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打造你的专属私人订制——低功耗开发板CY8CKIT-PSOC-024LP评测
发布时间:2015-02-06
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打造你的专属私人订制——低功耗开发板CY8CKIT-PSOC-024LP评测
发布时间:2015-02-06
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谈到SoC,大家对它的概念并不模糊,但提及PSoC,不知道还有多少人了解?

从字面上来看,PSoC即为可编程片上系统的释义,但从产品上来讲,PSoC是赛普拉斯推出的一个集可编程模拟模块,可编程数字模块,存储器以及微处理器于一体的可编程嵌入式片上系统,可以通过灵活配置芯片内部不同的数字、模拟模块实现不同的功能。截止目前,PSoC系列产品包含了基于M8C内核的PSoC1,基于8051内核的PSoC3,基于Cortex-M0的PSoC4以及基于Cortex-M3的PSoC5LP,产品简要的分布情况如下图所示

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正如上图所看到的,PSoC系列的产品线还是非常丰富的,有8位的M8C、8051处理核心,有32位的ARM Cortex-M0、M3处理内核,而今天要说的就是基于8位M8C微处理器的PSoC1系列中的一位最新成员——CY8C240093,这可以说是迄今为止PSoC1系列中功耗最低,成本最低,并且集成了USB2.0的微控制器产品,相信那些追求低成本、低功耗应用的工程师一定会对它爱不释手。

此刻爱板网工程师手上就拿到了基于此款微控制器的开发板——CY8CKIT-PSOC-024LP,板卡由e络盟电子提供。

初识CY8CKIT-PSOC-024LP开发套件

PSoC1低功耗开发板的包装非常简单,盒内只有一块CY8CKIT-PSOC-024LP板卡以及一张快速上手指导说明,连一个静电袋都不给,不知道是对自己产品的自信还是"忘了“。

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虽说PSoC1开发板没给我们提供什么辅助配件,不过所搭载的板载资源看上去还是非常多的,像段式LCD、温敏电阻、湿度计、电位计、兼容Ardunio Shield扩展接口等资源一应俱全,对于喜欢折腾或者开发的工程师来说,少了许多额外电路搭建的烦恼,加快开发进度。

具体来看下板载的一些资源情况介绍:

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PSoC1低功耗开发板为红色PCB板设计,长宽约为68.6mm*53.4mm,板卡的主要资源包括:

  • 赛普拉斯CY8C240093-24LTXI,混合信号微控制器,48pin QFN封装,7mm*7mm
  • 热敏电阻、湿度模拟传感器 、电位器 
  • 4段式LCD
  • 供电miniUSB2.0 接口 
  • 板载miniUSB编程 (基于PSoC3)
  • CY3215-ICE仿真器OCD接口
  • 访问的开放式GPIO引脚
  • 复位、用户按钮,用户、电源、状态LED
  • Arduino Shiled兼容扩展接口设计

可以说,PSoC1开发板既有自己的特色,又融合了时下的”流行元素“。

板卡除了为一些外设接口搭配相应的传感器、功能模块等供工程师学习开发外,板卡还板载了PSoC3 Debug调试器,虽然开发板本身也带有PSoC系列微控制器专有的CY3215-ICE仿真工具OCD接口,但毕竟这种针对性的仿真工具并不是常见,也不是所有工程师用户都愿意去购买的,板载调试器不仅能省去额外购买仿真器的花费,同时只要通过一根miniUSB线就能对板卡实现编程调试,大大提高了开发效率。

板卡另外一个突出的特点是可以兼容多个开发板的扩展接口,除了Arduino UNO,还支持:

  • PSoC4开发套件(通过I2C,热敏电阻和湿度传感器引脚共用)
  • PMODs(1型,2型,5型和6型)
  • Beaglebone(通过GPIO,I2C和USB)
  • 树莓派(通过GPIO和I2C)

总的来说,板卡算是中规中矩,板载的资源都是相对常见的,也都是板卡基础功能学习、开发必备的。

混合信号控制器

接下来重点要要说的板卡搭载的这颗赛普拉斯推出的最新的PSoC1系列混合信号控制器CY8C240093-24LTXI。

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CY8C240093-24LTXI混合信号控制器特性:

  • 8位M8C专用CPU,最大工作频率为24MHz
  • 32 KB Flash,2 KB的SRAM
  • 1.71至5.5V工作
  • 全速USB2.0,10位ADC,3个16位定时器,2个比较器,8位的iDAC等,最大可扩展36个GPIOs
  • 工作温度:–40 °C to +85 °C

CY8C240093-24LTXI微控制器采用了48pin的QFN封装,大小仅有7mm*7mm,微控制器是基于8位哈佛结构的M8C处理内核,最大的主频达24MHz,其最大的优点是低成本和低功耗:

  • 1.1mA主动模式
  • 1.07μA待机模式
  • 100nA的深度睡眠模式

通过微控制器的系统框图可以看到,CY8C240093-24LTXI主要由3部分构成,PSoC Core,包含了M8C处理器以及SRAM等资源;模拟部分,这部分包含了ADC、DAC、比较器等资源;还有一部分是系统资源,包括常用的外设接口,如I2C、SPI、USB、定时器等,作为一款8位微控制器,PSoC1的资源还是非常丰富的。

那么相对于其它厂商的8位单片机产品,PSoC1又有何优势呢?

这还得回到PSoC可编程的功能上来看,比如,如果要做一个简单的模拟放大功能,然后再经过AD,做处理和控制,那么一般的8位单片机(比如AVR)就不太适用了,需要外部加上运放、可编程数字电位器等。但是,如果你使用PSoC,只需单芯片就能解决。

再者,假如AD的输入在PCB的左面,而AVR的AD引脚接口在右面,那么你画PCB走线时候就必须要绕线了,而采用PSoC,只需要定义芯片左边最靠近AD输入的引脚为AD输入口就可以了(PSoC内部的AD输入可以配置到芯片的任何(大部分的)一个脚上),这个是AVR无法做到的。

因此,当你的系统需要一些一般要求的模拟功能,如放大器,滤波,等等,可以考虑PSoC。 

板卡开发

  • PSoC Designer IDE工具

PSoC1低功耗开发板的开发环境搭建还是非常简单的,板卡已经具备了板载的硬件调试器,而我们需要做的只是下载安装赛普拉斯为PSoC1系列产品提供的PSoC Designer IDE工具。

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PSoC Designer是一个完全免费的IDE工具,它主要包括了器件编辑子系统、应用程序编辑子系统、调试器子系统三大部分。

  • 应用程序编辑器 GUI,用于设备和用户模块配置和动态重配置
  • 广泛的用户模块目录
  • 集成的源码编辑器(C 和汇编)
  • 免费的 C 编译器(无大小限制或时间限制)
  • 内置调试器
  • 集成电路仿真 (ICE)
  • 通信接口内置支持:硬件和软件 I2C 主设备和从设备、全速 USB 2.0、最多 4 个全双工 UART、SPI 主设备和从设备以及无线设备

说到这个PSoC Designer集成开发工具,那可真是老有意思了。怎么说呢,有点像是用硬件的思维去解决软件代码的编辑。

比如,你要开发PSoC微控制器上的一个模块功能,你先可以使用PSoC Designer IDE中的模拟以及数字外设库(User Modules),然后进行模块配置,比如PWM模块,可以建立脉冲宽度以及占空比等参数等,然后再将内部配置完的模块信号脚与外部微控制器的IO管脚连接起来,,然后再通过生成配置文件生成源代码(也就是利用动态生成的API函数库),最后,你就可以通过验证,下载调试,简单的流程如下图所示

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当然,看似很简单,但是实际做起来还是非常有难度的,尽管CYPRESS提供了相当多的专用用户模块,并提供了API接口,可是其底层基本上是汇编的代码。因此作为用户来讲,你可能还需要了解了算法(经常是模拟和数字混在一起)、在看懂API使用的基础上,才能更好的,真正应用到你的设计中去。

  • 板卡上电

了解了PSoC Designer基本的开发流程后,我们再来对板卡进行实际的上电开发。CY8CKIT-PSOC-024LP开发板在初次上电后会安装驱动,对应两个miniUSB接口,一个是Debug调试驱动(COM6),一个是USB-TO-UART串口驱动(COM7),如下图所示

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安装完这两个驱动后就可以正式对板卡进行下载以及查看串口打印输出等操作了,以Blinkly LED例程为例,我们实际操作进一步说明,首先载入例程,由于此例程已经生成过源代码了,所以这里只需编译操作就行,如果新建的项目模块,要执行生成/编译选项操作。

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编译完成后选择Program进行下载,注意这里需要选择复位选项的激活模式,如下图所示

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下载完成后可以看到板卡运行的Blinkly LED例程,LED呈现呼吸灯的效果。

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我们也可以通过改变PWM模块中的占空比等参数来实现不同的LED效果,这里就不再一一演示了,下图则是LCD的显示以及串口输出例程

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在板卡体验的最后环节,笔者也特地用万用表测试了下板卡的休眠功耗,只可惜200uA量程的万用表愣是测不到PSoC1的功耗,功耗低到没朋友。

最后,再附上本次板卡的视频评测更生动的来了解板卡。

小结

介绍了e络盟CY8CKIT-PSOC-024LP开发板的功能特点以及PSoC Designer开发工具的简单介绍和使用,PSoC1开发板搭载了赛普拉斯可编程片上系统CY8C240093-24LTXI芯片(基于8位哈弗架构的M8C处理核)、板载调试器、支持众多的第三方板卡,如Arduino UNO、PSoC4、树莓派等,可以自由灵活的学习、开发。

但是,作为一个实际的体验者,有必要提醒大家,对于想学习或者初次接触微控制器的朋友,PSoC绝不会是一个易于上手使用的玩意,众多灵活的功能,数字、模拟模块配置也同样意味要求工程师有相关专业技能、模数功底的积累,这就好比飞机跟自行车,哪个厉害不用多说,但是首要问题是你有足够的能力驾驶,同样的,对于那些初入门的朋友,还是推荐使用比较容易上手的AVR、51或者ARM架构的各大品牌微控制器产品,而PSoC,则适合那些已经具备了扎实专业技能、模数功底的工程师开发学习之用,打造自己的专属“MCU”。好了,要谈的差不多就是这些了,目前本文中的PSoC1开发板在e络盟电子的售价为153RMB,有兴趣的可以去看看。

参考资料

 原创申明:本文为爱板网原创,谢绝转载! 
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只取一瓢 ·  2015-02-10