文本數(shù)據(jù)。2. 3 PSOC中的AD模塊Delta Sigma 模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC_DelSig）可為精密測(cè)量應(yīng)用提供低功耗、低噪聲前端。它可用于多種應(yīng)用，具體取決于分辨率、采樣速率和操作模式。它能夠?qū)?16 位音頻進(jìn)行高速低分辨率通信處理，并且能夠?qū)?yīng)變計(jì)、熱電偶和其他高精度傳感器進(jìn)行高精度的 20 位低速轉(zhuǎn)換。處理音頻信息時(shí)，ADC_DelSig 采用連續(xù)操作模式。當(dāng)用于掃描多個(gè)傳感器時(shí)，ADC_DelSig 采用其中一個(gè)多樣本采樣模式。用于單點(diǎn)高分辨率測(cè)量時(shí)，ADC_DelSig 采用單一樣本采樣模式。Delta sigma 轉(zhuǎn)換器使用過(guò)采樣在更廣泛的頻譜上擴(kuò)展量化噪聲。該噪聲的形成是為了將其大部分移至輸入信號(hào)的帶寬之外。內(nèi)部低通濾波器用于濾出所需輸入信號(hào)帶寬外的噪聲。這使 delta-sigma 轉(zhuǎn)換器能夠良好地用于高速中分辨率（8 至 16 位）和低速高分辨率（16 至 20 位）應(yīng)用。采樣速率可調(diào)整為每秒 10 至 384000 次采樣，具體取決于工作模式和分辨率。選擇轉(zhuǎn)換模式可簡(jiǎn)化與音頻等單流信號(hào)的連接，或多個(gè)信號(hào)源間的復(fù)用。特點(diǎn)：分辨率可選，8 至 20 位；每個(gè)分辨率有 11 個(gè)輸入范圍；采樣速率為 8 到 384 ksps；工作模式：?jiǎn)螛颖静蓸幽Ｊ健⒍鄻颖静蓸幽Ｊ?、連續(xù)模式、多樣本（加速）采樣模式；高輸入阻抗輸入緩沖器；可選的輸入緩沖器增益（1、2、4、8）或輸入緩沖器旁路；多個(gè)內(nèi)部或外部電壓參考選項(xiàng)；自動(dòng)功耗配置；最多四個(gè) ADC 動(dòng)態(tài)配置。2.4 PSOC中的串口模塊UART 提供異步通信，常用串行異步通信設(shè)備為 RS232 或 RS485。UART 組件可配置為全雙工、半雙工、單接收 RX 或單發(fā)送 TX 通信方式。所有通信方式都提供相同的基本功能。它們之間的差異僅在于使用的資源量。為了幫助處理 UART 接收和傳送數(shù)據(jù)，提供了獨(dú)立大小可配置的緩沖區(qū)。SRAM 中的獨(dú)立循環(huán)接收和發(fā)送緩沖區(qū)和硬件 FIFO 緩沖區(qū)可確保數(shù)據(jù)不會(huì)被遺漏。這種機(jī)制有利于 CPU 利用更多的時(shí)間處理關(guān)鍵的實(shí)時(shí)任務(wù)而不是專職服務(wù) UART。在多數(shù)應(yīng)用中，可通過(guò)選擇波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位數(shù)以及起始位數(shù)輕松配置 UART。RS232最常見(jiàn)的配置通常列為“8N1”（全稱為八個(gè)數(shù)據(jù)位、無(wú)奇偶校驗(yàn)、一個(gè)停止位）。這是 UART組件的默認(rèn)配置。因此，在多數(shù)應(yīng)用中只需設(shè)置波特率。UART 的第二個(gè)常見(jiàn)用途是用于多節(jié)點(diǎn)RS485 網(wǎng)絡(luò)。UART 組件支持帶有硬件地址檢測(cè)功能的 9 位尋址模式，以及用于在傳輸過(guò)程中控制 TX 收發(fā)器和輸出的使能信號(hào)。UART 具有悠久的歷史，因此隨時(shí)間推移產(chǎn)生了許多物理層和協(xié)議層的接口形式。這些接口形式包括（但不限于）RS423、DMX512、MIDI、LIN 總線、傳統(tǒng)終端協(xié)議和 IrDa。為了支持常用的UART 接口形式，UART 組件支持對(duì)數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位數(shù)、奇偶校驗(yàn)、硬件流控制以及奇偶校驗(yàn)生成和檢測(cè)的配置。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 電路設(shè)計(jì)框圖3.2 系統(tǒng)硬件概述ADC：16-bit 連續(xù)模式 10000 SPS 參考電壓1.024*6V 軌到軌UART：雙工9600Baud （8,N,1）查詢方式五個(gè)IO口：四個(gè)按鍵和一個(gè)蜂鳴器LCD：字符型LCD屏幕第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1程序流程框圖參考文獻(xiàn)1ADC_DelSig_v3_20 EB/OLcypress.com 2015.3.82Component - Character LCD (CharLCD) V2.0 - Chinese EB/OLcypress.com 2015.3.83Datasheet - PSoC- 3 CY8C32_001-92498_ZH EB/OLcypress.com 2015.3.84CyPins_V_2.0_001-91644_0A_ZH EB/OLcypress.com 2015.3.85UART EB/OLcypress.com 2015.3.86ADC_DifferentialMode EB/OLcypress.com 2015.3.87USBFS_V2.70_001-92681_ZH EB/OLcypress.com 2015.3.8附錄：整個(gè)工程的網(wǎng)盤(pán)分享地址：http:/pan.baidu.com/s/1nt1MmLzMain.c#include <project.h>int16 hv=0,lv=0;int main() char ch,rstr6=0,bell=0; uint16 result,i; uint32 rsum=0; isr_1_Start(); CyGlobalIntEnable; UART_1_Start(); LCD_Start(); ADC_DelSig_1_Start(); ADC_DelSig_1_StartConvert(); LCD_Position(0u, 0u); LCD_PrintString("Vc= "); while(1) rsum=0; for(i=0;i<1000;i+) while(ADC_DelSig_1_IsEndConversion(ADC_DelSig_1_RETURN_STATUS)=0); rsum+=ADC_DelSig_1_GetResult32(); /result=ADC_DelSig_1_CountsTo_mVolts(output); result=ADC_DelSig_1_CountsTo_mVolts(rsum+500)/1000); LCD_Position(0u, 6u); LCD_PrintNumber(result); LCD_PrintString(" mV "); UART_1_PutString("V="); UART_1_PutChar(0+result/1000); UART_1_PutChar(0+(result%1000)/100); UART_1_PutChar(0+(result%100)/10); UART_1_PutChar(0+result%10); UART_1_PutString("mVn"); /* If byte received */ for(i=0;i<6;i+) ch = UART_1_GetChar(); if(ch != 0u) rstri = ch; if(rstr5!=E) for(i=0;i<6;i+) rstri=0; else if(rstr0 = H) hv=(rstr1-0)*1000+(rstr2-0)*100+(rstr3-0)*10+(rstr4-0); for(i=0;i<6;i+) rstri=0; else if(rstr0 = L) lv=(rstr1-0)*1000+(rstr2-0)*100+(rstr3-0)*10+(rstr4-0); for(i=0;i<6;i+) rstri=0; LCD_Position(1u, 0u); LCD_PrintString("Vr= "); if(hv = 0 && lv = 0) LCD_Position(1u, 4u); LCD_PrintString(" Null "); else if(hv <= lv) LCD_Position(1u, 4u); LCD_PrintString(" Error "); else LCD_Position(1u, 4u); LCD_PrintNumber(lv); LCD_PutChar(-); LCD_PrintNumber(hv); LCD_PrintString("mV "); Bell_Write(0x00); if( hv > lv) if(result<lv | result>hv) /bell=bell; Bell_Write(0xff); 中斷服務(wù)函數(shù)頭部中斷服務(wù)函數(shù)CY_ISR(isr_1_Interrupt) /* Place your Interrupt code here. */ /* #START isr_1_Interrupt */ char flag=0; Bell_Write(0x00); while(SET_Read=0); isr_1_Stop(); while(1) if(ADD_Read()=1) CyDelay(5); if(ADD_Read()=1) if(flag = 0) lv+=100; else hv+=100; while(ADD_Read(); if(SUB_Read()=1) CyDelay(5); if(SUB_Read()=1) if(flag=0) lv-=100; if(lv<0) lv = 0; else hv-=100; if(hv < lv) hv = lv; while(SUB_Read(); if(OK_Read()=0) CyDelay(5); if(OK_Read()=0) break; while(OK_Read()=0); if(SET_Read()=0) CyDelay(5); if(SET_Read()=0) if(flag=0) flag=1; else flag=0; if(hv<lv) hv=lv; while(SET_Read()=0); LCD_Position(1u, 4u); LCD_PrintNumber(lv); LCD_PutChar(-); LCD_PrintNumber(hv); LCD_PrintString("mV ");