PSoC Express實(shí)施透明無(wú)代碼PSoC應用開(kāi)發(fā)

　　PSoC作為可編程的系統級芯片(SoC)，克服了SoC制設計制造周期長(cháng)和成本高的缺點(diǎn)。其集成了微控制器以及嵌入式系統中通常位于微控制器周?chē)哪M及數字組件。它具有混合信號ASIC的優(yōu)勢，同時(shí)又無(wú)需ASIC NRE或設計完成時(shí)間。從而幫助客戶(hù)節約設計時(shí)間和板上面積，降低了功耗及系統成本。

　　PSoC(可編程片上系統)是Cypress半導體生產(chǎn)的包含有8位微處理器核和數字與模擬混合信號陣列的可編程片上系統。其應用領(lǐng)域與8位的MCU相同。區別于8位的MCU，PSoC的周邊數字資源(如定時(shí)器、PWM、UART等等)和周邊模擬資源(放大器、比較器、濾波器等等)以數字模塊和模擬模塊的方式提供。不同型號的PSoC芯片的差異主要在于其擁有的數字模塊和模擬模塊的數量的不同。用戶(hù)可以根據自己的需要來(lái)定義這些模塊。PSoC的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境PSoC Designer也預先為用戶(hù)定義了七十多個(gè)常用的數字和模擬資源供用戶(hù)選擇。如數字資源有:定時(shí)器、PWM、UART、SPI、CRC、PRS等等；模擬資源有放大器、比較器、濾波器等等；AD和DA轉換器由若干數字模塊和模擬模塊組合而成。所有這些預定義的模塊被稱(chēng)之為用戶(hù)模塊。PSoC Designer也為用戶(hù)提供這些用戶(hù)模塊的API函數供用戶(hù)編程時(shí)調用。在PSoC Express出現以前，開(kāi)發(fā)PSoC的應用項目與MCU的應用開(kāi)發(fā)相似，使用PSoC Designer集成開(kāi)發(fā)環(huán)境根據項目的需要調用和配置資源(用戶(hù)模塊)，編寫(xiě)代碼(C或匯編)，編譯，調試….

　　現在由于PSoC Express可以在更高的抽象概念水平上運行，且無(wú)需匯編或C的軟件開(kāi)發(fā)，因此設計人員只需要數小時(shí)或數天時(shí)間即可完成對PSoC器件的新設計開(kāi)發(fā)、仿真及編程，而不再耗時(shí)數周乃至數月。由于其采用無(wú)縫多重處理器架構、具有設計可視化功能，包含豐富的驅動(dòng)程序庫和多種傳輸函數的*估器以及軟仿真功能，因此系統開(kāi)發(fā)工程師采用PSoC Express工具能夠更快地完成設計工作，并實(shí)現更高的可靠性。在PSoC Express中，尤其值得提到它的Monitor功能，它使得PSoC的無(wú)代碼、可視化應用開(kāi)發(fā)變得透明化。對某些比較復雜的應用，需要及時(shí)調節或修改某些參數時(shí)，不會(huì )再有那種捉摸不定和黑匣子的感覺(jué)。使你的調試過(guò)程更從容、更快、更有效率。

　　透明化應用開(kāi)發(fā)過(guò)程

　　使用PSoC Express的開(kāi)發(fā)過(guò)程

　　1. 選擇輸入和輸出

　　運行PSoC Express，選擇Design選項夾，根據設計的需要選擇相應的輸入、輸出和接口驅動(dòng)器。如果有的話(huà)，根據要求設定驅動(dòng)器的參數。

　　2. 定義輸出的行為

　　根據不同的輸入變化，來(lái)定義系統的輸出行為。系統的輸入輸出的關(guān)系相對比較簡(jiǎn)單的直接使用輸出驅動(dòng)器的傳輸函數來(lái)定義輸入和輸出的相應關(guān)系。通過(guò)鼠標右鍵點(diǎn)擊輸出驅動(dòng)器選擇傳輸函數，輸出驅動(dòng)器提供三種傳輸函數：優(yōu)先編碼器、狀態(tài)編碼器和表格對應器。通過(guò)使用這三種傳輸函數建立起輸入和輸出的關(guān)系。輸入輸出的關(guān)系相對比較復雜的則需要使用*估器(Valuator)，傳輸函數*估器包含6個(gè)傳輸函數，它們除了輸出驅動(dòng)器里提到的三種以外，還有環(huán)狀延時(shí)(LoopDelay)、狀態(tài)機和閾值(SetPointRegin)三種傳輸函數。選擇更合適的傳輸函數來(lái)產(chǎn)生中間結果作為輸出驅動(dòng)器的輸入。

　　3. 仿真和驗證

　　仿真為軟仿真。它主要通過(guò)交互式的方式，移動(dòng)或單擊輸入器件旁的圖形或小窗口來(lái)改變輸入的值或狀態(tài)，輸出驅動(dòng)器和*估器的狀態(tài)或數值顯示圖形塊中的參數值隨即發(fā)生相應的變化，通過(guò)觀(guān)察這個(gè)變化，用戶(hù)可以*估和驗證他的設計是否實(shí)現他所要的結果。

　　4.生成系統文件及使用編程器下載十六進(jìn)制編程文件到PSoC芯片。

　　通常如果順利的話(huà)，軟件設計便大功告成。PSoC芯片的運行結果將滿(mǎn)足設計工程師的預期。但是，如果PSoC芯片的運行結果沒(méi)有滿(mǎn)足設計工程師的預期，則他需要重新檢查他的整個(gè)設計過(guò)程。有些項目需要通過(guò)仔細調節輸入驅動(dòng)器的某些參數，才能達到設計工程師的預期效果。早先的PSoC Express版本，由于沒(méi)有提供有效的調試方法，當用戶(hù)遇到諸如此類(lèi)的問(wèn)題時(shí)，便會(huì )有手足無(wú)措的感覺(jué)、或者仿佛感到PSoC芯片象一個(gè)黑匣子，其中間過(guò)程和中間結果不得而知。調試過(guò)程非常盲目。

　　現在PSoC Express 3.0版本為用戶(hù)提供了Monitor功能。它使用USB到I2C的轉接器將PSoC芯片和PC上的PSoC Express開(kāi)發(fā)環(huán)境連接起來(lái)，在用戶(hù)用PSoC Express開(kāi)發(fā)項目時(shí)增加一個(gè)步驟，即第一個(gè)階段選擇輸入和輸出時(shí)，從接口驅動(dòng)器中選擇一個(gè)從的I2C驅動(dòng)器加入到項目中即可。幾乎所有的的PSoC芯片都包含有I2C資源。當PSoC運行時(shí)，啟動(dòng)Monitor功能，就可以在PSoC Express開(kāi)發(fā)環(huán)境的輸出窗口中看到所有中間變量的實(shí)時(shí)數據，它可以將多個(gè)中間變量的實(shí)時(shí)數據以動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)的方式給出。對有些驅動(dòng)器，在Monitor的功能里，還提供調諧功能，并提供專(zhuān)用輸入驅動(dòng)器參數調節窗口，當你在這個(gè)窗口里調節某一個(gè)參數時(shí)，馬上就可以看到受影響的曲線(xiàn)是如何變化的。通過(guò)這么一個(gè)簡(jiǎn)單的工具和PSoC Express所集成的Monitor功能，使得無(wú)代碼的PSoC應用開(kāi)發(fā)透明化。使得用戶(hù)開(kāi)發(fā)和調試項目變得更輕松而且更有趣。