1 簡(jiǎn)介

PSoC?4是一種可擴(kuò)展和可重構(gòu)的平臺(tái)架構(gòu)，適用于一系列可編程嵌入式系統(tǒng)控制器，具有Arm?Cortex?-M0+ CPU，同時(shí)符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)。它結(jié)合了可編程和可重構(gòu)的模擬和數(shù)字塊與靈活的自動(dòng)路由，Cypress現(xiàn)在已被Infineon收購(gòu)。Cypress 1982年在美國(guó)加州成立，主要提供汽車(chē)、工業(yè)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)到互動(dòng)消費(fèi)以及移動(dòng)設(shè)備的解決方案。該公司主要有四個(gè)部門(mén)：可編程系統(tǒng)部門(mén)、存儲(chǔ)產(chǎn)品部門(mén)、數(shù)據(jù)通信部門(mén)、新興技術(shù)部門(mén)。

2 PSoC?4介紹

PSoC?4100S Plus是PSoC?4平臺(tái)架構(gòu)的成員。它結(jié)合了帶有標(biāo)準(zhǔn)通信和定時(shí)外設(shè)的微控制器、具有一流性能的電容式觸摸傳感系統(tǒng)(CAPSENSE?)、可編程通用連續(xù)時(shí)間和開(kāi)關(guān)電容模擬模塊以及可編程連接。PSoC?4100S Plus產(chǎn)品將與PSoC?4平臺(tái)的產(chǎn)品能實(shí)現(xiàn)向上兼容，以滿足新的應(yīng)用和設(shè)計(jì)需求。

• 存儲(chǔ)器

提供128K Flash、16KB SRAM、5KB ROM。

• 電源介紹

PSoC?4100S Plus使用單個(gè)外部電源，工作范圍為1.8 V±5%(外部調(diào)節(jié))或1.8 V至5.5 V(內(nèi)部調(diào)節(jié))，并有三種不同的電源模式，其中轉(zhuǎn)換都是由電力系統(tǒng)管理的。PSoC?4100S Plus提供活動(dòng)、睡眠和深度睡眠低功耗模式。所有子系統(tǒng)都在主動(dòng)模式下運(yùn)行。CPU子系統(tǒng)(CPU、閃存和SRAM)在睡眠模式下被時(shí)鐘門(mén)控關(guān)閉，而所有外設(shè)和中斷都是活動(dòng)的，在喚醒事件上具有瞬時(shí)喚醒。在深度睡眠模式下，高速時(shí)鐘和相關(guān)電路被關(guān)閉;從該模式喚醒需要35μs。opamp可以在深度睡眠模式下保持運(yùn)行。

• 時(shí)鐘系統(tǒng)

PSoC?4100S Plus時(shí)鐘系統(tǒng)負(fù)責(zé)為所有需要時(shí)鐘的子系統(tǒng)提供時(shí)鐘用于在不同時(shí)鐘源之間切換而不會(huì)出現(xiàn)故障。此外，時(shí)鐘系統(tǒng)確保不存在亞穩(wěn)條件。PSoC?4100S Plus的時(shí)鐘系統(tǒng)由IMO, ILO, 32 khz手表晶體振蕩器(WCO)， MHz ECO和PLL組成，并提供外部時(shí)鐘。WCO允許將IMO鎖定到32khz振蕩器。

• 通信接口
• I2C mode

硬件I2C塊實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整的多主和從接口(它能夠進(jìn)行多主仲裁)。該塊能夠以高達(dá)1mbps (Fast Mode Plus)的速度運(yùn)行，并具有靈活的緩沖選項(xiàng)，以減少CPU的中斷開(kāi)銷和延遲。它還支持EZI2C，在PSoC?4100S Plus的內(nèi)存中創(chuàng)建郵箱地址范圍，并有效地減少I(mǎi)2C通信，從內(nèi)存中的數(shù)組讀取和寫(xiě)入。此外，該塊支持8bit位深FIFO接收和發(fā)送，通過(guò)增加CPU讀取數(shù)據(jù)的時(shí)間，大大減少了由于CPU沒(méi)有及時(shí)讀取數(shù)據(jù)的而導(dǎo)致的時(shí)鐘擴(kuò)展的需要。I2C外設(shè)兼容NXP I2C總線規(guī)范和用戶手冊(cè)(UM10204)中定義的I2C標(biāo)準(zhǔn)模式和快速模式Plus設(shè)備。I2C總線I/O是用Open Drai Mode的GPIO實(shí)現(xiàn)的。

• UART mode

這是一個(gè)全功能的UART，運(yùn)行速度高達(dá)1mbps。支持汽車(chē)單線接口(LIN)，紅外接口(IrDA)和智能卡(ISO7816)協(xié)議，所有這些都是基本UART協(xié)議的次要變體。此外，它支持9位多處理器模式，允許通過(guò)普通RX和TX線路連接的外設(shè)尋址。支持常見(jiàn)的UART功能，如奇偶校驗(yàn)、中斷檢測(cè)和幀錯(cuò)誤。8深FIFO允許更大的CPU服務(wù)延遲被容忍。

• SPI mode

SPI模式支持全摩托羅拉SPI, TI SSP(增加一個(gè)啟動(dòng)脈沖用于同步SPI編解碼器)和National Microwire(半雙工形式的SPI)。SPI塊可以使用FIFO。

• CAN

有一個(gè)CAN模塊，它實(shí)現(xiàn)了Bosch規(guī)范中定義的CAN 2.0B，并符合ISO-11898-1標(biāo)準(zhǔn)。

• GPIO

PSoC?4100S Plus具有多達(dá)54個(gè)gpio。每個(gè)GPIO有8種驅(qū)動(dòng)模式：

• Analog input mode (input and output buffers disabled)
• Input only
• Weak pull-up with strong pull-down
• Strong pull-up with weak pull-down
• Open drain with strong pull-down
• Open drain with strong pull-up
• Strong pull-up with strong pull-down
• Weak pull-up with weak pull-down
• 特殊功能外設(shè)
• CAPSENSE?（手勢(shì)識(shí)別）

PSoC?4100S Plus通過(guò)CAPSENSE?sigma-delta (CSD)模塊支持CAPSENSE?，該模塊可通過(guò)模擬多路復(fù)用總線通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)連接到任何引腳。因此，CAPSENSE?功能可以在軟件控制系統(tǒng)中的任何可用引腳或引腳組上提供。為CAPSENSE?塊提供了PSoC?Creator組件，使其易于用戶使用。

屏蔽電壓可以在另一個(gè)模擬多路總線上驅(qū)動(dòng)，以提供耐水能力。通過(guò)與傳感電極同步驅(qū)動(dòng)屏蔽電極來(lái)提供水容忍度，以防止屏蔽電容衰減被感測(cè)輸入。也可以實(shí)現(xiàn)近距離感應(yīng)。CAPSENSE?塊有兩個(gè)IDAC，如果不使用CAPSENSE?(在這種情況下兩個(gè)IDAC都可用)，或者如果CAPSENSE?不耐水使用(一個(gè)IDAC可用)，則可用于一般用途。CAPSENSE?模塊還提供10位斜率ADC功能，可與CAPSENSE?功能結(jié)合使用。CAPSENSE?模塊是一種先進(jìn)的低噪聲可編程模塊，具有可編程電壓參考和電流源范圍，可提高靈敏度和靈活性。它也可以使用外部參考電壓。它具有全波CSD模式，交替感應(yīng)到VDDA和接地以消除電源相關(guān)噪聲。

• LCD顯示驅(qū)動(dòng)

3 方案介紹

今天主要介紹的芯片是CY8C4147AZI-S475，共有8組端口。

• 電源電路設(shè)計(jì)

電源部分，主要包含VDDD、VDDA和VCCD，各部的功能分別見(jiàn)下：

• VDDD：數(shù)字部分電源；
• VDDA：模擬部分供電；
• VCCD：穩(wěn)壓數(shù)字電源（1.8V±5%）。

供電范圍設(shè)計(jì)指導(dǎo)：

手冊(cè)設(shè)計(jì)參考設(shè)計(jì)：

• 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)

時(shí)鐘主要包含兩個(gè)部分，分別是主時(shí)鐘和RTC時(shí)鐘，電路設(shè)計(jì)分別見(jiàn)下：

• 主時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)

時(shí)鐘的引腳為P0_6和P0_7，采用4M的晶振，時(shí)鐘輸入范圍4to33 MHz。

• 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)

• 復(fù)位電路

復(fù)位采用的是低電平復(fù)位的方式，其中焊接C2可實(shí)現(xiàn)硬件消抖。

• 下載電路

軟件下載這個(gè)位置還沒(méi)有研究過(guò)，感興趣的朋友可以研究一下。