PSoC(Programmable System on Chip)是美國Cypress半導體公司推出的集微處理器、可編程數字陣列和可編程模擬陣列或模擬器件于一體的可編程片上系統。2009年推出的第二代產品PSoC3、PSoC5分別包含8位8051微處理器、32位ARM Cortex-M3微處理器。PSoC非常適合用于模數混和的嵌入式系統設計,特別適合于創新型實驗課程教學和科研。清華大學自2007年開始先后將PSoC1、PSoC3、PSoC5引入電子技術系列課程教學和科研,在學生培養、教材建設、科研等方面都取得了很好的成果。
TPG-PSoC3可編程片上系統創新實驗平臺,是由清華大學自動化系和清華大學科教儀器廠聯合研制的新一代開放式PSoC實驗平臺。該系統提供了PSoC器件和豐富的實驗資源,并設計了眾多的實驗項目,既可以用于電子技術系列課程的教學實驗,也可以用于學生創新實踐活動。
▲ 技術性能及配置
1、核心PSoC3芯片及其內部資源
(1)芯片型號:CY8C3866AXI-040
(2)單周期8051 CPU
主頻67MHz
64KB的Flash,8KB的SRAM,2KB的EEPROM
24路DMA通道
寬工作電壓:0.5V~5.5V
72路GPIO口,所有I/O均可作為數字或模擬接口、均支持CapSense功能
全面可配置的內部CPU時鐘
(3)數字外設
24個可編程數字模塊(可用于實現定時器、計數器、PWM等模塊)
全速CAN 2.0、全速USB 2.0、SPI、UART、I2C等接口
(4)模擬外設
1.024V內部參考電壓
12~20位可配置Delta Sigma ADC
67MHz 24位數字濾波器
4個8位 8Msps IDACs、 1Msps VDACs
4個電壓比較器
4個運算放大器
4個可編程模擬模塊(可用于實現PGA、TIA、混頻器、采樣保持器等模塊)
CapSense功能(可用于實現電容按健、電容滑條)
2、外部資源
(1)系統電源
5V或3.3V可選
(2)數字資源
輸入部分:輕觸按鍵、推拉開關、4x4小鍵盤等
輸出部分:1602字符液晶、4位8段數碼管、單色LED燈、三原色LED燈、蜂鳴器、直流電機、步進電機等
(3)模擬資源
電位器、電壓式溫度傳感器、紅外熱釋傳感器、熱敏電阻、光敏傳感器、磁敏傳感器、接近傳感器等CapSense電容按健、電容滑條
(4)外設接口
JTAG/SWD編程接口、音頻輸入輸出接口、UART串口、USB口、無線模塊接口、擴展板插孔等PSoC芯片和外設模塊的所有引腳都通過單排圓孔插座引出,用戶可根據實際需要使用插針線實現電路的連接,并可通過面包板和擴展板插孔實現電路的拓展。
▲ 開發環境
1、PSoC Creaor 1.0 開發環境
2、PSoC Porgrammer 3.12下載軟件
▲ 實驗內容(部分)
1、基本實驗
l 可編程增益放大器PGA
l 電壓比較器Comparator
l 定時器Timer
l 計數器Counter
l 脈寬調制PWM
l 模數轉換器 Delta Sigma ADC
l 數模轉換器 Voltage DAC
l 按鍵中斷
l 矩陣鍵盤
2、設計型實驗
l 單路溫度測量顯示
l 電機驅動及測速
l USB HID
CapSense電容按鍵、電容滑條
1、《可編程片上系統(PSoC)原理與實訓》 葉朝輝、華成英,清華大學出版社
2、《TPG-PSoC3可編程片上系統創新實驗平臺實驗指導書》
▲ 參考教材
1、《可編程片上系統(PSoC)原理與實訓》 葉朝輝、華成英,清華大學出版社
2、《TPG-PSoC3可編程片上系統創新實驗平臺實驗指導書》