混合信號(hào)嵌入式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指南

前言

本書雖然是一本基于Cypress公司PSoC1平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，但是該書的獨(dú)特之處，正如作者所說的那樣，將一個(gè)最終的設(shè)計(jì)目標(biāo)——帶溫度補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)扇控制器，分解成一個(gè)個(gè)具體的模塊。在一步步實(shí)現(xiàn)這些具體模塊的基礎(chǔ)上，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。本書另一個(gè)獨(dú)特之處在于，在介紹各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)過程時(shí)，給出了一個(gè)個(gè)有趣的問題。通過解決這些問題，掌握PSoC1的整體結(jié)構(gòu)和各個(gè)功能的模塊。所以，當(dāng)我拿到Cypess公司所提供的本書外文版時(shí)，非常興奮。因?yàn)樵摃步o國內(nèi)高等學(xué)校工程人才的培養(yǎng)提供了一些新的思路，即如何把理論和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，切實(shí)提高學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力。 本書在翻譯過程中做了一些驗(yàn)證工作，原因是：一方面，該書僅提供了實(shí)驗(yàn)教學(xué)素材和實(shí)現(xiàn)的流程，但并沒有給出具體的實(shí)現(xiàn)代碼；另一方面Cypress公司PSoC1的軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)PSoC Designer不斷升級(jí)，目前已經(jīng)升級(jí)到了5.2版本。綜合上述原因，需要對(duì)書上提供的實(shí)驗(yàn)素材全部進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程和驗(yàn)證，以適應(yīng)PSoC1軟件和硬件平臺(tái)的最新發(fā)展。為了給國內(nèi)相關(guān)的使用者提供一個(gè)更好的學(xué)習(xí)資料，本書特別將實(shí)驗(yàn)素材的驗(yàn)證程序全部放入光盤贈(zèng)送給讀者。 本書的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容雖然是基于Cypress公司的PSoC1平臺(tái)，但是這些實(shí)驗(yàn)素材同樣可以應(yīng)用于Cypress公司的PSoC3/5的平臺(tái)上。 本書由何賓翻譯，彭勃為數(shù)字實(shí)驗(yàn)部分內(nèi)容的翻譯提供了幫助，常曉磊為模擬實(shí)驗(yàn)部分內(nèi)容的翻譯提供了幫助。北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院的研究生楊光偉負(fù)責(zé)本書所有設(shè)計(jì)例子的驗(yàn)證。本書的翻譯和設(shè)計(jì)驗(yàn)證工作得到了美國Cypress公司中國區(qū)大學(xué)計(jì)劃經(jīng)理魏榮博士的支持，她為本書的編寫提供了軟件和硬件平臺(tái)的支持，在此向她表示感謝。 譯者在翻譯該書時(shí)，力圖遵循作者的原意，并對(duì)書中的一些錯(cuò)誤進(jìn)行了改正，但是由于譯者水平有限，難免會(huì)有不足之處，也懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。 譯者

內(nèi)容概要

　　
《混合信號(hào)嵌入式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指南》是基于CVpress公司的可編程片上系統(tǒng)PSoC的設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。本書將唯一一個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)一一帶溫度補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)扇控制器，分成12節(jié)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明。前6節(jié)主要介紹了模擬電路的設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括：CPU和通用I/O、中斷、脈沖寬度調(diào)制、三線風(fēng)扇、轉(zhuǎn)速計(jì)、全局輸入、集成溫度控制器、I2C串行接口。后6節(jié)介紹了數(shù)字電路的設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括：模擬地和DAC、比較器、調(diào)制、用熱敏電阻測(cè)量溫度、濾波器和系統(tǒng)集成。這些內(nèi)容的介紹，緊緊圍繞帶溫度補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)扇控制器展開，內(nèi)容由淺入深，易于理解和掌握。
　　 《混合信號(hào)嵌入式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指南》可用于M8C PSoC的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，也可用于Cypress公司PSoCl相關(guān)培訓(xùn)。
　　 為方便讀者學(xué)習(xí)，本書附贈(zèng)光盤，包含書中改進(jìn)的源程序。

作者簡(jiǎn)介

作者：（美國）戴維凡?埃斯 （美國）愛德華?H.柯里 （美國）亞歷克斯?N.杜博里

書籍目錄

1　 數(shù)字實(shí)驗(yàn)
1.1 實(shí)驗(yàn)1-CPU和通用I/O
1.1.1 實(shí)驗(yàn)1A-CPU
1.1.2 實(shí)驗(yàn)1B-GPIO輸出
1.1.3 實(shí)驗(yàn)1C-GPIO輸入
1.2 實(shí)驗(yàn)2-中斷
1.2.1 實(shí)驗(yàn)2A-發(fā)布中斷
1.2.2 實(shí)驗(yàn)2B-待處理的中斷
1.2.3 實(shí)驗(yàn)2C-全局中斷
1.2.4 實(shí)驗(yàn)2D-匯編器中斷服務(wù)例程
1.2.5 實(shí)驗(yàn)2E-C語言中斷服務(wù)例程
1.2.6 實(shí)驗(yàn)2F-強(qiáng)迫一個(gè)中斷
1.2.7 實(shí)驗(yàn)2G-創(chuàng)建非常小的中斷服務(wù)例程
1.3 實(shí)驗(yàn)3-脈沖寬度調(diào)制
1.3.1 實(shí)驗(yàn)3A-全局輸出
1.3.2 實(shí)驗(yàn)3B-時(shí)鐘同步
1.3.3 實(shí)驗(yàn)3C-全局輸出
1.3.4 實(shí)驗(yàn)3D-在軟件控制下修改PWM脈沖寬度
1.4 實(shí)驗(yàn)4-三線風(fēng)扇，轉(zhuǎn)速計(jì)，全局輸入
1.4.1 實(shí)驗(yàn)4A-使用PWM驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇
1.4.2 實(shí)驗(yàn)4B-復(fù)雜的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器（硬件解決）
1.4.3 實(shí)驗(yàn)4C-復(fù)雜風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)器（軟件解決）
1.4.4 實(shí)驗(yàn)4D-定時(shí)器和全局輸入
1.5 實(shí)驗(yàn)5-集成速度控制器
1.5.1 實(shí)驗(yàn)5A-集成控制循環(huán)
1.5.2 實(shí)驗(yàn)5B-使用UART串行發(fā)送器數(shù)據(jù)記錄
1.5.3 實(shí)驗(yàn)5C-非線性集成控制回路
1.6 實(shí)驗(yàn)6-I2C串行接口
1.6.1 實(shí)驗(yàn)6A-I2CHW用戶模塊
1.6.2 實(shí)驗(yàn)6B-EzI2C用戶模塊
1.6.3 實(shí)驗(yàn)6C-添加I2C接口到風(fēng)扇控制器
2 模擬實(shí)驗(yàn)
2.1 實(shí)驗(yàn)7-模擬地和DAC
2.1.1 實(shí)驗(yàn)7A-AGND和參考
2.1.2 實(shí)驗(yàn)7B-數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）
2.1.3 實(shí)驗(yàn)7C-DAC6用戶模塊
2.1.4 實(shí)驗(yàn)7D-可編程正弦波發(fā)生器
2.2 實(shí)驗(yàn)8-比較器
2.2.1 實(shí)驗(yàn)8A-可編程比較器
2.2.2 實(shí)驗(yàn)8B-窗口比較器
2.2.3 實(shí)驗(yàn)8C-可編程開關(guān)電容比較器
2.2.4 實(shí)驗(yàn)8D-帶可編程遲滯的開關(guān)電容比較器
2.3 實(shí)驗(yàn)9-Δ-Σ調(diào)制
2.3.1 實(shí)驗(yàn)9A-構(gòu)建Δ-Σ信號(hào)調(diào)制器
2.3.2 實(shí)驗(yàn)9B-從密度信號(hào)重建模擬信號(hào)
2.3.3 實(shí)驗(yàn)9C-在密度域內(nèi)的信號(hào)處理
2.3.4 實(shí)驗(yàn)9D-遞增的模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器
2.3.5 實(shí)驗(yàn)9E-正常模式抑制
2.4 實(shí)驗(yàn)10-用熱敏電阻測(cè)量溫度
2.4.1 實(shí)驗(yàn)10A-測(cè)量電阻
2.4.2 實(shí)驗(yàn)10B-Steinhart-Hart方法計(jì)算溫度
2.4.3 實(shí)驗(yàn)10C-查找表方法計(jì)算溫度
2.5 實(shí)驗(yàn)11-濾波器
2.5.1 實(shí)驗(yàn)11A-低通濾波器
2.5.2 實(shí)驗(yàn)11B-多階低通濾波器
2.5.3 實(shí)驗(yàn)11C-帶通濾波器
2.5.4 實(shí)驗(yàn)11D-帶通濾波器生成正弦波
2.6 實(shí)驗(yàn)12-集成前面的設(shè)計(jì)
2.6.1 實(shí)驗(yàn)12A-溫度補(bǔ)償風(fēng)扇控制器
2.6.2 實(shí)驗(yàn)12B-動(dòng)態(tài)可重配置（第1部分）
2.6.3 實(shí)驗(yàn)12C-動(dòng)態(tài)可重配置（第2部分）
附錄A M8C指令集
附錄B 匯編語言表達(dá)，格式和命令
附錄C 有用的宏匯編和寄存器名字
附錄D GPIO驅(qū)動(dòng)模式和塊圖
附錄E GPIO中斷邏輯
附錄F PSoC EVal1原理圖
附錄G 全局默認(rèn)參數(shù)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   EzI2C模塊支持對(duì)RAM區(qū)域基本的讀和寫操作，以及對(duì)ROM區(qū)域的只讀操作。RAM和ROM區(qū)域接口包含獨(dú)立的數(shù)據(jù)指針，用來設(shè)置寫操作的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。甚至ROM區(qū)域接受一個(gè)單字節(jié)寫來設(shè)置它的數(shù)據(jù)指針。當(dāng)寫一個(gè)或者多個(gè)RAM字節(jié)時(shí)，第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)總是數(shù)據(jù)指針。數(shù)據(jù)指針之后的字節(jié)將寫到這個(gè)指針指向的位置。第三個(gè)字節(jié)（第二個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)）將寫到數(shù)據(jù)指針加1的位置，等等。當(dāng)讀存儲(chǔ)器，使用寫命令所設(shè)置的數(shù)據(jù)指針進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。每讀一個(gè)數(shù)據(jù)，就遞增數(shù)據(jù)指針。一個(gè)新的讀操作將在數(shù)據(jù)指針指向的位置開始讀數(shù)據(jù)。 例如，如果期望將數(shù)據(jù)指針設(shè)置為4，僅寫一個(gè)帶有值為4的單字節(jié)數(shù)據(jù)。這將設(shè)置數(shù)據(jù)指針的值為4。一個(gè)讀操作將開始從位置4讀數(shù)據(jù)，連續(xù)地按照順序讀，一直到數(shù)據(jù)結(jié)束為止，或者主機(jī)完成讀操作。每個(gè)讀操作將復(fù)位數(shù)據(jù)指針到4，讀從這個(gè)地方順序開始。不管執(zhí)行一個(gè)單次還是多次讀操作，都是這樣的。不會(huì)改變數(shù)據(jù)的指針，除非初始化一個(gè)新的寫操作。

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