用PSOC数模混合信号阵列实现压频V／F变换.pdf

电子测量与仪器学报 2004年增刊 用PSOC数模混合信号阵列实现压频V/F变换 王 凯 陈尚松 郭庆 (桂林电子工业学院，541004) 摘要:介绍一种可编程系统芯片PSOC(ProgrammableSystemOn-Chip)的主要功能及其实现结构，并使 用其中数模混合信号阵列芯片实现了压频WF变换等功能。相比传统技术，使设计易于多功能集成，简化了外 围电路，提高了可靠性。 关键词:PSOC系统 可配置嵌入式微控制器 压频变换器 ImplementV/FConvertionUsingPSOCAnalog/DigitalMixedSignalArray WangKai ChenShangsong GuoQin Abstract:Thispaperintroduceaprogrammablesystem-chipPSOC(ProgrammableSystemOn-Chip)，itskey functionandimplementationstructure.Meanwhileitdemonstrateshowtobuildavoltage-to-rfequencyconverterusing onecontinuoustimePSOCblockandoneswichedcapacitorPSOCblock.Comparedtotraditionaltechnique,itmakes designeasytointegated,simplifyperiphericcircuitandimprovescircuitreliability. Keywords:PSOCsystem,configurableembeddedmicro-controller,voltage-to-frequencyconverter. 1引 言 本文介绍的PSoC(ProgrammableSystemonChip)是美国赛普拉斯公司于最近推出的新 一代功能强大的8位可配置的嵌入式微控制器。该系列单片机与传统单片机的根本区别在于其 内部集成的数字和模拟模块，工程师可以根据不同设计要求调用不同的数字和模拟模块，完成 芯片内部的功能设计;实现使用一块芯片就可以配置成具有多种不同外围元器件的微控制器， 建立一种可配置嵌入式微控制器;用以实现从确定系统功能开始，到软/硬件划分，并完成设计 的整个过程。因此，PSOC能够适应非常复杂的实时控制需求，使用它进行产品开发可以大大提 高开发效率，降低系统开发的复杂性和费用，同时增强系统的要可靠性和抗干扰能力;因此， 它特别适用于各种控制和自动化领域。 PSOC微控制器件系列集成了一个快速8比特的CPU,8-16KB的闪存，SRAM，以及数字和 模拟系统功能块 (即PSOC模块)的可编程阵列。为了节省设计时间，赛普拉斯公司同提供 了用户模块— 用这些模块进行设计前的外设功能组建。设计者根据所选定的存储器、PSOC模 块和引脚的组合，对PSOC微控制器进行选择，这样设计者便可得到可灵活配置以适应任何应用 的器件，并且可通过免除外部芯片，简化系统设计达到削减开发费用和节省时间的目的。 本课题是桂林市科技开发项目，编号4 电子测量与仪器学报 2004年增刊 旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦 PSOC的用户模块包括8个数字PSOCblocks和12个模拟PSOCblocks，用户可通过定义数字PSOC blocks实现计数器，计时器，串行通信，CRC发生器，PWM等功能，定义模拟PSOCblocks实现A/D D/A转换器，增益可编程放大器，滤波器等功能。 2V/F转换器的原理 V/F压频变换器广泛应用于工业电子、调频、锁相环和A/D转换器、隔离放大器等。虽然 可以用集成芯片的形式实现V/F变换器，但实际应用中还需一些外部器件，而用PSOC设计则较 为简便/可靠。 PSOC允