当前课程知识点:现代电子系统设计 > 第七章 PSoC及其系统设计 > 7.1 PSoC简介 > 7.1 PSoC简介
接下来讲第七章
PSoC及其系统设计
在这一章
我们主要介绍PSoC它的结构
和特点以及它的硬件实验开发板
还有就是软件的开发方法
最后再介绍一个实验的样例
首先来看PSoC简介
什么是PSoC
它有什么样的特点呢
PSoC是指可编程片上系统
它内部集成了一个到两个微处理器
以及可编程的数字模块和设备
还有就是模拟的可编程设备
另外还有一些其它的外围设备
所以它的集成度比较高
而且特别有特点的就是
有可编程的模拟的设备
它主要用于一些
高精度的信号的测量
另外可以用于一些低功耗的设备
它的处理的效率也比较高
那它的数字可编程的模块呢
可以用来设计一些数字的设备
比如说定时器
计数器
PWM等等
也可以用来设置一些串行通信的接口
比如说UART SPI等等
它的可编程的模拟设备
包括运放
电压比较器
还有就是数字滤波器
以及开关电容模块
和连续时间模块
另外还有ADC和DAC
所以它的这个模拟的设备
还是比较丰富的
另外还有一些其它的设备
包括USB CAN I2C
或者是I2S
另外有的PSoC还有蓝牙通信模块
另外还有就是Capsense
电容触摸感应模块
那么什么是电容触摸感应模块呢
那么这个模块
它是可以用来感知电容的变化
然后用这个技术
可以用来设计触摸式按键
或者是滑条
这也是Cypress
它比较有特色的PSoC的技术
那可以用来设计象这种
触摸的按键
PSoC它的系列的产品有五个
PSoC1 3 4 5 6
那我们在实验中
可以用到3 5和6
这三个系列
其中PSoC1
内部有一个8位的
叫M8C的微控制器
它的这个时钟的速率是24兆赫兹
PSoC3内部有一个8位的
8051微控制器
然后它的这个时钟的速度
最高可以达到67兆赫兹
PSoC4有一个32位的
ARM CortexM0的这个微处理器
然后它的时钟的速度
是48兆赫兹
PSoC5有一个32位的
ARM CortexM3的微控制器
是80兆赫兹的时钟
PSoC6分为两类
一类是只有一个32位
ARM CortexM4的微处理器
然后它的这个时钟的速率是
80兆赫兹
另外一类是有双核的微处理器
包括一个32位的ARM CortexM4
微处理器
它的时钟的速度是150兆赫兹
还有一个就是32位的
ARM CortexM0微处理器
它的时钟的速度是100兆赫兹
这个是PSoC3
它的产品系列的这个图谱
所有的PSoC3
它都具有这些设备
包括8051微处理器
然后还有就是Capsense的功能
DMA也就是直接存储器访问的功能
还有LCD的驱动
另外还有个实时时钟RTC
另外还有就是定时器
计速器PWM
叫TCPWM
我们在实验中用到的
是这个PSoC3
四个系列中最高的系列
也就是PSoC3800系列里头的一个芯片
这个系列可以用于高精度的
模拟信号的处理
它包括ΔΣADC
然后还有DAC
然后模拟电压比较器
另外还有就是运放
另外就是它还有USB
以及I2C的功能
另外有一个系列的芯片
它还有CAN这个通信的功能
这是PSoC5产品系列的图谱
那么PSoC5所有的芯片
它都有这些设备
第一个就是ARM CortexM3的
微处理器
另外还有Capsense DMA
LCD RTC以及TCPWM的功能
这些功能跟PSoC3是类似的
那在它四个系列的产品中
我们实验室用到的这个芯片
也是它的最高的系列
PSoC5800系列的产品
它也是可以进行
高精度的模拟信号的处理
包括ADC DAC然后电压比较器运放
另外也有USB I2C和CAN的功能
这是PSoC5系列
接下来看一下PSoC6系列的
这个产品
那么PSoC6系列
也是有四个系列的产品
那么我们在实验中用到的
也是它的这个最高的系列的产品
就是PSoC63系列产品
然后在PSoC63的微处理器中
它都有这个蓝牙无线的功能
另外都是双核的微处理器
它的这个设备会包括ADC
DAC 电压比较器
然后有CAN等等
有这么一些功能的设备
这是它的这个几个系列的产品
接下来看一下PSoC的结构
我们以PSoC3和5为例
因为PSoC3和5
它的这个结构是类似的
在它的这个中间
有一个微处理器子系统
然后PSoC3
它的内核是8051
然后PSoC5
是ARM CortexM3
然后在微处理器它的旁边
也有编程和调试的接口
另外在左边
也显示了它的存储器子系统
包括EEPROM SRAM
Flash以及一个外部存储器接口
EMIF
在微处理器子系统的周围
有一圈黑色的线
这个是代表它的系统总线
这个系统总线
将微处理器子系统跟上面的数字系统
和下面的模拟系统
以及左边的系统资源连接在一起
那上面的数字子系统中
包括一些可编程的数字模块
可以用来设计一些数字的设备
另外它还有一些固定功能的数字设备
包括CAN I2C
然后USB以及定时器计速器
和PWM等等
在它的下边是这个模拟子系统
包括ADC还有就是运放和电压比较器
另外还有就是LCD驱动器
然后数字滤波
DAC Capsense等等
在这个图的左边
还有一些系统资源
另外就是我们可以看到
在它的这个图的这个最外边
有一圈黑色的线
这个黑色的线
代表的是它的数字互联的这个结构
那么这个数字互联的结构
把它的数字系统跟外部的这个
GPIO端口连接在一起了
然后在这个黑色的线的这个外边
还有一圈灰色的线
这个灰色的线代表的是
模拟的互联的结构
那么它把模拟子系统
和外部的GPIO接口连接在一起了
接下来再看一下PSoC6的结构
我们以PSoC63为例
那么在这个图上面
左边显示了PSoC63系列
它有两个ARM微处理器
CortexM4和CortexM0
另外这两个微处理器
它们都自带一个8K的内存
然后在微处理器的下边
有这个存储器
包括SRAM和Flash
另外再下面还有一些设备
这个Crypto这个设备
是一个用于加密的一个
协处理器
然后eFuse用来存储这个密钥
另外它还有DMA和RTC
那么整个这个微处理器子系统
它是通过一个
AMBA的这个总线结构
来进行互联的
另外也通过一个叫IPC的
这个通信模块
来使得这个两个ARM微处理器之间
可以进行通信
在中间的这个上部
有模拟的可编程的这个设备
包括运放比较器
另外还有ADC和DAC
以及Capsense
然后在中间显示的是
它的数字的可编程模块
UDB以及TCPWM
这个数字设备
然后再下来是显示了它的
这个通信的接口
包括这个I2S SPI等等
另外在最下方显示了
它有这个蓝牙的模块
在图的这个右边
显示了它的这个GPIO端口
以及它的可编程的
互连和路由的结构
这是整个PSoC63它的结构图
在PSoC内部
我们说它都有数字的可编程的模块
UDB
那么UDB每一个模块
既可以单独的设计成一个数字设备
也可以把几个模块连接起来
来设计一个设备
例如左边的这四个UDB模块
其中有一个设计成了8位的SPI
这个接口
另外的三个UDB模块联合起来
设计成了一个I2C
Slave的一个模块
下面我们以PSoC5
它的一个芯片为例
来看一下它的原理图
那我们这个芯片的名字
是叫CY8C55系列的一个芯片
这个芯片有100个引脚
然后是一个表面贴封装的芯片
然后它的引脚图是这样子
在这个图上
有一些电源和地的引脚
那么这些电源和地的引脚
已经连线画出了它的原理图
我们看到对于电源的引脚
通常会通过一个
叫去耦电容的一个元件
连接到地
这个去耦电容是用来滤波的
也就是滤除这个高频的噪声
使得这个电源比较稳定
除了电源和地的接口以外
其它的这个接口绝大部分
就都是以GPIO的端口
也就是通用IO的端口
那么它的这个通用的IO端口
有6组
就是P1到P6 每一组都有八个位
0到7
所以总共有48个GPIO端口
这些GPIO端口
每一个都同时具有
模拟或者是数字的功能
另外有8种驱动方式
那么它的功能的选择和驱动方式
都可以通过软件编程来设置
最后看一下PSoC它的应用
PSoC的应用
也还是比较多
它可以用在这个汽车中
比如说汽车的一些仪表面盘的控制
还可以用在工业和医疗设备中
也可以用在这个物联网的一些设备
另外还有消费类电子设备
以及通信设备上面等等
比如说它也可以用在这个
可穿戴式设备上面
可以用在家电里头
可以用在一些医疗的
一些小设备上面等等
感谢您的观看
-课程简介
-1.1 电子系统简介
-1.2 现代电子系统举例
-1.3 现代电子系统的组成
-1.4 现代电子系统设计方法
-第一章 作业
-2.1 传感器定义
-2.2 传感器的分类和性能指标
-2.3 常用传感器介绍
-2.4 常用执行器介绍
-第二章 作业
-3.1 模拟信号处理简介
-3.2 信号放大和隔离电路
-3.3 滤波电路
--3.3 滤波电路
-3.4 运算电路(一)
-3.5 运算电路(二)
-3.6 电压比较器
-3.7 功率放大电路
-3.8 模-数转换器
-3.9 数-模转换器
-第三章 作业
-4.1 直流电源简介
-4.2 线性稳压电源
-4.3 开关稳压电源
-第四章 作业
-5.1 微处理器简介
-5.2 微处理器和片上系统的发展历程
-5.3 微处理器分类
-5.4 微处理器和片上系统举例
-5.5 微处理器和片上系统硬件结构
-5.6 外围接口和设备
-5.7 嵌入式软件开发方法
-5.8 嵌入式操作系统
-5.9 外围设备应用程序开发简介
-第五章 作业
-6.1 TM4C123 简介
-6.2 TM4C123 实验板
-6.3 TM4C123 软件开发
-6.4 TM4C123 实验举例
-第六章 作业
-7.1 PSoC简介
-7.2 PSoC实验板
-7.3 PSoC软件开发
-7.4 PSoC实验举例
-第七章 作业
-8.1 FPGA简介
-8.2 FPGA的发展趋势
-8.3 FPGA的特点
-8.4 FPGA的结构
-8.5 FPGA结构举例
-8.6 FPGA设计工具和方法
-8.7 QuartusⅡ集成开发环境
-8.8 DE2-115实验平台简介
-8.9 Verilog硬件设计语言
-- 8.9.8 设计仿真
-8.10 数字电路设计与仿真举例
-第八章 作业
-9.1 SOPC简介
-9.2 Nios II 微处理器简介
-9.3 Avalone总线简介
-9.4 SOPC设计方法简介
-9.5 SOPC设计举例
-- 9.5.1 设计内容
-9.6 Nios II 软件设计
-第九章 作业
-10.1 实验内容与要求
-10.2 实验设备与器材
-10.3 注意事项与调试方法
-10.4 实验结果展示
-第十章 作业
-期末考试
--期末考试