PSoC 嵌入式晶片系統

在控制上，本研究使用的 PSoC CY8C29466-PXI 單晶片是由美國的 Cypress Semiconductor 公司所生產的 PSoC(Programmable System on Chip)可 程式系統單晶片。與傳統的 MCU(微控制器)相比，PSoC 晶片內部除了具備 一般 MCU 的功能外，還整合了許多常用的元件，以及可自行組合的數位與 類比模塊(Block)，而晶片的 PIN 腳同樣也可以讓使用者自行安排進行數位與 類比元件的輸入與輸出，大幅提高系統的設計彈性與便利性。

PSoC Designer 是一套由美國 Cypress 公司所開發提供的圖形介面的整 合開發環境。PSoC Designer 具備圖形化的設計介面，並且提供 System Level 模式與 Chip Level 模式兩種高低階的設計環境， 讓設計者可以選擇合適的 方式來設計。System Level 模式中的各項常用的輸出入元件都已經預先模組 化，所以開發的難度相對的較低，速度也比較快，但是耗用的資源比較多而 且設計的彈性也比較小。Chip Level 模式需由使用者自行撰寫程式(使用 C 語言或組合語言)控管晶片內部的資源與運作，可以精確的控制晶片的資源 及功能，具備較佳的彈性，耗用較少的資源。故本研究使用 Chip Level 模式 進行系統的開發。

PSoC CY8C29466-PXI 晶片有三個 Port 分別為 Port0、Port1 與 Port2 ， 加上 3 個 Power 接腳與 1 個重置接腳，共有 28 隻 PIN 腳。Port0~Port2 的 24 隻 PIN 腳皆可做為數位輸入/輸出，而 Port0 及 Port2_0~Port2_3 共 12 隻 PIN 腳皆可作為類比輸入， Port0_0~Port0_3 等 4 隻 PIN 腳則可作為類比輸出。

圖 2-19 為 CY8C29466-PXI 晶片示意圖，除以上所述之腳位及功用外還有其 餘的一些腳位和功用，在此不做詳述。完整的說明可見[24]CY8C29x66 Final Data Sheet 與[25]PSoC 嵌入式系統晶片實做入門。

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圖 2-19 CY8C29466-PXI 晶片示意圖[24]

CY8C29466-PXI 晶片與 PSoC Designer 內建許多不同的電子元件模組，

大致上可分為:

1. 數位元件:

計 數 器 Counter(8~32bit) 、 計 時 器 Timer(8~32bit) 、 脈 衝 寬 度 調 變 PWM(8~16bit)、UART(Digital Comm 模組)、LCD(Misc Digital 模組) 2. 類比元件:

類比/數位轉換器 ADC(6~14bit)、數位/類比轉換器 DAC(6~9bit)、可程式 增益放大器 PGA(Amplifier 模組)以上為本研究將會使用到的與較為常用 的元件，圖 2-20 為晶片內部元件模組，共有 16 個模組，而每個模組內都 還有若干個元件。每個元件的電氣特性與使用方法都可於各 Datasheet 中 查得。

圖 2-20 晶片內部元件模組

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依型號的不同，晶片具備的輸出入腳位數量、記憶體大小、數位與類比 模塊數量也有所不同。PSoC CY8C29466-PXI 晶片有 16 個數位模塊與 12 個 類比模塊。如圖 2-21 CY8C29466-PXI 內部組態所示。數位模塊是用來置 放數位元件，以列(Row)為單位，每橫列有四個模塊，同一列模塊共用四條 輸入排線以及四條輸出排線，可分別連接到外部輸入與外部輸出線路，如圖 2-22 數位系統模塊所示；而類比模塊式用來置放類比元件，以行(Column) 為單位，每直行有三個模塊，訊號由單一線路輸入與輸出，如圖 2-23 類比 系統模塊所示。每個模塊的大小皆為 8 位元，可單獨使用，也可與其他模塊 聯合使用。晶片內建的各種元件大小不盡相同，最大的為 32bit，如元件的 大小不超過 8bit 則佔用一個模塊，若元件的大小超過 8bit 則佔用複數個模 塊。

圖 2-21 CY8C29466-PXI 內部組態

圖 2-22 數位系統模塊 圖 2-23 類比系統模塊

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