1、重庆邮电大学 2015电子系统综合实训 2 实训报告学 院： 通信与信息工程学院 指导老师： 刘 科 征 组 员： 0111208 班 周易德 组 员： 0121208 班 刘君亮 组 员： 0121208 班 伍 岳 2015 年 5 月 10 日重庆邮电大学 20150第 1 章 设计要求与方案论证1.1 设计要求：A.基本要求（60）（1）设计一个基于 PSoC 实验平台的数字电压 表，对实验平台电位器输出电压进行测量，测量 结果通过 LCD 显示；（2）测量范围：0VDD；（3）测量结果保留 1 位整数，1 位小数，单位V，要求显示稳定；（4）测量误差小于 0.2V。B.扩展要求（40
2、）（1）测量结果保留两位小数，要求显示稳定；（2）测量误差小于 0.1V；（3）通过按键设定测量报警门限，当测量电压超过门限，蜂鸣器产生报警声。1.2 系统基本方案选择和论证 要求明确，方案统一:使用学校 YF101 PSOC 开发板上资源实现目标功能。1.3 元件选择最终方案对此次设计作品的方案选定：采用 PSOC3 作为核心；采用内部 AD 作为电压测量计；采 LCD1602字符液晶作为显示模块；使用四个开关来控制；蜂鸣器用作报警；一个串口用于通讯。重庆邮电大学 20151第 2 章 背景知识介绍2.1 PSOC 与 Cypress PSOC 3 简介2.1.1 PSOC 简介 可编程化系
3、统单芯片（PSoC），是一种可编程化的混合讯号阵列架构，由一个芯片内建的微控制器（MCU）所控制，整合可组态的类比与数位电路，内含 UART、定时器、放大器（amplifier）、比较器、数位类比转换器（ADC）、脉波宽度调变（PWM）、滤波器（Filter）、以及SPI、GPIO、I2C 等元件数十种元件，协助客户节省研发时间。Altera、Atmel、Xilinx、Lattice 皆有推出 PSoC 产品。实现 PSoC 有两种方法：利用 FPGACPLD；另一是在 ASIC 中加入可编程模组。 凭借其独特的可配置模块阵列， PSoC 3 成为一个真正的系统级解决方案，可在单个芯片中提供微
4、控制器单元 （MCU） 、存储器、模拟和数字外设功能。 CY8C32 系列提供了一种新型的信号采集、信号处理和控制方法，并具有高精度、高带宽和高灵活性等特点。其模拟功能涵盖了从热电偶信号 （接近直流电压）到超声波信号的广泛信号范围。 CY8C32 系列可以处理数十个数据采集通道和模拟输入，这在每个通用输入 / 输出 （GPIO ） 引脚上都可实现。 CY8C32 系列还是一个高性能的可配置数字系统，部分器件具有 USB、多主控内部集成电路 （I 2 C） 等接口。除了通信接口之外， CY8C32 系列还具有易于配置的逻辑阵列，至所有 I/O 引脚的灵活走线，以及高性能的单周期 8051 微处理
5、器内核。借助 PSoC Creator 这一基于层级的原理图设计输入工具，您可使用丰富的预建组件和布尔基元库来轻松创建系统级设计。使用 CY8C32 系列不仅可以实现模拟和数字材料表的集成，而且只需通过简单的固件更新，即可轻松纳入最新的设计变更。2.1.3 所用实验板YF101 PSOC3 实验平台2.2 LCD 模块工业字符型液晶，能够同时显示 16x02 即 32 个字符。（16 列 2 行）。1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个 5X7 或者 5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个
6、点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。在 PSOC 中，字符 LCD 组件包含一组库例程，通过这些库例程易于使用重庆邮电大学 20152遵循 Hitachi 44780 标准 4 位接口的一行、两行或四行 LCD 模块。该组件提供 API 用于实现水平和垂直条形图，您也可以创建和显示自己的自定义字符。使用字符 LCD 组件可向产品用户，或在设计和调试过程中的开发人员显示文本数据。2. 3 PSOC 中的 AD 模块 Delta Sigma 模数转换器（ADC_DelSig）可为精密测量应用提供低功耗
7、、低噪声前端。它可用于多种应用，具体取决于分辨率、采样速率和操作模式。它能够对 16 位音频进行高速低分辨率通信处理，并且能够对应变计、热电偶和其他高精度传感器进行高精度的 20 位低速转换。处理音频信息时，ADC_DelSig 采用连续操作模式。当用于扫描多个传感器时，ADC_DelSig 采用其中一个多样本采样模式。用于单点高分辨率测量时，ADC_DelSig 采用单一样本采样模式。Delta sigma 转换器使用过采样在更广泛的频谱上扩展量化噪声。该噪声的形成是为了将其大部分移至输入信号的带宽之外。内部低通滤波器用于滤出所需输入信号带宽外的噪声。这使 delta-sigma 转换器能够
8、良好地用于高速中分辨率（8 至 16 位）和低速高分辨率（16 至 20 位）应用。采样速率可调整为每秒 10 至 384000 次采样，具体取决于工作模式和分辨率。选择转换模式可简化与音频等单流信号的连接，或多个信号源间的复用。特点：分辨率可选，8 至 20 位；每个分辨率有 11 个输入范围；采样速率为 8 到 384 ksps；工作模式：单样本采样模式、多样本采样模式、连续模式、多样本（加速）采样模式；高输入阻抗输入缓冲器；可选的输入缓冲器增益（1、2、4、8）或输入缓冲器旁路；多个内部或外部电压参考选项；自动功耗配置；最多四个 ADC 动态配置。2.4 PSOC 中的串口模块UART
9、提供异步通信，常用串行异步通信设备为 RS232 或 RS485。UART 组件可配置为全双工、半双工、单接收 RX 或单发送 TX 通信方式。所有通信方式都提供相同的基本功能。它们之间的差异仅在于使用的资源量。为了帮助处理 UART 接收和传送数据，提供了独立大小可配置的缓冲区。SRAM 中的独立循环接收和发送缓冲区和硬件 FIFO 缓冲区可确保数据不会被遗漏。这种机制有利于 CPU 利用更多的时间处理关键的实时任务而不是专职服务 UART。在多数应用中，可通过选择波特率、奇偶校验、数据位数以及起始位数轻松配置 UART。RS232 最常见的配置通常列为“8N1”（全称为八个数据位、无奇偶校
10、验、一个停止位）。这是 UART 组件的默认配置。因此，在多数应用中只需设置波特率。UART 的第二个常见用途是用于多节点 RS485 网络。UART 组件支持带有硬件地址检测功能的 9 位寻址模式，以及用于在传输过程中控制 TX 收发器和输出的使能信号。UART 具有悠久的历史，因此随时间推移产生了许多物理层和协议层的接口形式。这些接口形式包括（但不限于）RS423、DMX512、MIDI、LIN 总线、传统终端协议和 IrDa。为了支持常用的 UART 接口形式，UART 组件支持对数据位数、停止位数、奇偶校验、硬件流控制以及奇偶校验生成和检测的配置。重庆邮电大学 20153第 3 章 系
11、统硬件设计3.1 电路设计框图3.2 系统硬件概述ADC：16-bit 连续模式 10000 SPS 参考电压 1.024*6V 轨到轨UART：双工 9600Baud （8,N,1）查询方式五个 IO 口：四个按键和一个蜂鸣器LCD：字符型 LCD 屏幕重庆邮电大学 20154第 4 章 系统的软件设计4.1 程序流程框图重庆邮电大学 20155参考文献1ADC_DelSig_v3_20 EB/OL 2015.3.82Component - Character LCD (CharLCD) V2.0 - Chinese EB/OL 2015.3.83Datasheet - PSoC- 3 CY
12、8C32_001-92498_ZH EB/OL 2015.3.84CyPins_V_2.0_001-91644_0A_ZH EB/OL 2015.3.85UART EB/OL 2015.3.86ADC_DifferentialMode EB/OL 2015.3.87USBFS_V2.70_001-92681_ZH EB/OL 2015.3.8附录：整个工程的网盘分享地址：http:/ int16 hv=0,lv=0;int main()char ch,rstr6=0,bell=0;uint16 result,i;uint32 rsum=0;isr_1_Start();CyGlobalIntEn
13、able; UART_1_Start(); LCD_Start();ADC_DelSig_1_Start();ADC_DelSig_1_StartConvert();LCD_Position(0u, 0u);LCD_PrintString(“Vc= “);while(1) 重庆邮电大学 20156rsum=0;for(i=0;i lv)if(resulthv)/bell=bell;Bell_Write(0xff); 中断服务函数头部中断服务函数CY_ISR(isr_1_Interrupt)/* Place your Interrupt code here. */* #START isr_1_I
14、nterrupt */char flag=0;Bell_Write(0x00);while(SET_Read=0);重庆邮电大学 20159isr_1_Stop();while(1)if(ADD_Read()=1)CyDelay(5);if(ADD_Read()=1)if(flag = 0)lv+=100;elsehv+=100;while(ADD_Read();if(SUB_Read()=1)CyDelay(5);if(SUB_Read()=1) if(flag=0)lv-=100;if(lv0)lv = 0;elsehv-=100;if(hv lv)hv = lv;重庆邮电大学 20151
15、0 while(SUB_Read();if(OK_Read()=0)CyDelay(5);if(OK_Read()=0)break;while(OK_Read()=0);if(SET_Read()=0)CyDelay(5);if(SET_Read()=0)if(flag=0)flag=1;elseflag=0;if(hvlv)hv=lv;while(SET_Read()=0);LCD_Position(1u, 4u);LCD_PrintNumber(lv);LCD_PutChar(-);重庆邮电大学 201511LCD_PrintNumber(hv);LCD_PrintString(“mV “);
