《PSoC4技術與套用》是2014年清華大學出版社出版的圖書,作者是王廣君、冀連傑、李東明、張懷、曾旭明、向常州、陳曉夢。
基本介紹
- 書名:PSoC4技術與套用
- 作者:王廣君、冀連傑、李東明、張懷、曾旭明、向常州、陳曉夢
- ISBN:9787302373957
- 定價:58元
- 裝幀:平裝
- 印次:1-1
- 印刷日期:2014-10-29
圖書簡介,前言,目錄,
圖書簡介
PSoC是集成了模擬可程式電路、數字可程式電路、CPU和外圍設備的可程式片上系統(ProgrammableSystemonChip)。PSoC4是Cypress公司2013年4月新推出的一款成本低廉的片上系統,主要資源包括高性能的32位ARMCortex-M0微處理器核心、高性能的模擬模組、高度可程式的數字模組、1.71~5.5V的低電源工作範圍、電容感測器、LCD驅動、串列通信接口、時鐘和PWM模組,高達36個可程式通用IO口,並支持串列線調試和編程,可廣泛套用於工業控制、儀器儀表、觸控螢幕設計等領域,也是大學生學習單片機、嵌入式系統等相關課程、進行電子設計競賽、科技創新的首選方案。
本書可作為大學PSoC課程的理論和實驗教材,同時也可作為利用PSoC技術從事產品開發的工程技術人員參考用書。
前言
PSoC是可程式片上系統(Programmable System on Chip),它把一般系統設計需要的模擬可程式電路、數字可程式電路、CPU和外圍設備巧妙地集成在一個晶片上,實現一個單片可程式套用系統。PSoC 4 是Cypress(賽普拉斯)公司2013年4月新推出的一款成本低廉的片上系統,主要資源包括高性能的32位 ARM CortexM0微處理器核心、高性能的模擬模組、高度可程式的數字模組、1.71 ~ 5.5 V的低電源工作範圍、電容感測器、LCD驅動、串列通信接口、時鐘和PWM模組。高達36個可程式通用I/O口,並支持串列線調試和編程,可廣泛套用於工業控制、儀器儀表、觸控螢幕設計等領域,也是大學生學習單片機、嵌入式系統等相關課程、進行電子設計競賽、科技創新的首選方案。
本書共分三部分,第一部分是基礎知識篇,首先簡要介紹了PSoC 3/5晶片的原理和內部資源,在此基礎上詳細介紹了PSoC 4的原理和內部資源,並介紹了PSoC開發工具的操作使用方法。第二部分是基礎實踐篇,詳細介紹了PSoC 4每個模組的開發過程,給出了具體的實驗實例。本書的實驗與一般翻譯廠家PDF的內容不同,書中每個實驗實例都是作者自己設計,並且都在開發板上調試通過。書中給出的所有實驗代碼都是可執行代碼,用戶可以直接使用。第三部分是高級實踐篇,以超音波測距、MP3音樂播放器為例介紹了利用PSoC 4進行系統開發過程。由於PSoC 3/5和PSoC 4的軟體開發工具是一樣的,本書所有內容基本上適用於PSoC 3/5的開發套用。
為配合本書的發行,作者研製了PSoC的系列開發板,包括PSoC 3/5系列和PSoC 4系列的開發平台和對應的Mini板,第二篇和第三篇所有實驗內容都是在PSoC 4的開發平台CFDP042上面調試完成的。書中詳細介紹了CFDP042開發平台的結構和資源。
參加本書編寫的主要有李東明博士、向常州博士和我的幾個研究生。冀連傑同學參加了PSoC開發板的設計與調試工作,參與了整個教材的校對工作,並執筆編寫了第5、26~28章,參與修訂了6~10章; 向常州博士執筆編寫了第1~4章; 李東明博士參與編寫了6~10章; 陳曉夢同學參與編寫了第11~15章; 曾旭明博士生參與編寫了16~20章; 張懷同學執筆編寫了21~25章。
本書可作為大學PSoC課程的理論和實驗教材,也可供工程技術人員開發使用。本書對應的PSoC系列開發平台可以作為大學PSoC實驗室的實驗教學設備,也可以供工程技術人員進行二次開發。對應的Mini板可以作為大學生電子設計競賽和科技創新活動的核心控制板使用。
本書是在賽普拉斯公司中國區大學計畫經理魏榮博士的指導下完成的。魏博士為本書的編寫提供了基本的素材,並對本書的編寫給出了很多具體建議,在此,對魏博士表示衷心的感謝!本書的編寫得到了華中地區EDA研究會同仁的支持,也得到了中國地質大學(武漢)資產與實驗室設備處的大力支持,在此一併表示感謝!
教材編寫力求清晰、詳細。由於我們的能力和水平有限,書中定有不妥之處,懇請讀者給予批評指正。
編者於中國地質大學(武漢)2014年7月
目錄
第一篇基礎知識篇
第1章PSoC概述
1.1PSoC歷史
1.2賽普拉斯PSoC
第2章PSoC 4系列
2.1PSoC 4系列概述
2.2CortexM0處理器
2.3中斷
2.3.1中斷的特性
2.3.2中斷的工作原理
2.4存儲器
2.5系統資源
2.5.1輸入/輸出系統
2.5.2時鐘系統
2.5.3電源系統
2.5.4運行模式
2.5.5電源模式
2.5.6看門狗定時器
2.5.7復位
2.6模擬系統
2.6.1精確基準源
2.6.2SAR ADC模組
2.6.3低功耗比較器
2.6.4CTBm
2.6.5LCD 段直接驅動
2.6.6CapSense技術
2.6.7溫度感測器
2.7數字系統
2.7.1通用數字模組
2.7.2定時器/計數器/PWM模組
2.7.3串列通信模組
第3章PSoC 3/5 系列
3.1PSoC 3系列簡介
3.2PSoC 5系列簡介
3.3晶片選型
第4章編程及調試
4.1PSoC Creator簡介
4.2創建工程和編程
4.3調試
第5章CFDP042平台簡介
5.1CFDP042平台概述
5.2CFDP042平台的系統組成
5.3CFDP042平台硬體電路介紹
5.3.1系統供電電源
5.3.2下載仿真電路
5.3.3RGB七彩LED電路
5.3.4獨立按鍵電路
5.3.5蜂鳴器驅動電路
5.3.6CapSense 電容觸摸電路
5.3.7LCD顯示接口電路
5.3.8SD卡接口電路
5.3.9網口電路
5.3.10串口通信電路
5.3.11TMP05溫度感測器電路
5.3.12MPU6050姿態感測器電路
5.3.13音頻VS1053電路
5.4CFDP042平台硬體PCB實現
5.5CFDP042平台典型實驗
第二篇基礎實踐篇
第6章運算放大器
6.1運算放大器說明
6.1.1CTBm概述
6.1.2CTBm工作原理
6.1.3暫存器列表
6.2實例1: 高阻抗緩衝器設計
6.2.1設計目標
6.2.2設計過程
6.2.3調試及結果
6.3實例2: 同相增益放大電路設計
6.3.1設計目標
6.3.2設計過程
6.3.3調試及結果
6.4實例3: 有源低通濾波器設計
6.4.1設計目標
6.4.2設計過程
6.4.3調試及結果
6.5實例4: 積分電路設計
6.5.1設計目標
6.5.2設計過程
6.5.3調試及結果
第7章模數轉換器
7.1ADC說明
7.1.1ADC組件概述
7.1.2SARADC核
7.1.3多路模擬選擇開關
7.1.4SAR ADC暫存器及其描述
7.1.5SAR ADC組件的API接口函式
7.2實例: 單通道電壓採集
7.2.1設計目標
7.2.2設計過程
7.2.3調試及結果
第8章數模轉換器
8.1DAC說明
8.1.1DAC組件概述
8.1.2DAC直流電器特性
8.1.3DAC組件的API接口函式
8.2實例: IDAC實驗
8.2.1設計目標
8.2.2設計過程
8.2.3調試及結果
第9章低功耗比較器
9.1低功耗比較器說明
9.1.1低功耗比較器概述
9.1.2比較器的配置
9.1.3比較器的暫存器列表
9.1.4低功耗比較器的API接口函式
9.2實例: 低功耗比較器實驗
9.2.1設計目標
9.2.2設計過程
9.2.3調試及結果
第10章核心溫度感測器
10.1核心溫度感測器說明
10.1.1核心溫度感測器概述
10.1.2工作原理
10.1.3核心溫度感測器配置
10.1.4核心溫度感測器使用方法
10.2實例: 核心溫度採集
10.2.1設計目標
10.2.2設計過程
10.2.3調試及結果
第11章GPIO
11.1GPIO說明
11.1.1GPIO模組框圖
11.1.2GPIO特性
11.1.3引腳組件
11.1.4驅動方式
11.1.5應用程式編程接口
11.2實例: LED跑馬燈
11.2.1設計目標
11.2.2設計過程
11.2.3調試及結果
第12章中斷
12.1中斷說明
12.1.1特性
12.1.2中斷實現
12.1.3中斷工作原理
12.1.4中斷源
12.1.5中斷使能/禁止
12.1.6中斷組件
12.2實例: 按鍵中斷實驗
12.2.1設計目標
12.2.2設計過程
12.2.3調試及結果
第13章暫存器
13.1暫存器說明
13.1.1控制暫存器
13.1.2狀態暫存器
13.1.3移位暫存器
13.2實例1: 控制暫存器控制LED閃爍
13.2.1設計目標
13.2.2設計過程
13.2.3調試及結果
13.3實例2: 數據移位
13.3.1設計目標
13.3.2設計過程
13.3.3調試及結果
第14章定時器
14.1定時器說明
14.1.1看門狗定時器
14.1.2定時器組件
14.2實例1: 定時器實驗
14.2.1設計目標
14.2.2設計過程
14.2.3調試及結果
第15章計數器
15.1計數器說明
15.1.1特性
15.1.2組件參數配置
15.1.3應用程式編程接口
15.2實例: 秒表設計
15.2.1設計目標
15.2.2設計過程
15.2.3調試及結果
第16章PWM模組
16.1PWM說明
16.1.1PWM模組說明
16.1.2帶死區模式的PWM
16.1.3TCPWM暫存器及操作
16.1.4PWM的API接口函式
16.2實例: PWM控制LED閃爍
16.2.1設計目標
16.2.2設計過程
16.2.3調試及結果
第17章正交解碼器
17.1正交解碼器說明
17.1.1正交解碼器模組概述
17.1.2QuadDec操作配置
17.1.3QuadDec的API接口函式
17.2實例: 正交編碼信號解碼
17.2.1設計目標
17.2.2設計過程
17.2.3調試及結果
第18章偽隨機序列發生器
18.1偽隨機序列說明
18.1.1偽隨機序列模組概述
18.1.2偽隨機序列的生成方式
18.1.3偽隨機模式的配置
18.1.4PRS的API接口函式
18.2實例: 偽隨機序列發生器
18.2.1設計目標
18.2.2設計過程
18.2.3調試及結果
第19章循環冗餘校驗
19.1循環冗餘校驗說明
19.1.1循環冗餘校驗模組
19.1.2常用標準多項式
19.1.3CRC的API接口函式
19.2實例1: 循環冗餘校驗碼的生成及顯示
19.2.1設計目標
19.2.2設計過程
19.2.3調試及結果
19.3實例2: 帶循環冗餘校驗碼的UART數據傳送
19.3.1設計目標
19.3.2設計過程
19.3.3調試及結果
第20章精確照明信號調製
20.1精確照明信號調製說明
20.1.1精確照明信號調製模組
20.1.2PrISM的頂層架構
20.1.3PrISM暫存器
20.1.4PrISM的API接口函式
20.2實例: PrISM模組精準調製LED
20.2.1設計目標
20.2.2設計過程
20.2.3調試及結果
第21章UART通信
21.1UART組件說明
21.1.1UART匯流排組件概述
21.1.2UART匯流排協定簡介
21.1.3UART暫存器及初始化操作
21.1.4UART的中斷
21.1.5UART的API接口函式
21.2實例1: PC串口通信實驗
21.2.1設計目標
21.2.2設計過程
21.2.3調試及結果
21.3實例2: 串口中斷髮送接收實驗
21.3.1設計目標
21.3.2設計過程
21.3.3調試及結果
第22章I2C通信
22.1I2C通信模組說明
22.1.1I2C匯流排組件概述
22.1.2I2C匯流排協定簡介
22.1.3I2C匯流排暫存器及初始化操作
22.1.4I2C的中斷
22.1.5I2C的API接口函式
22.2實例1: I2C接口自通信實驗
22.2.1設計目標
22.2.2設計過程
22.2.3調試及結果
22.3實例2: MPU6050六軸演示實驗
22.3.1設計目標
22.3.2設計過程
22.3.3調試及結果
第23章SPI通信
23.1SPI通信模組說明
23.1.1SPI匯流排組件概述
23.1.2SPI匯流排協定簡介
23.1.3SPI暫存器及其初始化操作
23.1.4SPI的中斷
23.1.5SPI的API接口函式
23.2實例1: SPI接口自通信實驗
23.2.1設計目標
23.2.2設計過程
23.2.3調試及結果
23.3實例2: SD卡數據讀寫實驗
23.3.1設計目標
23.3.2設計過程
23.3.3調試及結果
第24章LCD模組
24.1LCD模組說明
24.1.1LCD液晶組件概述
24.1.2字元LCD液晶接口及功能
24.1.3字元LCD自定義字元編輯器
24.1.4字元LCD的API接口函式
24.2實例1: 1602液晶溫度顯示實驗
24.2.1設計目標
24.2.2設計過程
24.2.3調試及結果
24.3實例2: SPI接口液晶模組顯示實驗
24.3.1設計目標
24.3.2設計過程
24.3.3調試及結果
第25章CapSense模組
25.1CapSense模組說明
25.1.1CapSense組件概述
25.1.2CapSense組件的原理及結構
25.1.3CapSense組件的重要特性
25.1.4CapSense的API接口函式
25.2實例1: CapSense滑條基礎實驗
25.2.1設計目標
25.2.2設計過程
25.2.3調試及結果
25.3實例2: CapSense按鍵與Bridge Control Panel通信實驗
25.3.1設計目標
25.3.2設計過程
25.3.3調試及結果
第三篇高級實踐篇
第26章PSoC Creator自定義組件設計
26.1PSoC自定義組件說明
26.1.1自定義組件概述
26.1.2Schematic自定義組件設計一般流程
26.1.3SPI接口TFT液晶自定義組件
26.2實例1: TFT液晶自定義組件設計
26.2.1設計目標
26.2.2設計流程
26.2.3組件設計完成
26.3實例2: 自定義組件測試
26.3.1設計目標
26.3.2設計流程
26.3.3調試及結果
第27章超音波測距系統設計
27.1超音波測距說明
27.1.1超音波測距原理
27.1.2發射電路介紹
27.1.3接收電路介紹
27.1.4程式框架介紹
27.2實例: 超音波測距實驗
27.2.1設計目標
27.2.2設計流程
27.2.3調試及結果
第28章MP3音樂播放器設計
28.1MP3音樂播放器說明
28.1.1MP3音樂播放器概述
28.1.2SD卡介紹
28.1.3SD卡組件說明
28.1.4VS1053簡介
28.1.5VS1033D組件說明
28.2實例: MP3音樂播放器設計
28.2.1設計目標
28.2.2設計過程
28.2.3調試及結果
參考文獻