基于PSoC的V/F轉換器實(shí)現

摘要：介紹一種可編程系統芯片PSoC(Programmable System on-Chip)的主要功能，邏輯結構及其系統實(shí)現。分析了V/F轉換器的基本原理，提出了在傳統V/F轉換器的基礎上，通過(guò)使用PSoC上的數?；旌闲盘栮嚵行酒瑢?shí)現壓頻轉換的功能。相比傳統技術(shù)，新設計方式易于多功能集成，簡(jiǎn)化了外圍電路，具有成本低廉，精度高，功耗低，可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵字：PSoC V/F轉換器 數?；旌闲盘栮嚵行酒?

1 引言

由美國賽普拉斯(CYPRESS)公司推出的可編程片上系統(PSoC)混合信號陣列是一款完整的系統級解決方案。該芯片包括可配置的數字和模擬外設，8位微控制器和三種嵌入式存儲器。與傳統單片機的根本區別在于PSoC內部集成的數字和模擬模塊是可配置的，可以根據不同設計要求調用不同的數字和模擬模塊，完成芯片內部的功能設計，實(shí)現使用一塊芯片就可以配置成具有多種不同外圍元器件的微控制器，真正實(shí)現了微控制器的通用可配置。PSoC最大限度的將設計的靈活性與易用性相結合，大大提高了開(kāi)發(fā)效率，降低了系統開(kāi)發(fā)的復雜性和費用，同時(shí)增強了系統的可靠性和抗干擾能力。

1.1 PSoC內部結構

PSoC微控制器集成了一個(gè)快速8比特的CPU，8~16KB的Flash程序存儲器，SRAM數據存儲器，以及數字和模擬模塊。

PSoC有8個(gè)數字模塊（4通訊能力）和12個(gè)模擬模塊（4連續時(shí)間型和8開(kāi)關(guān)電容式）。數字模塊可被配置為計時(shí)器，控制器或串行通訊端口。模擬模塊可以通過(guò)連接需要的寄存器，設置合適的運算放大器電路，編程實(shí)現放大器，濾波器，比較器，模數轉換器等功能。入圖一所示。

1.2 PSoC軟件工具

PSoC Desinger是基于Windows的軟件開(kāi)發(fā)工具。包括器件編輯器，應用程序編輯器，調試器。器件編輯器：選擇，放置和配置用戶(hù)模塊，資源和引腳；應用程序編輯器：包括C編譯程序，匯編程序，庫管理程序；調試器：支持在線(xiàn)仿真，設置斷點(diǎn)并進(jìn)行跟蹤。

(圖一)

2 工作原理

V/F轉換是將被測物理量經(jīng)傳感器轉換成與被測信號成比例的連續變化的電壓(或電流)量，再轉換為電壓〔或電流)的脈沖頻率(f)或周期(T)。根據電荷平衡式可知，輸出頻率 ，說(shuō)明輸人電壓 與f存在線(xiàn)性函數關(guān)系。在PSoC中，使用連續時(shí)間模塊(CT)和一個(gè)開(kāi)關(guān)電容模塊(SC)就可以實(shí)現V/F轉化。

V/F 轉換器的原理圖如圖二所示。

（圖二）