PSoCCreator软件及设计流程.ppt

第8章 PSoC Creator软件及设计流程 Chapter 8 PSoC Creator Software & Design Proess,何宾 2010.10,PSoC Creator软件及设计流程 -前言,本章主要介绍PSoC Creator软件及设计流程，其内 容主要包括： 基于PSoC3工程的简单流程； 基于PSoC5工程的简单流程； 基于PLD的自定义元件设计流程。,PSoC Creator软件及设计流程 -PSoC Creator的主要功能,PSoC Creator 是最先进的集成开发环境（Integrated Development Environment，IDE），带有创新性的图形设 计编辑器，构成独特而强大的硬件/软件协同设计环境。 图形化的设计入口简化了配置一个特殊元件的任 务。设计者可以从元件库内选择所要求的功能，并且将 其放置在设计中。所有的参数化元件都有一个编辑器对 话框，允许设计者根据需要对功能进行裁减（定制）。,PSoC Creator软件及设计流程 -PSoC Creator的主要功能,PSoC Creator软件平台自动的配置和布线I/O到所 选择的引脚，并且为给定的应用产生应用程序接口函 数API,通过这些接口函数对硬件进行控制。 修改PSoC的配置是非常简单的，比如添加一个新 元件，设置它的参数和重新建立(rebuilding)工程等。,PSoC Creator软件及设计流程 -PSoC Creator的主要功能,在开发的任何阶段，设计人员都能很自由的修改 硬件配置，甚至是目标处理器。设计者可以将应用修 改到新的目标上（硬件和软件），甚至是从8位平台移 植到32位平台上（只需要选择新的设备，并进行重新 的建立）。 设计者也可以修改C编译器和进行性能评估。 下图给出了PSoC Creator软件的主界面。,PSoC Creator软件及设计流程 -PSoC Creator的主要功能,图 PSoC Creator软件平台主界面,PSoC Creator软件及设计流程 -PSoC Creator的主要功能,PSoC Creator软件平台的特点主要有： 集成了原理图捕获功能用于设备配置； 可供选择的丰富的元件IP核资源； 集成了源代码编辑器； 内置调试器； 支持自定义元件创建（设计重用）功能； PSoC 3 编译器 - Keil CA51（无代码大小限制）； PSoC 5 编译器 - CodeSourcery 的 Sourcery G Lite 版本,PSoC Creator软件及设计流程 -PSoC Creator的主要功能,主界面的后侧是元件的库的分类列表，库中的元件 用于满足设计者的不同要求。 主界面的右侧是元件的库的分类列表，库中的元件 用于满足设计者的不同要求。元件的范围从最简单的元 件，比如逻辑门和寄存器，到数字定时器，计数器和 PWM，其它模拟元件，比如：ADC，DAC，滤波器和各 种通信协议，比如：I2C，USB，CAN等。,PSoC Creator软件及设计流程 -PSoC Creator的主要功能,符号编辑器使设计者能开发可重用的元件，这样 可以显著的减少将来的设计时间。编辑器仅仅画一个 符号和相关的设计关联符号。PSoC Creator允许放置新 的符号。设计者可以在任何时间和任何工程中“重用”自 己的设计（不需要知道实现的具体细节）。 锚定工具（Anchoring tool）是一个现代的，高 级可定值的用户接口。它包含一个项目管理器和用于 源代码的集成C编辑器和汇编器，以及设计入口工具。,PSoC3/5基本编程模型 -位变量的使用,使用bit关键字声明位操作。下面给出C语言对位的 声明和操作： bit myVar; myVar = myVar; if (!myVar) . ,PSoC3/5基本编程模型 -位变量的使用,此外，为了保证代码容易移植到PSoC5上，可以使用 CYBIT关键字替换bit关键字。例如： CYBIT myVar; PSoC Creator软件工具中提供了完整的宏定义集，用 来将PSoC3的代码移植到PSoC5上。更详细的说明，请参 考cyboot文件夹中自动生成的文件cytypes.h。,PSoC3/5基本编程模型 -避免从中断句柄调用函数,当编译用于中断服务程序ISR的C代码时，Keil编译器 将试图认为在ISR中可能修改的寄存器入栈操作。如果ISR 包含一个函数调用，编译器并不知道函数调用将修改哪个 寄存器，这样就会将所有寄存器内容入栈。比如：改函数 调用：,PSoC3/5基本编程模型 -避免从中断句柄调用函数,CY_ISR(myISR) UART_1_ReadRxStatus(); 为： CYBIT flag; CY_ISR(myISR) flag = 1; ,PSoC3/5基本编程模型 -避免从中断句柄调用函数,void main() /*等待ISR设置flag标志 if (flag) flag = 0; UART_1_ReadRxStatus(); . . .,PSoC3/5基本编程模型 -将变量放在合适的存储空间,当变量放在8051内部的存储空间时，具有最好的 CPU访问效率，根据访问效率，定义变量类型的顺序 依次为: data,idata,pdata和xdata. 由于堆栈空间有限，Keil编译器不在堆栈中保存 本地变量，而是将其保存在固定的存储空间，并且和 其它函数调用的变量共享存储空间。,PSoC3/5基本编程模型 -将变量放在合适的存储空间,此外，尽量使循环变量递减而不是递增操作，这是由 于测试等于0操作比测试等于常数的操作要快。比如使用 下面的代码： void main() data uint8 i; /* 循环10次*/ for (i = 10; i != 0; i-) . ,PSoC3/5基本编程模型 -将变量放在合适的存储空间,在C代码中，为了测试某些位，经常使用下面的代 码风格： uint8 x; x |= 0x10; /* set bit 4 */ x /* toggle bit 4 */ if (x & 0x10) /* test bit 4 */ . . . ,PSoC3/5基本编程模型 -将变量放在合适的存储空间,使用8051比特级的汇编指令，实现C中的按位操 作，使用sbit关键字和特殊的操作符（不是C语言 中的按位操作）。 通过下面两种方式实现： 1）将变量放到位可寻址的区域20-2F，使用bdata 关键字。然后用sbit和定义感兴趣的比特位。,PSoC3/5基本编程模型 -将变量放在合适的存储空间,/* This places myVar in the 8051 * internal data space, in 202F. */ bdata uint8 myVar; /*放置myVar到8051内部空间20-2F sbit mybit4 = myVar4; /*myVar变量的第4位 */ mybit4 = 1; /*设置myVar 变量的第4位*/ mybit4 = 0; /*清除myVar变量的第4位 */ mybit4 = mybit4; /*切换myVar的第4位 */ if (mybit4) /*测试myVar的第4位 */ . . . 这个方法也可以对32和16位变量其中的某些位进行操作。注意 bdata和sbit定义为全局的，而不是本地的。,PSoC3/5基本编程模型 -将变量放在合适的存储空间,2）将所感兴趣的比特位暂时放到感兴趣的SFR中。查 看cy_boot文件夹下由PSoC Creator生成的PSoC3_8051.h文 件。了解sbit和sfr关键字用于支持位访问的SFR。 sfr PSW = 0xD0; sbit P = PSW0; sbit F1 = PSW1; sbit OV = PSW2; sbit RS0 = PSW3; sbit RS1 = PSW4; sbit F0 = PSW5; sbit AC = PSW6; sbit CY = PSW7;,PSoC3/5基本编程模型 -使用B寄存器用于暂存数据,在8051结构中，B寄存器用来方便汇编指令MUL和 DIV的操作。除此以外，它只是一个辅助的寄存器。下 面给出使用B寄存器实现两个8位变量的交换： uint8 x, y; B = x; x = y; y = B;,PSoC3/5基本编程模型 -编写汇编代码的方法,1创建一个单独的汇编源文件 1）在PSoC Creator主界面的Project Explorer子窗口下， 用鼠标右键点击工程名字，并选择“Add new item”。 2) 选择“8051 Keil Assemby Assembly File”，然后输入文 件名。 3）将创建一个汇编文件，该文件在整个工程中的扩展 名为.a51。 4）在文件中添加汇编代码； 5) 可以在主界面的主菜单下选择Helpdocumentation KeilAX51 Assembler User Guide for help on instruction, template等。查看相关的汇编语言指令。,PSoC3/5基本编程模型 -编写汇编代码的方法,2在C文件中使用内嵌汇编代码 1）在C源文件中，将汇编代码写在指令“#pragma asm”和“Pragma endasm”中间。 2）在主界面下的Project Explorer子窗口下，鼠标右 键点击源文件，出现Build Settings界面。 3）在Compiler选项界面下，将Inline Assembly设置 为True，即使能在C文件中内嵌汇编语言。,PSoC3/5基本编程模型 -PSoC3中断编程模型(设置全局中断),1）使用PSoC Creator软件中CyLib.h文件中提供的 CYGlobalIntEnable 宏定义来全局中断使能功能。 2）使用PSoC Creator软件中CyLib.h文件中提供的 CYGlobalIntDisable 宏定义来禁止中断使能功能。 使用宏定义，将来可以很方便的进行代码的移植。,PSoC3/5基本编程模型 -PSoC3中断编程模型(定制中断服务程序),可以在main.c或者其它.c文件中编写中断服务程序。用 设计中具体使用的中断元件的例化名字代替下面程序中的 isr_1名字（isr_1为默认的中断原件例化名字）。可以在希 望编写定制中断服务程序的地方编写自己的中断服务程 序，使用下面的方式定义： CY_ISR(MyOwn_Interrupt) /* 以下为定制的中断服务程序代码 */ ,PSoC3/5基本编程模型 -PSoC3中断编程模型,并使用isr_1_StartEx或者isr_1_SetVector API函数来更 新中断向量表（根据具体设计将isr_1名字修改为具体的中 断元件的例化名字）。 main() - /* 主程序代码 */ - /* 修改向量地址到定制的中断服务程序MyOwn_Interrupt, 然后从cydwr文件中修改优先级,然后使能中断 */ isr_1_StartEx(MyOwn_Interrupt); - - ,PSoC3/5基本编程模型 -PSoC3中代码重入,若一个程序或子程序可以安全的被并行执行，则称其 为可重入（reentrant或re-entrant）的；即，当该子程序正 在运行时，可以再次进入并执行它。 若一个函数是可重入的，则该函数： 不能含有静态（全局）非常量数据。 不能返回静态（全局）非常量数据的地址。 只能处理由调用者提供的数据。 不能依赖于单实例模式资源的锁。 不能调用不可重入的函数。 多用户/对象/进程优先级以及多进程一般会使得对可 重入代码的控制变得复杂。同时，IO代码通常不是可重入 的，因为他们依赖于像磁盘这样共享的、单独的资源。,PSoC3/5基本编程模型 -PSoC3中代码重入,需要代码重入，在函数声明和函数定义的名字后面添 加 CYPEENTRANT宏定义声明，比如： uint8 increment(uint8) CYREENTRANT; uint8 increment(uint8 value) CYREENTRANT uint8 iCount1; uint32 iDelay1; value+; for(iCount1=0; iCount12; iCount1+) for(iDelay1=0; iDelay165000; iDelay1+) 关于这部分更详细的内容参考Cypress提供的应用文档 AN54460Interrupt Handling in PSoC3和相关的例子。,PSoC3/5基本编程模型 -PSoC3/5 DMA编程模型,PSoC内的控制器完成下面的数据传输： 存储器到存储器 存储器到外设 外设到存储器 外设到外设 关于DMA控制器更详细的信息，在本书前面章节已 经进行了详细的说明。,PSoC3/5 DMA编程模型 -DMA应用程序API接口函数,PSoC3/5 DMA编程模型 -DMA配置向导,当设计中添加DMA控制器元件后，可以使用PSoC Creator的DMA向导完成对DMA通道的相关参数配置。 DMA配置向导是一个图形化的配置界面，使得设计者 能实现DMA和TD配置选择，而不需要知道底层的API。 当完成DMA和TD配置后，向导产生API能被复制到工程 中，其方法是： 在PSoC Creator软件主界面下的主菜单下选择Tools-DMA Wiazrd，打开配置向导对DMA通道进行参数配置。 在配置向导结束后，将配置向导生成的DMA配置API函数模板，复制并粘贴到main.c文件或者希望的.c文件中。,PSoC3/5 DMA编程模型 -DMA配置向导,注：选中配置向导中的参数TERMOUT时，数据传输完成后， TD在DMA的NRQ触发一个脉冲。这个脉冲触发其它元件，比如：其它中断DMA、中断等。 关于DMA配置向导更详细的使用可以参考Cypress 公司提供的AN52705Using DMA on PSoc3/PSoC5 应用文档。,PSoC Creator软件及设计流程 -基于PSoC3工程的简单设计流程,本工程使用PSoC3内的PWM可编程外设来控制 两个不同的LCD灯的闪烁频率。,基于PSoC3工程的简单设计流程 -加载PSoC3工程,加载PSoC3工程的步骤包括： 1打开PSoC Creator软件； 2如下图，在 Start Page页面中的 Start Page Topic下面 展开Kits and Solutions。,图 Kit and Solution界面,基于PSoC3工程的简单设计流程 -加载PSoC3工程,3在Kits and Solutions下，展开PSoC CY8C38 Family Processor Module Kit。 4点击Ex1_LED_with_PWM.cywrk打开工程。 5选择保存工程的路径； 6工程打开后，如下图所示， 可以在Workspce Explorer下面 看到打开的工程。,图 Workspace Explorer界面,基于PSoC3工程的简单设计流程 -建立PSoC3工程,1如下图所示，在PSoC Creator的主界面下选择 Build-Build Ex1_LED_with_PWM。,图 Build窗口界面,基于PSoC3工程的简单设计流程 -建立PSoC3工程,2PSoC Creator建立工程，如下图，并且在Output窗 口显示建立过程的信息。当output窗口显示“Build Successed”信息后，就可以准备编程了（注意其编译器为 DP8051-Keil）。,图 Output 窗口界面,基于PSoC3工程的简单设计流程 -编程PSoC3工程,下面给出将程序下载到CY8C38开发板上的步骤，这 些步骤包括： 1连接MiniProg3到CY8C38的开发板上。 2在PSoC Creator主菜单下选择Tools-Options，打开Options窗口。 3如下图所示，选择Programmer/Debugger，并展开该选项，然后选择MiniProg3。进行如下设置：,基于PSoC3工程的简单设计流程 -编程PSoC3工程,图 MiniProg参数设置界面,基于PSoC3工程的简单设计流程 -编程PSoC3工程,设置Applied Voltage：3.3V； 设置Transfer Mode：SWD； 设置Active Port：10 Pin； 设置Acquire Mode：Reset； 设置Debug Clock Speed：3.2MHz； 点击“OK”按钮。 4在PSoC Creator主菜单下选择Debug-Select Debug Target。出现如下图所示的界面。,基于PSoC3工程的简单设计流程 -编程PSoC3工程,图 Select Debug Target界面,基于PSoC3工程的简单设计流程 -编程PSoC3工程,5在PSoC Creator主界面下选择Debug-Program， 在PSoC Creator输出窗口显示如下图所示的信息，表示正 在编程和编程成功的信息。 6一直等待编程成功为止。,图 编程Flash信息,基于PSoC3工程的简单设计流程 -运行PSoC3工程并调试,1在提供的CYPRESS开发套件上，用导线将面包板旁的P16接口连 接到LED1；将面包板旁的P17接口连接到LED2； 2给板子再次上电，观察LED等的闪烁频率。 3如下图所示，按键F9，在此行设置断点，并按 键F5，让程序运行。观察灯的变化情况。,基于PSoC3工程的简单设计流程 -运行PSoC3工程并调试,图 断点调试界面,PSoC Creator软件及设计流程 -基于PSoC5工程的简单设计流程,本工程使用PSoC5内的PWM可编程外设来控制两 个不同的LCD灯的闪烁频率。,基于PSoC5工程的简单设计流程 -加载PSoC5工程,1打开PSoC Creator软件； 2如下图，在Start Page页面中的Start Page Topic下面 展开Kits and Solutions。 3在Kits and Solutions下，展开PSoC CY8C55 Family Processor Module Kit。 4点击Ex1_LED_with_PWM.cywrk打开工程。,基于PSoC5工程的简单设计流程 -加载PSoC5工程,图 Kit and Solution界面,基于PSoC5工程的简单设计流程 -加载PSoC5工程,5选择保存工程的路径； 6工程打开后，如下图所示，可以在Workspce Explorer下面看到打开的工程。,图 Workspace Explorer界面,基于PSoC5工程的简单设计流程 -建立PSoC5工程,1如下图所示，在PSoC Creator的主界面下选择 Build-Build Ex1_LED_with_PWM。,图 Build窗口界面,基于PSoC5工程的简单设计流程 -建立PSoC5工程,2PSoC Creator建立工程，如下图，并且在Output 窗口显示建立过程的信息。当output窗口显示“Build Successed”信息后，就可以准备编程了（注意其编译器为 ARM CM3-GCC 4.2.1）。,基于PSoC5工程的简单设计流程 -建立PSoC5工程,图 Output 窗口界面,基于PSoC5工程的简单设计流程 -编程PSoC5工程,下面给出将程序下载到CY8C55开发板上的步骤，这些步骤包括： 1连接MiniProg3到CY8C55的开发板上。 2在PSoC Creator主菜单下选择Tools-Options，打开Options窗口。 3如下图所示，选择Programmer/Debugger，并展开该选项，然后选择MiniProg3。进行如下设置：,基于PSoC5工程的简单设计流程 -编程PSoC5工程,图 MiniProg参数设置界面,基于PSoC5工程的简单设计流程 -编程PSoC5工程,设置Applied Voltage：3.3V； 设置Transfer Mode：SWD； 设置Active Port：10 Pin； 设置Acquire Mode：Reset； 设置Debug Clock Speed：3.2MHz； 点击“OK”按钮。 4在PSoC Creator主菜单下选择Debug-Select Debug Target。出现如下图所示的界面。,基于PSoC5工程的简单设计流程 -编程PSoC5工程,图 Select Debug Target界面,基于PSoC5工程的简单设计流程 -编程PSoC5工程,5在PSoC Creator主界面下选择Debug-Program， 在PSoC Creator输出窗口显示如下图所示的信息，表示 正在编程和编程成功的信息。 6一直等待编程成功为止,图 编程Flash信息,。,基于PSoC5工程的简单设计流程 -运行PSoC5工程并调试,1在开发板上，用导线将面包板旁的P16接口连接 到LED1；将面包板旁的P17接口连接到LED2； 2给板子再次上电，观察LED等的闪烁频率。 3如下图所示，按键F9，在此行设置断点，并按键 F5，让程序运行。观察灯的变化情况。,基于PSoC5工程的简单设计流程 -运行PSoC5工程并调试,图 断点调试界面,基于PSoC5工程的简单设计流程 -基于PLD的自定义元件设计流程,自定义元件是PSoC Creator所提供了一个非常强大 的功能，设计人员可以充分利用软件强大的自定义元件 功能实现特定元件的设计和复用。 下面将通过一个设计详细的介绍自定义元件的设计 流程，并进行验证。,基于PSoC5工程的简单设计流程 -基于PLD的自定义元件设计流程,该工程将使用基于Verilog HDL设计Count4ByN带 有异步复位的递增计数器元件。该元件的接口包括： 2个输入信号：clock，reset； 4个输出信号：Count3:0； 参数N（规定了每个始终计数器递增N）；,基于PLD的自定义元件设计流程 -建立工程,下面给出建立PSoC工程的步骤，其步骤包括： 1打开PSoC Creator软件； 2如下图所示，在主菜单下选择File-New-Project,图 新建工程选项,基于PLD的自定义元件设计流程 -建立工程,3如下图所示，在Name域内输入counter，并确定 该工程的路径。，然后点击“OK”按钮。,图 创建新工程界面,基于PLD的自定义元件设计流程 -添加自定义元件,1如下图 (a)所示，并切换标签栏到Components， 出现下图（b）的界面。,基于PLD的自定义元件设计流程 -添加自定义元件,2在上图(b)界面下，选中Projectcounter，并点击 鼠标右键，出现下图的界面，选择Add Component Item 选项。,图 选择Add Component Item选项,基于PLD的自定义元件设计流程 -添加自定义元件,3出现如下图的界面，选择“Symbol Wizard”选项， 并在Component Name域中输入：counter4b。并点击“Create New”按钮。,基于PLD的自定义元件设计流程 -添加自定义元件,5出现下图的界面，并按照该界面分别输入reset， clock，和count 3:0名字及其相关参数，点击“OK”按 钮。,图 Symbol Creation Wizard,基于PLD的自定义元件设计流程 -添加自定义元件,6出现左图界面，并在该界面，点击鼠标右键， 出现右图界面，选择Symbol Parameters。,图 选择Symbol Parameters选项,图 创建的符号,基于PLD的自定义元件设计流程 -添加自定义元件,7出现下图的界面，输入N参数，类型为int， Value为1。在Misc栏中选择Description，,图 Parameters Definition界面,基于PLD的自定义元件设计流程 -添加自定义元件,出现下图的界面，并输入描述语句“Amount to increment count by one each clock”。点击 “OK”按钮，返回 上图的界面。,图 Text Editor界面,基于PLD的自定义元件设计流程 -添加自定义元件,修改Hardware设置为：True；修改Validators设置。 8出现下图的界面，输入条件，即当N超过该范围 时，会报错。点击“Ok”按钮。回到前面图界面，并点击 “OK”按钮，退出该界面。,基于PLD的自定义元件设计流程 -添加自定义元件,图 Parameter Validators界面,基于PLD的自定义元件设计流程 -添加自定义元件,8图界面下，选择“Generate Verilog”选项，打开 counter4b.v文件。在该文件中进行代码添加。,图 选择Symbol Parameters选项,基于PLD的自定