cypress公司的PSoC 4000Pioneer开发板方案介绍

cypress公司的PSoC 4000 产品系列是包含ARM® Cortex™-M0 CPU 的可编程嵌入式系统控制器,具有标准通信和时序外设的微控制器、具有一流性能的电容式触摸感应系统（CapSense）以及通用模拟,能把可编程，可重新配置的模拟和数字模块与灵活的自动布线资源相结合.本文介绍了PSoC 4000主要特性,框图,以及PSoC® 4000 Pioneer开发板主要特性, 开发板框图,电路图,材料清单和PCB元件布局图.

　　PSoC® 4 是一个可扩展和可重配置的平台架构，是一个包含ARM® Cortex™-M0 CPU 的可编程嵌入式系统控制器。它把可编程，可重新配置的模拟和数字模块与灵活的自动布线资源相结合。PSoC 4000 产品系列是PSoC 4 平台架构的最小成员。该产品系列是下列三者的组合：拥有有标准通信和时序外设的微控制器、具有一流性能的电容式触摸感应系统（CapSense）以及通用模拟。针对新应用和设计要求的方面来说， PSoC 4000 产品与PSoC 4 平台系列产品向上兼容。

　　PSoC 4000 器件能够为硬件和固件的编程、测试、调试和跟踪提供广泛的支持。ARM 串行线调试（SWD）接口支持器件的所有编程和调试功能。

　　借助完善的片上调试（DoC）功能，可以使用标准的生产用器件在最终系统中进行全面的器件调试。它不需要特殊的接口、调试转接板、模拟器或仿真器。只需要标准的编程连接，即可全面支持调试。

　　PSoC Creator IDE 软件能够为PSoC 4000 器件提供全面集成的编程和调试支持。SWD 接口与工业标准的第三方工具完全兼容。PSoC 4000 系列提供了一个不适用于多芯片应用解决方案和微控制器的安全级别。它有下面优点：

　　■ 允许禁用调试特性

　　■ 增强闪存保护功能

　　■ 允许在片上可编程模块上执行客户专用功能

　　默认情况下，调试电路处于使能状态，并且只能在固件中被禁用。如果未使能，唯一的使能方法是擦除整个器件，清除闪存保护，然后用使能调试的新固件对器件进行重新编程。

　　此外，对于担心会通过对器件恶意重新编程进行欺诈性攻击的应用，可以永久禁用所有器件接口（器件安全性）。由于使能器件的最大安全级别时，将禁用所有编程、调试和测试接口。因此，已使能器件安全性的PSoC 4000 将不能退回进行失效分析。这是PSoC 4000 允许客户进行的权衡。

　　PSoC 4000主要特性：

　　32 位MCU 子系统

　　■ 16 MHz ARM Cortex-M0 CPU

　　■ 包含读取加速器的闪存可达16 KB

　　■ SRAM 容量可达2 KB可编程的模拟资源

　　■ 用于通用目的或电容式感应应用场合的两个电流DAC（IDAC）

　　■ 拥有内部参照的低功耗比较器

　　低功耗操作：1.71 V 至5.5 V

　　■ 通过中断和I2C 地址检测唤醒的深度睡眠模式电容式感应

　　■ 赛普拉斯的Sigma-Delta （CSD）电容感应技术提供了一流的信噪比（SNR）和耐水性

　　■ 通过赛普拉斯提供的软件组件可以更容易地实现电容式感应设计

　　■ 自动调试（SmartSense™）

　　串行通信

　　■ 在深度睡眠模式下，许多主设备I2C 模块可以进行地址匹配，并且在匹配后唤醒设备。

　　时序和脉冲宽度调制器

　　■ 16 位定时器/ 计数器/ 脉冲宽度调制器（TCPWM）模块

　　■ 中心对齐模式、边缘模式和伪随机模式

　　■ 停止（Kill）终端可连接比较器触发（针对电机驱动器）和其他可靠性高的数字逻辑应用

　　多达20 个可编程的GPIO 引脚

　　■ 封装：24引脚QFN、16引脚SOIC、16引脚QFN和8引脚SOIC

　　■ 端口0、1和2上的GPIO引脚可以作为CapSense使用或具有其他功能

　　■ 可编程驱动模式、强度和转换速率

　　PSoC Creator 设计环境

　　■ 集成开发环境（IDE）提供了原理图设计输入和编译（包括模拟和数字自动布线）

　　■ 应用编程接口（API）组件可用于所有固定功能和可编程的外设工业标准工具的兼容性

　　■ 输入原理图后，可以使用基于ARM 的工业标准开发工具进行开发

图1. PSoC 4000框图

PSoC® 4000 Pioneer开发板

Thank you for your interest in the PSoC® 4000 Pioneer Kit. The kit is designed as an easy-to-use and inexpensive development kit, highlighting the unique flexibility of the PSoC 4000 architecture.

Designed for flexibility, this kit offers footprint compatibility with several third-party Arduino™ shields.

In addition, the board features an RGB LED, integrated USB programmer/debugger, a program/debug header, USB-UART/I2C bridges, a proximity header, and an Arduino-compatible CapSense® Trackpad shield. This kit supports either 5 V or 3.3 V as power supply voltages.

The PSoC 4000 Pioneer Kit is based on the PSoC 4000 device family, delivering a programmable platform for a wide range of embedded applications. The PSoC 4000 is the smallest member of the PSoC 4 platform with support for CapSense, Timer Counter Pulse Width Modulator (TCPWM), I2C master or slave, and up to 20 GPIOs. PSoC 4000 is a cost-optimized, entry-level PSoC 4 device targeted as socket replacements for obsolete and/or proprietary 8-bit and 16-bit MCUs. PSoC 4000 with its ARM Cortex-M0 core provides 32 programmable peripherals including CapSense.

PSoC® 4000 Pioneer开发板包括:

■ PSoC 4000 Pioneer Kit board
■ Trackpad shield board with a color palette sticker
■ Quick start guide
■ USB Standard A to Mini-B cable
■ 6 jumper wires

图2. PSoC® 4000 Pioneer开发板基板外形图

图3. PSoC® 4000 Pioneer开发板CapSense Trackpad板外形图

图4. PSoC® 4000 Pioneer开发板框图

图5. PSoC® 4000 Pioneer开发板基板电路图(1)

图6. PSoC® 4000 Pioneer开发板基板电路图(2)

图7. PSoC® 4000 Pioneer开发板基板电路图(3)

图8. PSoC® 4000 Pioneer开发板基板电路图(4)

图9. PSoC® 4000 Pioneer开发板基板电路图(5)
 

图10. PSoC® 4000 Pioneer开发板CapSense Trackpad板电路图
PSoC® 4000 Pioneer开发板基板材料清单:

PSoC® 4000 Pioneer开发板CapSense Trackpad板材料清单:

图11. PSoC® 4000 Pioneer开发板基板PCB元件布局图:顶层

图12. PSoC® 4000 Pioneer开发板基板PCB元件布局图:底层