The realization of control pulse generation circuit based on psoc

Scientific Journal of Control Engineering December 2014, Volume 4, Issue 6, PP.165-169

The Realization of Control Pulse Generation Circuit Based on PSoC Wei Wang, Yiping Liu# College of Engineering, Shanghai Second Polytechnic University, Shanghai 201209, P.R. China #

Email: ypliu@sspu.edu.cn

Abstract Sequence pulse is commonly used in control circuits for signal. We design the counting module and the sequential logic module on Creator 2.0. And then, we line the counting module and the sequential logic module to get sequence pulses. Finally Design programs have been compiled, downloaded to the PSoC development board and the control signals can be observed by the use of the logic analyzer.

Keywords: Creator 2.0; The PSoC Development Board; Sequential Pulse Generator; Logic Analyzer

基于 PSoC 的控制脉冲发生电路的实现 王玮，刘亦萍 上海第二工业大学 工学部，上海 201209 要：顺序脉冲是控制电路中常用的信号，我们在 Creator2.0 软件开发平台上，先设计好计数模块和顺序逻辑模块，再

摘

由计数模块控制顺序逻辑模块，产生顺序脉冲控制信号。对设计程序编译后，下载至 PSoC 开发板上，通过逻辑分析仪可 观察到该顺序脉冲控制信号。 关键词：Creator2.0；顺序脉冲；PSoC 开发板；逻辑分析仪

引言 随着半导体技术的发展和芯片集成度的提高，Cypress 半导体公司提供在单芯片上实现复杂系统的解决 方案，即基于 PsoC（Programmable System-On-Chip，片上可编程系统）的解决方案。这种解决方案提高了设 计的可靠性，缩短了系统设计周期，降低设计成本，极大满足了市场对产品竞争力的要求。本设计就是采用 PSoC 芯片，方便地在单芯片上实现控制脉冲的产生，图 1 为设计框图。 时钟

计数模块

顺序逻辑模块

控制脉冲输出

图 1 控制脉冲发生电路设计框图

1 PSoC Creator2.0 PSoC Creator2.0 是 由 Cypress 半 导 体 公 司 推 出 的 最 先 进 的 集 成 开 发 环 境 (Integrated Development Environment, IDE)。带有创新性的图形设计编辑器，构成了独特而强大的硬件/软件协同设计环境。图形化的 设计入口简化了配置一个特殊原件的任务。我们可以从元件库中选择所要求的功能，并且将其放置在设计中。 所有的参数化元件都存在一个编辑对话框，允许根据需要对功能进行定制。 PSoC Creator2.0 软件平台自动地配置 I/O 布线及选择引脚，并且为给允许的应用产生相关的应用程序接 

基金项目: 上海第二工业大学学科建设基金项目(编号:XXKYS1402) 上海第二工业大学校基金项目(编号:EGD13XQD20) - 165 http://www.sj-ce.org

口函数(Application Program Interface, API)，通过这些 API 函数对硬件进行控制。我们可很容易地修改 PSoC 的配置，如添加一个新的元件，设置它的参数和重新建立(building)工程。 利用 PSoC Creator2.0 我们可方便地设计出计数模块和顺序逻辑模块，并将它们连接起来，加上系统自带 的时钟信号后，输出至外电路。

2 计数模块设计 设计八进制计数模块，实现从 000 加法计数到最大 111，其状态图如图 2。

图 2 八进制计数模块状态图

图 3 计数器模块原理图 表 1 查找表 LUT_1 in1 0 0 1 1

in0 0 1 0 1

表 2 查找表 LUT_2 out0 0 1 1 0

in2 0 0 0 0 1 1 1 1

in1 0 0 1 1 0 0 1 1

in0 0 1 0 1 0 1 0 1

out0 0 0 0 1 1 1 1 0

在 Creator 2.0 元器件库中取得元件，在编辑器上进行设计，图 3 为设计的原理图，采用 3 个 Creator 2.0 - 166 http://www.sj-ce.org

自带的 D 触发器模块，其中 LUT_1 为查找表见表 1，LUT_2 亦为查找表见表 2。 最后，利用编辑器将图 3 原理图生成八进制计数模块 IP 核 lut_counter。

3 顺序逻辑模块的设计 表 3 为顺序逻辑的真值表。编码从 C，B，A 引脚输入。输出 Y0-Y7 用来表示输入的编码的组合。 表 3 顺序逻辑真值表

图 4 顺序逻辑低位输出逻辑电路

图 5 顺序逻辑高位输出逻辑电路

我们分别在两张子图纸(low_output 和 high_output)中实现表 1 逻辑关系，如图 4 所示，建立 low_output - 167 http://www.sj-ce.org

设计图纸，在该图纸中实现了 Y0~Y3 输出逻辑电路的设计。同理在 high_output 设计图纸中，实现了 Y4~Y7 输出逻辑电路的设计，如图 5。 利用编辑器将图 4 及图 5 原理图生成内核 decoder，并进行引脚分配。

4 程序调试与下载 在主界面主菜单下，将计数模块和顺序逻辑模块连成图 6 所示原理图，对该工程编译无误后，用专用数 据线将电脑与 Cypress PSoC 开发板连接，并连接相应的扩展模块。将设计下载到目标系统中。其中选择内部 1Hz 时钟为触发脉冲。

图 6 整体集成

用导线将 PSoC 开发板中的输出与逻辑分析仪连接在一起观察到的输出波形如图 7；D0，D1，D2，D3， D4，D5，D6，D7 分别为顺序控制脉冲发生电路的引脚 Y0，Y1，Y2，Y3，Y4，Y5，Y6，Y7 的输出，可见 成功得到了顺序控制脉冲。

图 7 逻辑分析仪器显示的波形

5 结论 顺序脉冲在控制电路中的应用非常广泛，本设计利用系统时钟，通过八进制计数模块控制顺序逻辑模块 来实现顺序脉冲发生功能。也可将 Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7 与八个 LED 灯相连，使八个 LED 灯依次顺序点亮。所以使用 Creator2.0 开发平台进行逻辑设计，并将编译后的程序下载至 Cypress PSoC 开发 板上，可很方便的在单芯片上实现顺序控制脉冲的产生。

REFERENCES [1]

朱明程, 李晓滨. PSoC 原理与应用设计[M]. 北京: 机械工业出版社, 2008.3 - 168 http://www.sj-ce.org

[2]

何宾. PSoC 模拟与数字电路设计指南[M]. 北京: 化学工业出版社, 2012.6

[3]

何宾. 可编程片上系统 PSoC 设计指南[M]. 北京: 化学工业出版社, 2011.8

[4]

林志琦, 蒋惠萍. 信号发生电路原理与实用设计[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2012.2

[5]

郭帅, 何永义. PSoC 的动态配置能力及其实现方法[J]. 单片机与嵌入式系统应用 2003 合订本: 50-52

[6]

颜晗, 李平. 基于 PSoC 和 NTC 的自容式海水温度测量仪器设计[J]. 微计算机应用, 2008(7): 104-105

[7]

叶朝辉, 华成英可编程片上系统(PSoC)原理及实训[M]. 北京: 清华大学出版社, 2008. 5

[8]

Ashby, Robert. Designer's guide to the Cypress PSoC[M]. Burlington, MA, Elsevier Newnes, 2005

【作者简介】 王玮（1986-） ，男，汉，硕士，工程师，

刘亦萍（1965-），女，汉，硕士，工程

主要从事自动化及机器人方面研究。

师及讲师，主要从事电子技术及微机应

学习经历：2004.9-2008.7

用方面研究。

上海第二工

业大学 自动化专业 本科

学习经历：1981.9-1985.6 扬州大学 机

2009.9-2012.7 上海大学 控制工程专业

电排灌工程专业 本科

硕士研究生

1990.9-1993.4 上海大学 电磁测量及仪

Email: wangw@sspu.edu.cn

表专业 硕士研究生 Email: ypliu@sspu.edu.cn

- 169 http://www.sj-ce.org