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基于嵌入式PsoC的MCU選色控制器設(shè)計(jì)
摘要：闡述Cypress公司的可配置片上系統(tǒng)（PSoC）的功能及其實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)；結(jié)合選色控制器開發(fā)實(shí)例，詳細(xì)闡述使用PsoC開發(fā)的方法和流程。其設(shè)計(jì)方法也可用于其它控制系統(tǒng)或工業(yè)自動(dòng)化等各種應(yīng)用。關(guān)鍵詞：PsoC(可配置片上系統(tǒng)) 選色控制器MCU
引言
最近幾年，隨著電子技術(shù)及半導(dǎo)體工藝的迅猛發(fā)展，片上系統(tǒng)（SoC），特別是可配置片上系統(tǒng)PsoC（Programmable System on Chip），已逐漸成為微控制器的主流產(chǎn)品。因此，要求設(shè)計(jì)工程師必須迅速地掌握SoC的開發(fā)特點(diǎn)和要求，盡快融入SoC的開發(fā)大潮中去。但是，SoC系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來了與傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)全然不同的挑戰(zhàn)，其中包括從處理器和存儲(chǔ)器的選擇到產(chǎn)品環(huán)境的考慮。如果設(shè)計(jì)工程師能夠深入理解SoC的開發(fā)特點(diǎn)，并且考慮部件之間如何交互，以及各種因素帶來的影響等問題，就可以直接提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成功率和開發(fā)效率，降低系統(tǒng)開發(fā)的復(fù)雜性和費(fèi)用，同時(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力。
文章根據(jù)本人的開發(fā)經(jīng)歷，結(jié)合選色控制器的開發(fā)過程，為設(shè)計(jì)工程師提供指導(dǎo)，從所有層面上幫助他們?yōu)榻窈蟮脑O(shè)計(jì)項(xiàng)目做更好的準(zhǔn)備。
人們在各種各樣的微控制器和嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)，并非不同的設(shè)計(jì)就必須用到完全不同的外圍器件；相反，這其吸大量共的部分，因此，啟發(fā)了芯片設(shè)計(jì)工程師建立此種可配置微控制器。在芯片內(nèi)建立一些通用的數(shù)字和模擬塊（digital and analog block），把它們配置成微控制器的各種功能模塊（Module）。這樣，在ASIC設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用工程師就可以根據(jù)自己的不同設(shè)計(jì)要求調(diào)用不同的功能模塊，完成芯片內(nèi)部的功能配置，實(shí)現(xiàn)使用一塊芯片就可以配置成具多種不同外圍器件的微控制器。
目前，市場上有Cypress MicroSystems，InC和Cygnal Integrated Products，Inc生產(chǎn)可配置的SOC微控制器。本控制系統(tǒng)選用Cypress MicroSystems,Inc生產(chǎn)的M8C內(nèi)核PsoC微控制器作為控制核心。
下面我們首先熟悉開發(fā)的任務(wù)要求。選色控制器是一個(gè)由信息采集、鍵盤、顯示及輸出驅(qū)動(dòng)等部分組成的控制系統(tǒng)，主要用來取代進(jìn)口和國產(chǎn)劍桿織機(jī)上的紙帶輸入式光電緯紗選色器。
為了便于用戶根據(jù)不同的實(shí)際需要對工作方式及其它參數(shù)進(jìn)行修改，要求所有的參數(shù)及組態(tài)均可通過面板睥幾個(gè)操作鍵進(jìn)行輸入、檢查、修改；并可在突然并機(jī)的情況下，重新開機(jī)后，自動(dòng)恢復(fù)斷點(diǎn)參數(shù)信息。
根據(jù)用戶提出的技術(shù)指標(biāo)，我們還必須把它進(jìn)步量化，并且進(jìn)一步完成功能設(shè)計(jì)方案。
1 硬件方案設(shè)計(jì)
1.1 選擇微處理器
在設(shè)計(jì)任務(wù)確定后，應(yīng)對控制系統(tǒng)所需要的硬件做出初步估計(jì)和選擇。微處理器是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，它的選擇將對整個(gè)控制系統(tǒng)產(chǎn)生決定性的影響。一般應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮微處理器是否符合控制系統(tǒng)的要求：字長、指令的種類和數(shù)量、內(nèi)部寄存器的種類數(shù)量、微處理器的速度、中斷處理能力以及微處理器的外圍電路配套等。對于
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