PSOC原理及操作基础教程

PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 1 PSOC 原理及操作教程原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC （草稿） (Draft) 北京理工大学汽车电子技术创新中心(AETC) BIT-Automotive Electronics Technical Innovation Center 2007 年 6 月 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 2 内容介绍内容介绍 汽车已经进入了电脑时代，单片机（微控制器）是汽车电子系统的核心。随着单片机/微控 制器技术的发展，出现了新的 SoC（System on Chip 单片系统）技术，它将固定的单片机系统 模块化，通过编程实现灵活配置，将模拟处理电路集成到系统中，具有体积小、成本低、使用 灵活的特点，具有广阔的发展空间。 本教程结合美国赛普拉斯（Cypress）公司的 Psoc 进行介绍，包括 Psoc 特点、原理，结合 程序设计实例进行介绍。 本教程为 AETC 中心本科生全校实验选修课操作教程，也可作为 Psoc 初学者的入门参考教 程。 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 3 目 录 第一章 概述.4 1.1 什么是 SOC？ .4 1.2 PSOC 与单片机相比的特点.4 第二章 PSoC 的结构与特点.6 2.1 PSOC 的总体结构.6 2.2 与传统单片机系统设计方案的比较 .9 第三章 PSoC 集成开发环境.11 3.1 PSOC Designer 的安装.11 3.2 PSOC IDE 的使用.15 3.3 器件编程器.19 3.4 连接用户模块.22 3.5 管脚互连.23 3.6 应用程序编辑器.27 3.6 调试.29 第四章 PsoC 程序设计示例.32 4.1 A/D 采集与 LED 显示.32 4.2 数字脉宽调制 PWM 模块实验.36 4.3 键盘中断和定时器溢出中断实验 .37 4.4 AD、DA 和 LED 显示实验.41 4.5 电压比较器模块的使用正弦信号到方波信号的转换.43 4.6 动态重配置实验.45 附录 PSoC 功能描述.51 3.1 PSOC 内核.51 3.2 PSOC 可编程数字系统.60 3.3 PSOC 可编程模拟系统.67 3.4 PSOC 系统资源.71 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 4 第一章第一章 概述概述 1.1 什么是什么是 SOC？ 把微处理器、存储器、高密度逻辑电路、模拟和混合电路，以及其他电路集成到一个芯片 上，构成一个具有信号采集、转换、存储和 I/O 处理功能的系统，称为片上系统（SoC-System on Chip） 。SoC 采用超深亚微米加工工艺、IP（intellectual Property）内核复用和软硬件协同设 计技术，是超大规模集成电路的发展趋势。 SOC 又称为系统级芯片，它的设计称为集成系统的设计。集成系统和集成电路的关系相当 于集成电路和分立元件的关系。在设计过程中，设计者面对的不再是电路芯片，而是能实现设 计功能的 IP 核库。 设计者不必要在众多的模块电路中搜索所需要的电路芯片，只需要根据设计 功能和固件特性选择相应的 IP 核。这些 IP 核将被集成系统复用。这种设计方法从传统的集成 电路设计转向集成系统设计，从整个系统的角度出发，把处理机制、模型算法、芯片结构、各 层次电路直至器件的设计紧密地结合在一起，在单个芯片上完成整个系统的功能，设计的重心 也从逻辑综合、布局布线转向系统的设计、软硬件的设计以及仿真，它的设计必须是从系统行 为级开始的自上向下的设计方法。采用集成系统的设计方法完成同样功能所需的晶体管的数目 可以降低很多。集成电路设计方法向集成系统设计方法的转变，不仅是一种概念上的突破，同 时也是信息技术发展的必然结果。 从应用的角度划分，SoC 包括专用型、可编程型（PSoC- Programmable System on Chip）和 OEM（Original Equipment Manufacturer 原始设备生产商）型。可编程型基于 IP 内核，通过编 程来选择构成产品，是 SoC 主要形式和重要应用方向，也是下面介绍的重点。 1.2 PSOC 与单片机相比的特点与单片机相比的特点 PsoC 与传统微控制器相比具有如下特点： 1、PSoc 基于 IP 内核，通过编程来选择构成产品，具有无与伦比的灵活性，是 SoC 主要形 式和重要应用方向。例如：某一种型号的单片机具有一个 16 位定时器和一个 8 位的定时器，那 么在用户使用的过程中，只能用这两个定时器；PSoc 则不同，以 Cypress 公司的 CY8C29466 为例，它里面提供了四种分别是 8 位、16 位、24 位和 32 的定时器，用户在使用的过程中可以 根据需要在一定范围内灵活的选择自己需要的定时器，可以使用多个同一种定时器，也可以使 用多种定时器，具有很大的灵活性。 2、数字模块、模拟模块和 MCU 集成在一起。如图 1.1 所示 PSoc 不仅包含了一般的单片机 具有的常用的数字模块，它还包含了多种放大器、电压比较器、模数转换、数模转换、滤波器 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 5 和用来测量自身微控制器温度的 Flash Temp 模块。高度的集成化使得用户的设计快速高效且节 省元器件。 3、强大但简单易用的工具用户模块。用户模块是 PSoC 中预先定义和配置好的数字和模拟 模块，并已对寄存器参数初始化。用户在使用的过程中只需要选择用户模块并对一些必要进行 简单的配置即可。 4、强大而高效的开发工具。Cypress 公司提供的两种开发软件 PSoc Designer 和 PSoc express 可以使用户的开发周期大大缩短。实践证明，一个以前从来都没学习过单片机的人学 习 PSoc 要比学习其他单片机用的时间短。 1.3 PSOC1.3 PSOC 发展过程发展过程 PSoc 的发展与单片机技术的发展密不可分，实际上就是单片机技术在半导体工业不断发 展，超大规模集成电路工艺水平的不断提高，深亚微米工艺已经走向 成熟，以及 EDA 软件工具不断升级的今天发展的必然产物，它能极 大地满足人们对电子系统的诸如缩小体积、减轻重量、降低功耗、提 高可靠性、提高性能、增强保密性、降低系统成本等等多方面的要求。 PSoc 始于 20 世纪 90 年代中期，它的发展主要经历了以下几个阶段： 1.1994 年 Motorola 公司发布了 Flex Core 系统，这个系统是用来 制作基于 68000 和 Power PC 的定制微 CPU。 2.1995 年，LSI Logic 公司采用 SOC 为 SONY 公司进行设计。以 上两者是基于 IP 核完成 SOC 设计的最早报道。 3.1999 年 Atmel 公司开发出首个基于 RISC 的现场可编程系统级 集成电路 FPSLIC-AT40K FPGA。 4.之前推出的 SOC 均是数字逻辑系统。2000 年 Cypress 公司首次 推出了以 CY8C25和 CY8C26 系列为代表混合信号 SOC。 混合信号 SOC 就是该片上系统既有数字逻辑系统，还有模拟功能，甚 至还应该包括数模混合信号模块块、RF 电路模块等众多功能模块。 5.后来 Cypress 公司又相继推出了 CY8C29/27/24 /22/21等包含少量混合信号处理电路的 PSoc. 21 世纪集成电路将进入 SoC 时代。SOC 能够将越来越复杂的功能 集成到芯片上，这使得集成电路发展成为集成系统，电子整机的功能 将可以集成到一个芯片中。 SOC 将引领新一代嵌入式 CPU 的技术发展， 将不断满足日益增长的功能密度、 灵活的网络连接、 轻便的移动应用、 多媒体的信息处理等要求。 图 1.1 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 6 第二章第二章 PSoC 的结构与特点的结构与特点 作为一种新型的、适合时代要求的智能器件，PSoc 具有与普通单片机不同的结构和特点， 本章将从整体上予以介绍。 2.1 PSOC 的总体结构的总体结构 PSoc 的整体结构如图 2.1 所示，包括 PSoc 内核（PSoc Core） 、数字系统（Digital System） 、 模拟系统（Analog System） 、系统资源（System Resource）四部分组成。这四个主要部分通过 系统总线通信网络联系在一起。 图 2.1 PSoc 的整体结构 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 7 2.1.1 PSoC 内核 PSoC 内核是一个功能强大的处理器，支持丰富的指令设置。它包含 CPU 内核、用于数据 存储的静态存储器 SRAM、用于控制程序在一个新地址中短暂执行的中断控制器、睡眠和看门 狗定时器和一组包括锁相环、内部主振荡器、内部低速振荡器和外部晶振的时钟源。这些时钟 和系统资源中的可编程时钟分频因子一起使得把几乎所有的定时需求集成到 PSoc 设备中成为 了可能。 CPU 内核，也称为 M8C，是一个工作频率可以达到 24MHz 的强大的处理器。M8C 是一个 4MIPS 的 8 位哈佛结构的微处理器。在 CPU 内核的内部静态包含有 RAM（SRAM）和 FLASH 存储器。最小的 PSoc 设备之间有差别很小的模拟结构。 PSoc 的通用输入输出（GPI/O）把器件的 CPU、数字和模拟资源与外部引脚进行了连接。 每一个引脚有八种不同的驱动模式，不同的驱动模式为外部接口提供了很大的灵活性。每一个 引脚都可以因高电平、低电平或者电平的变化而产生一个系统中断。 2.1.2 数字系统 PSoc 的数字系统由数字 PSoc 模块、 行内数字模块互连 （RDI） 、 行间数字阵列互连 （ADI） 、 全局数字系统互连（GDI）组成。数字模块最多有四行 16 个。数字模块的个数因设备的不同而 不同，具体的各种设备所含的数字模块的数目参见表 2-1。 表 2-1 不同 PSoc 的模块数目表 数字模块可以通过一系列的全局总线连接到任何通用的 I/O 口，全局总线可以把任何信号 发送到任何引脚上。全局总线还允许信号多路技术和进行逻辑操作。这一配置使得你的设计从 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 8 一个外围设备固定的控制器中解脱出来了。 2.1.3 模拟系统 PSoc 的模拟系统包括全局模拟互连（GAI） ，基本模拟 PSoc 模块阵列、 模拟信号基准电 压发生器、模拟信号输入多路选择器等几部分组成。模拟系统模块最多包括四个模拟列，12 个 模拟模块，不同的设备具有的模拟模块的数目不同，参见表 2-1。每一个可配置的模块都是由 一个拓扑电路组成，该拓扑电路允许用户创造复杂的模拟信号流。 每一个模拟列包括一个 B 类连续时间模块（ACB） 、一个 C 类开关电容模块（ASC） 、一个 D 类开关电容模块（ASD） 。 2.1.4 系统资源 系统资源提供了额外的可编程片上系统功能，这些功能取决于你的 PSoc 设备的特征。参见 表 2-2。 表 2-2 CY8C 系列器件提供的系统资源包括：数字时钟（SYSCLK2、SYSCLK、CPUCLK、VC1、 VC2、VC3、SLEEP 等时钟） ；乘法/加法器（MACs） ；两种类型（Type1、Type2）的采样抽取器； 主从及多主模式的 I2 C 接口（通信速率：400kbps） ；用户可设定电压阀值的电源电压检测模块 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 9 及上电复位模块；片上开关模式升压泵（Switch Mode Pump） ；片上精密参考电压；USB 功能 模块；I/O 模拟多路选择器。 2.2 与传统单片机系统设计方案的比较与传统单片机系统设计方案的比较 PSoc 作为一种新型器件，能在更大的程度上满足设计需求，采 用 PSoc 的设计方案与采用传统单片机的系统设计方案相比有很多 优点。 1.从开发系统来看，Cypress 公司提供的两种开发软件 PSoc Designer 和 PSoc Express 可以根据硬件电路的构造自动生成高质量 的可供调用的 API 函数，编程者无须像以前那样在底层驱动程序上 劳神费力而可将精力更多地放在应用层程序的编制上，提高了开发 效率。 例如： PSoc 中提供了 LCD 和八段 LED 的驱动程序， 如图 2.2 所示。用户在使用时，只需要选择该模块后进行简单的参数配置， 写 2 到 3 句程序即可。 2.PSoc 的开发基于成熟而又丰富的用户模块，极大地减少甚至 免除了设计者在成千上万外围元件中选择的烦恼，节省了模拟量处 理电路调试及修改的精力和时间， 提高了成功率、 灵活性和可靠性。 3.PSoc 采用了一种新的构架，通过可配置的数字及模拟区块灵 活地构造适用的用户模块，这是传统的单片机所不具备的。 4.PSoc 可以动态重构，即在应用中通过程序改变存储在闪存中 设定的参数，重新定义系统所需要的功能模块的种类和数量，动态 地完成片上资源的重新分配，实现新的外围元器件的功能，这一点保证了系统资源的 最大化，最合理化和最经济化应用。 5.与传统意义上的单片机系统相比，PSoc 最大程度地实现了系统单片化的目标， 也减少了 PCB 的面积。和其他架构的 SoC 相比，PSoc 在保证以更简便方式实现更多 更灵活功能和具备较高性能的前提下，达到了迄今为止最高的性价比。图 2.3 中左边 的 PCB 板是采用传统单片机的设计方案，右边的 PCB 板是在实现与左图相同的功能 的前提下采用 PSoc 的设计方案，从图中明显的可以看出采用 PSoc 的设计方案节省了 大量的元器件，PCB 板的面积也相应的小了很多。 图 2.2 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 10 图 2.3 PSoC 与采用传统单片机的设计方案对比 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 11 第三章第三章 PSoC 集成开发环境集成开发环境 3.1 PSOC Designer 的安装的安装 PSoC Designer 是 Cypress 公司用于 PSoC 芯片开发的集成开发环境。该软件支持 C 语言、 汇编语言及二者混合编程。 3.1.1 软件安装步骤软件安装步骤 （1） ：将 Cypress 公司的光盘放入电脑，就出现下面的安装界面： （2） ：单击 Install PSoC Designer 4.3，出现下面的对话框： PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 12 （3） ：单击 Next 进入下面的对话框： （4） ：单击 YES 为接受协议，进入选择路径对话框： PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 13 （5） ：单击 Browse 可以选择安装路径，单击 Next 进入下一步安装： （6） ：单击 Next 进入安装确认对话框： （7） ：单击 Next 开始安装： PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 14 （8） ：安装完毕后出现下面界面： （9） ：单击 Finish，重启计算机完成安装。 安装完 PSoC Designer 4.3 后还需要安装 PSoC Programmer，用来烧写芯片。安装时，只须在 第一步时单击 Install PSoC Programmer 2.20,其他步骤和前面一致。如下： 3.1.2 激活激活 PSoC C 语言编译器语言编译器 使用 PSoC Designer 4.3 前需要激活 PSoC C 语言编译器，按照以下步骤激活： （1） ：打开 PSoC Designer 4.3； （2） ：执行 ToolsOptions; (3): 单击 Compiler 选项； （4） ：输入 PSoC C 语言编译器的授权码； （5） ：阅读授权协议，单击 OK 完成激活。 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 15 3.2 PSOC IDE 的使用的使用 3. 2. 1 PSOC IDE 的结构的结构 PSOC IDE 的结构如下图所示： PSOC IDE 的结构 3.2.2 文件类型和扩展名文件类型和扩展名 当我们创建好自己的工程后，系统会相应的创建一个以该工程名字命名的文件夹。该文件 夹包括下面三个文件夹：lib (库文件夹)、obj (目标文件夹)、output(编译输出文件夹)。 Lib 文件夹存放系统的库文件；obj 文件夹存放编译 c 或汇编源文件时生成的中间文件； Output 文件夹存放调试使用的.hex 文件、清单文件及其他调试信息。我们可以在应用程序编辑 器子系统下的资源树中浏览文件信息，如下图所示： 资源树 部分文件类型对应的扩展名、存放位置和描述信息如下表所示： 文件类型 扩展名 位置 描述 PSOC Designer 器件编辑器子系统 应用程序编辑器子系统 调试器子系统 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 16 档案文件 .a /lib 一个由 ilibw.exe 创建的档案文件 汇编源文件 .asm 源文件夹 可编辑的汇编语言源文件 C 语言源文件 .c 源文件夹 可添加到工程的 C 语言 HEX 文件 .hex 工程输出文件夹 Intel 格式的 HEX 文件 汇编语言包含文件 .inc 汇编包含文件夹 可编辑的汇编语言包含文件 列表文件 .lis /output 包含了由编译器生成的地址信息 Make 文件 .mp /output 定制对工程 build/make 的流程 工程数据文件 .soc 工程目录 双击该文件打开一个工程 模板文件 .tpl IDE 安装路径 模板用来生成文件 3.2.3 工程管理器工程管理器 PSOC IDE 包括 3 个子系统：器件编辑器子系统、应用程序子系统、调试器子系统。 如左图所示单击第一个即可进入器件编辑器子系统；单击第二个图 标进入应用程序编辑器子系统；单击第三个图标进入调试器子系统。 器件编辑器子系统通常包括：一个用户模块窗口、一个用户模块选择窗口、一个资源管理 器窗口、两个用户模块信息窗口。如下图所示： 应用程序编辑器子系统包括：资源树窗口、源文件编辑器窗口、用来显示编译/连接时提示 信息的状态栏窗口。如下图所示： PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 17 3.2.4 创建一个工程创建一个工程 （1）单击“Start new project”新建文件； （2）c：点击“Creat New Project” ； PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 18 （3）填写自己的文件名称，点击“Browse”可以选择存储位置，填好后点击“下一步” 并点击“是” ； : （4）选择编辑语言的种类，选择 C 语言，点击“完成”即可； PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 19 3.3 器件编程器器件编程器 3.3 器件编程器器件编程器 器件编程器主要用来：选择用户模块、放置用户模块、连接用户模块、配置管脚、跟踪资 源、生成应用程序框架等。 3.3.1 选择用户模块选择用户模块 用户模块是一个预先配置的功能，在放置和配置后可以像外围部件一样工作。用户可以在 器件编辑器子系统中选择用户模块。窗口左边是用户模块集合子窗口。单击用来查看具体的用 户模块，双击用来选定所用的用户模块。 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 20 3.3.2 放置用户模块放置用户模块 单击工具栏的 Interconnect View 图标即可进入放置用户模块窗口： 左图最后一个即为 Interconnect View 图标；下图为放置用户 模块窗口： PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 21 单击右键，选择“Place”即可放置已选择的用户模块如下图所示： PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 22 3.3.3 配置用户模块配置用户模块 通过配置用户模块， 可以使用户模块与外部引脚或其他用户模块关联起来。 通过配置 PSoC 模块的输入输出参数来完成用户模块的连接。通过以下步骤可以完成用户模块的配置： （1） ：单击放置好的用户模块就可以看到用户模块参数。单击参数内容框出现下拉箭头， 选择合适的参数：如下图所示： （2） ：重复以上步骤即可完成所有模块参数的配置。 3.3.4 全局资源的选择全局资源的选择： 全局资源决定运行的硬件环境，会影响到整个设计。要改变全局资源，单击参数内容框的 下拉箭头，选择合适的参数值。如下图所示： 3.4 连接用户模块连接用户模块 配置好模块后， 可以进行用户模块之间的连接。 用户模块连接使得 PSoC 模块之间可以通讯。 通过配置 PSoC 模块的输入输出参数来完成用户模块的互连。互连总线提供了一个外部引脚连 接到其他数字用户模块的路径。连接用户模块可以在器件编辑器下的 Interconnect View 模式中 完成。 PSoC 模拟模块和管脚之间通过模拟输入多路选择器和输出总线连接，该多路选择器和管脚 直接相连，另外在模拟模块和输出管脚之间只有一级输出总线。当管脚和连线一起使用来表示 它们目前的连接状态时，这些管脚将被高亮显示。连接到某管脚的连线说明了该管脚已经被使 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 23 用。 用户模块互连包括连接到周围的 PSoC 模块、输出总线、输入总线、内部系统时钟、参考电 压、外部管脚以及模拟输出缓冲。PSoC 数字模块通过全局输入总线和全局输出总线连接到外 部引脚和其他的 PSoC 数字模块。PSoC 有 8 条全局输入总线和全局输出总线，分别对应数字 07。 在配置输出参数以连接到全局输出总线时要注意，一个 PSoC 模块只能驱动全局输出总线中 的一条。被某个用户模块使用的某条全局输出总线不能再作为其他用户模块的输出。 将鼠标移动到所要连接的线， 然后左键单击即可出现对话框， 选择自己所要连接的输入输出 总线及管脚，选中后关闭对话框即可完成连接。如下图所示： 3.5 管脚互连管脚互连 用户把某个 PSoC 模块指定到某个管脚时，便建立了一个软件配置到硬件的物理连接。管 脚互连可以在器件编辑器下的 Interconnect View 模式中完成。管脚的设置既可以在与管脚相关 的元素里被修改，又可以在管脚处直接修改。直接设置管脚可以把管脚连接到合适的元素并同 时断开与其他元素的连接。若多个连接需要连接到一个管脚，这些连接必须直接从元素那里配 置到管脚。以下三个位置、都可以配置管脚： PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 24 （1） （2） （3） PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 25 3.5.1 连接管脚连接管脚 管脚连接在器件编辑器下的 Interconnect View 模式下完成，具体步骤如下： （1） ：单击 Port_X_X； （2） ：单击 Port_X_X 所对应的 Select 栏； （3） ：从出现的菜单中即可以选择所需的模式；如下图所示： 3.5.2 断口驱动模式断口驱动模式 断口的驱动模式同样在器件编辑器下的 Interconnect View 模式下完成，CY8C29466 提供以下 断口驱动模式： High Z 、High Z Analog、Open Drain High、Open Drain Low、Pull Down、Pull Up、Strong 、Strong Slow。按照以下步骤可以修改 PSoC 器件的断口驱动模式： （1） ：单击 Port_X_X； （2） ：单击 Port_X_X 所对应的 Drive 栏； （3） ：从出现的菜单中选择合适的断口驱动模式。如下图所示： PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 26 3.5.3 断口中断模式断口中断模式 断口中断模式同样在器件编辑器下的 Interconnect View 模式下完成。包括四种断口中断模式： ChangeFromRead 、DisableInt、FallingEdge、RisingEdge。具体配置步骤如下： （1） ：单击 Port_X_X； （2） ：单击 Port_X_X 所对应的 Interrupt 栏； （3） ：从出现的菜单中选择合适的断口中断模式。如下图所示： PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 27 3.6 应用程序编辑器应用程序编辑器 PSoC Designer 的应用程序编辑器子系统可以帮助用户管理工程下的文件、编辑源文件、增 加和删除文件等。 3.6.1 文件介绍文件介绍 生成应用文件后，便可以使用应用程序编辑器来编写程序。下面对关键的系统文件进行介绍： （1） ：boot .asm 是一个关键的启动文件，定义启动顺序。器件编辑器利用 boot.tpl 模板来生成 boot.asm文件。以下是系统启动的主要组成部分： A:系统上电之后代码的执行起点； B:中断发生后使用的中断服务表； C：调用系统初始化程序在复位后对器件进行快速初始化； D：为使用 C 语言创建环境； E：调用 main 或者_main 开始运行可执行程序。 （2）: main.asm PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 28 包含在执行 boot .asm时被引用的_main 标记 （3） ：PSoCConfig.asm 该文件包含了进入系统时的设置 3.6.2 添加添加文件文件 添加一个文件按照下面的步骤完成： （1） ：单击添加文件图标或者在菜单中选择 FileNew ,出现田加文件对话框； （2） ：在该对话框中选择文件类型栏选择文件类型； （3） ：在该对话框中的文件名栏填入文件名； （4） ：单击完成即可。如下图所示： 3.6.3 删除文件删除文件 在资源树里选中要删除的文件，然后执行 ProjectRemove from project 或者单击右键选 择删除即可。 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 29 3.6 调试调试 编写好应用程序后，需要把程序下载到相应的硬件进行调试验证。Cypress 公司提供了 ICE 通过 USB 连接到 PSoC Designer， 通过 PSoC Designer 调试器子系统上简单的几个图标， 便可以 进行系统的调试工作。 左图第三个即为调试程序图标，程序编写完成后点击该图标即可以 完成调试。将自己的程序中出现的错误改正之后继续 Debug 自己的程序直到准确无误即可以将 程序下载到硬件当中。 3.6.1 调试策略调试策略 在调试程序时，用户可以选择多种调试策略，下面简单介绍： （1） ：） ：跟踪跟踪 执行 DebugTrace 就可以进行跟踪。 PSoC Designer 的跟踪功能使得用户可以跟踪和记录器件 的活动细节， 包括寄存器和数据存储器。 跟踪窗口连续显示从最后一个断点开始的字符和操作。 程序开始运行时跟踪缓存将被清空；若跟踪缓存已满，则其中旧的内容将被新的内容覆盖。 （2） ：） ：断点断点 PSoC Designer 允许用户在预先定义的地址暂停程序。当遇到断点时程序暂停在断点对应 的地址，断点发生后，用户可以通过菜单继续运行程序。执行 Debug Breakpoints 即可以打开 断点对话框，如下所示： PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 30 （3） ：查看寄存器 在调试阶段有 5 个可以读写的查看窗口：CPU 寄存器、寄存器页 0 和 1、RAM、FLASH。 （4） ：查看变量 执行命令 DebugWatch Variables 打开变量查看窗口，如下所示： 在 ASM 变量查看对话框内，用户可以指定想要查看的地址、数据类型、变量的位置、数 据格式。 3.6.2 烧写芯片烧写芯片 当调试结束时，可以进行芯片的烧写。通过 PSoC Programmer 来完成芯片的烧写，烧写步 骤如下： （1） ：将 PSoC 芯片放入烧写插座； （2） ：单击烧写芯片图标，从弹出的对话框中选择正确的型号和端口，确认连接好之后， 点击 Program即可烧写芯片。如下图所示： PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 31 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 32 第四章第四章 PsoC 程序设计示例程序设计示例 4.1 A/D 采集与采集与 LED 显示显示 实验目的实验目的： 实现A/D采集和LED显示， 即在参考电压为5V的情况下， 从外部输入05V电压 ， 经过芯片处理后使 LED 逐个点亮。 实验步骤实验步骤： 1） ：打开 PSOC Designer，进入模块选择界面，选择 12 位的 A/D 转换器ADCINC12，选择 4 个 PWM8 模块，以及一个 PGA 模块； 2） ：进入连接模块界面，将所有的模块安放，并将 4 个 PWM8 依次连接 P20P23 四个 I/O 口； 3） ：配置模块参数，以及总资源参数； 4） ：所有配置及连接图如下所示： （图一）总资源配置，其他的都不变只是将 VC1， VC2，VC3 以及 VC3Divider 配置为图中所示即可； 图（二）ADCINC12 资源配置； PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 33 图（三）PGA_1 资源配置； 图（四）PWM8_1 资源配置； PWM8_2,PWM8_3,PWM8_4 和 PWM8_1 的其他配置一样， 只有 CompareOut 输出不同， 依次选 择 Row_0_Output_0, Row_0_Output_1, Row_1_Output_2, Row_1_Output_3; 5):按照上述配置好资源后，即可以编写程序了，进入编写程序界面，输入下面程序： #include / part specific constants and macros #include PSoCAPI.h / PSoC API definitions for all User Modules int iResult,n; / ADC result variable void main() BYTE b,c; / BarGraph position PGA_1_Start(PGA_1_MEDPOWER); / Turn on PGA power ADCINC12_1_Start(ADCINC12_1_MEDPOWER); / Turn on ADC power ADCINC12_1_GetSamples(0); / Sample forever M8C_EnableGInt; / Enable Global interrupts while (1)/ Main loop if (ADCINC12_1_fIsDataAvailable() != 0) / If ADC sample is ready. iResult = ADCINC12_1_iGetData(); / Get result, convert to unsigned and clear flag ADCINC12_1_ClearFlag(); n=(int)(iResult/512+2); switch(n) case 0: PWM8_1_Stop(); /所有的 LED 都灭 PWM8_2_Stop(); PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 34 PWM8_3_Stop(); PWM8_4_Stop(); break; case 1: /点亮一个 LED PWM8_1_Start(); PWM8_1_EnableInt(); PWM8_2_Stop(); PWM8_3_Stop(); PWM8_4_Stop(); break; case 2: /点亮两个 LED PWM8_2_Start(); PWM8_2_EnableInt(); PWM8_3_Stop(); PWM8_4_Stop(); break; case 3: /点亮三个 LED PWM8_3_Start(); PWM8_3_EnableInt(); PWM8_4_Stop(); break; case 4: /点亮四个 LED PWM8_4_Start(); PWM8_4_EnableInt(); break; 实验结果实验结果: 输入程序后调试好后即可以运行程序；在连接开发板和电脑后需要对软件进行设置：在 project 里选择 setting，选择 US B 如下图： PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 35 在 tools 里的 option 里选择如下图： 当旋转电位器时可以看到四个 LED 将逐个被点亮或者熄灭。 PSOC 原理及操作教程 Theory and Operation of PsoC 36 4.2 数字脉宽调制数字脉宽调制 PWM 模块实验模块实验 PSoC 器件集成了 8 位和 16 位的通用可编程脉宽调制模块，脉宽调制模块通常要占用 12 个 PSoC 数字模块资源，这主要取决于要使用的 PWM 模块的位宽。它具有周期和脉宽编程实 时修改的特点，模块的时钟和使能信号具有多个信号源，方便用户使用。 实验目的实验目的：通过本实验实现用 PWM 来控制，使 LED 闪烁； 实验步骤实验步骤： 1） ：打开 PSOC Designer，进入模块选择界面，选择四个 PWM8 模块； 2