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[原创] Cypress PSoC 4 S6E2CC MCU开发方案

关键词:ARM Cortex-M0 MCU PSoC 4 马达驱动 可编程嵌入式系统控制器

时间:2015-08-21 11:31:26       作者:Cypress       来源:中电网

Cypress公司的PSoC® 4是一种混合信号可编程嵌入式系统控制器的可扩展,可重构的平台架构,其核心是ARM Cortex®-M0中央处理器(CPU),CPU工作频率48MHz.该系列为嵌入式应用提供可编程的平台,集成了灵活的可编程和可重新配置的模拟和数字模块,以及芯片内部的自动走线功能,主要用在电动自行车,电机驱动器,小家电中的CapSense和LCD 驱动应用以及通用单片机应用.本文介绍了PSoC 4200特性和框图,S6E2CC MCU框图以及开发平台SK-FM4-216-ETHERNET主要特性,电路图和PCB设计图.

PSoC® 4 是一种混合信号可编程嵌入式系统控制器的可扩展、可重构的平台架构,其核心是 ARM Cortex®-M0 中央处理器(CPU),该系列为嵌入式应用提供可编程的平台。它结合了灵活的可编程和可重新配置的模拟和数字模块,以及芯片内部的自动走线功能。基于这个平台的PSoC 4200 系列产品,结合了微控制器和可编程数字逻辑、高性能模数转换、带比较器模式的运算放大器,以及标准的通信和定时外设。PSoC 4200 系列可以向上兼容PSoC 4 平台中的其他产品,以适应不同的应用和设计需求。可编程的数字和模拟字系统支持灵活的设计,可现场调整参数。

PSoC 4200 能够通过SWD 为硬件和固件的开发、调试、烧写提供广泛的支持。

PSoC® Creator IDE 软件能够为PSoC® 器件提供全面集成的编程和调试支持。 MiniProg3 编程器和调试器可为PSoC 4200 器件提供全面的开发支持。SWD 可以支持工业标准的第三方开发工具。

所有调试电路在默认情况下均处于使能状态,用户可以在固件中禁用。一旦调试被禁用,用户重新使能它们的唯一方法是擦除整个器件并清除闪存保护,然后用能够使能调试的新固件对器件重新编程。通过强大的闪存保护、禁用调试功能,以及在PSoC 4200 中隐藏的可编程逻辑,能够实现使用多芯片应用方案无法达到的安全级别。

此外,对于通过恶意重新编程器件来进行欺诈性攻击或者企图通过启动/ 中断闪存编程时序来进行安全性攻击的顾虑,可以永久禁用所有的编程、调试、测试接口(为了器件安全性)。在大多数应用中,不建议永久禁用接口,因为这样一来,设计人员将无法对器件进行访问,PSoC 4200 将不能退回进行故障分析,用户需要根据实际情况权衡利弊。

PSoC 4200特性:

32 位微处理器
􀂄 48 MHz ARM Cortex-M0 中央处理器, 支持单周期乘法
􀂄 最大支持32KB 闪存
􀂄 最大支持4KB SRAM 存储器
可编程模拟系统
􀂄 两个可灵活配置驱动能力和带宽的运算放大器,可以工作在比较器模式,也可做ADC 的输入缓冲器
􀂄 12 位1Msps 的逐次逼近型模数转换器(SAR ADC), 支持差分和单端输入,无开销多序列切换、硬件信号平均功能
􀂄 两个电流数模转换器 (IDAC), 不用于电容式感应时可做通用用途
􀂄 两个内部低功耗比较器, 可以在深度睡眠和休眠模式下工作
􀂄 温度传感器
可编程数字系统
􀂄 四个可编程逻辑模块,每个有8 个宏单元以及一个数据通道处理器(即UDB,通用数字模块)
􀂄 Cypress 提供外设组件库,用户定义的状态机,以及Verilog输入低功耗工作模式,1.71 V 至5.5 V 工作电压范围
􀂄 提供多层次低功耗模式:睡眠、深度睡眠、休眠、停止
􀂄 停止模式工作电流可低至20nA,可用GPIO 引脚唤醒
􀂄 休眠和深度睡眠模式可供用户在功耗和唤醒时间之间权衡电容感应CapSense
􀂄 Cypress 电容感应Sigma-Delta(CSD) 提供了最佳的信噪比(> 5:1)和防水性能
􀂄 Cypress 独有的软件组件极大简化了电容感应的设计
􀂄 支持硬件自动调整(SmartSense)
LCD 驱动
􀂄 任意管脚都可以做公共端和段
􀂄 在深度睡眠模式下仍可保持工作,支持TN 和STN 屏幕
2 个可灵活配置的串行通讯模块(SCB)
􀂄 每个均可配置成SPI/UART/I2C
􀂄 支持基于串口的LIN、IrDA、SmartCard协议
定时和脉冲宽度调制 (TCPWM)
􀂄 四个16 比特的定时器/ 计数器/ 脉冲宽度调制模块
􀂄 支持中心对齐、边沿对齐模式,伪随机模式
􀂄 支持灵活的死区控制
􀂄 PWM可与ADC同步,用户可自定义在PWM周期内任一时刻触发ADC转换
􀂄 支持同步刷新PWM 的占空比
􀂄 支持基于比较器触发的PWM 关断信号,以及高度可靠的数字逻辑应用
高达36 个可灵活配置的GPIO (44 引脚封装)
􀂄 44-pin TQFP, 40-pin QFN, and 28-pin SSOP 封装
􀂄 任何一个GPIO 都可以连接到LCD 和触摸感应CapSense
􀂄 驱动模式、驱动能力、摆率可配置
支持串行线(SWD) 调试和编程PSoC® Creator 设计环境
􀂄 集成开发环境提供了原理图设计和构建功能(支持模拟和数字模块芯片内部自动走线)
􀂄 所有组件都有应用编程接口(API)
工业标准工具兼容性
􀂄 在设计好原理图后,可以用基于ARM 的标准开发工具

PSoC 4200应用:

􀂄 电动自行车
􀂄 电机驱动器
􀂄 小家电中的CapSense、LCD 驱动应用
􀂄 通用单片机应用


图1.PSoC 4200框图

开发平台SK-FM4-216-ETHERNET

The FM4-216-ETHERNET is a development platform for developing applications using FM4 S6E2CC MCU. This board provides a variety of peripherals for evaluating different modules of the MCU.


图2.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET外形图

开发平台SK-FM4-216-ETHERNET主要特性:

Microcontroller Spansion FM4 S6E2CCAL0A
FM connect Ethernet:
1x IEEE802.3 Ethernet
FM connect CAN:
2x CAN transceiver
1x CAN-FD transceiver
FM connect USB:
2x USB-Host (Type-A connector)
1x USB-Device (Type-B connector)
FM touch:
Slider using four ADC channels
FM inverter:
Motor-Control-Interface for e.g. SK-POWER-3P-LV2-MC
FM color:
Spansion S/W TFT interface (unassembled option)
Spansion flash memory S25FL164K
Connected via quad SPI interface
I2S audio interface
Using Freescale SGTL5000 audio codec
SD Card interface
Supercap for RTC power supply
1x USB-to-serial converter (Type-B connector)
Using Spansion FM3 MB9AF312K
UART and on-board JTAG simultaneously (CMSIS DAP)
Additional JTAG and Trace Interfaces each on a 20 pin-header
2x SpansionMulticon flexible serial interface
supporting I2C, SPI, UART, and LIN
User interface
Backlit LCD module
5x pushbuttons (User buttons), potentiometer
1x Reset-button, Reset-LED
Potentiometer for analog input connected to ADC
All 216 pins routed to pin-header
On-board 5V and 3V voltage regulators to supply MCU with separate Power-LEDs
4x Power supply options
USB debug port
USB-Device
JTAG
external 9V to 24V

图3.S6E2CC MCU框图

Features of the SK-FM4-216-ETHERNET board:

开发平台SK-FM4-216-ETHERNET包括:

SK-FM4-216-ETHERNET evaluation board
USB cable
Ethernet cable
CD: Documentation, software examples and development utilities
1-page flyer

图4.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET主要元件分布图

图5.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET电路图(1)

图6.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET电路图(2)

图7.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET电路图(3)

图8.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET电路图(4)

图9.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET电路图(5)

图10.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET电路图(6)

图11.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET电路图(7)

图12.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET PCB设计图(1)

图13.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET PCB设计图(2)

图14.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET PCB设计图(3)

图15.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET PCB设计图(4)

图16.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET PCB设计图(5)

图17.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET PCB设计图(6)

图18.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET PCB设计图(7)

图19.开发平台SK-FM4-216-ETHERNET PCB设计图(8)
详情请见:
http://www.spansion.com/downloads/UserGuide_SK-FM4-216-ETHERNET.pdf
http://www.spansion.com/downloads/SK-FM4-216-ETHERNET_schematic_with_pcb.pdf

UserGuide_SK-FM4-216-ETHERNET.pdf
SK-FM4-216-ETHERNET_schematic_with_pcb.zip

 

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