最近我被要求設(shè)計(jì)一款雙通道訊號(hào)轉(zhuǎn)換器，從雙極輸入電壓到雙極輸出電流；我馬上假設(shè)這應(yīng)該是一個(gè)純類比設(shè)計(jì)，但有些事情卻困擾了我。其中一個(gè)明確的需求是，每個(gè)通道要有一顆根據(jù)輸入訊號(hào)變化亮度的雙色LED，并以紅燈或是綠燈來分別指示訊號(hào)為正或是負(fù)。 這會(huì)遇到兩個(gè)問題；第一， LED驅(qū)動(dòng)會(huì)需要升壓，所以沒有接近零的死區(qū)；第二，我可以預(yù)見一個(gè)狀況是當(dāng)訊號(hào)為負(fù)，LED (以及可能是輸出)卻呈現(xiàn)正值，反之亦然。這種狀況的機(jī)械當(dāng)量稱作為后座力(backlash)。我認(rèn)為并非要采用可變電壓來驅(qū)動(dòng)LED，而是采用PWM驅(qū)動(dòng)器如Linear的LTC6992，但我仍會(huì)產(chǎn)生一個(gè)偏移，也無法解決后座力的問題。 此外，我會(huì)需要兩顆PWM驅(qū)動(dòng)器(每個(gè)通道一顆)，這也可能得增加額外的電路讓LED由紅變綠；于是一個(gè)合乎邏輯的作法是去找適合的低階微控制器(MCU)。 我先從Microchip的產(chǎn)品找起，但我發(fā)現(xiàn)適合的是存儲(chǔ)器容量較小的16C系列，意味著得使用匯編語言。我曾在其他的開發(fā)案使用過16C系列，卻遇到指令集不足(該系列MCU是RISC架構(gòu)元件)以及存儲(chǔ)器區(qū)段(memory segmentation)問題；因?yàn)檫@樣的偏見，我又找了NXP的元件以及Freescale的ARM Cortex-M0芯片。 因?yàn)檫x擇太多，我開始猶豫不決。不過以前我曾在一個(gè)案子采用Freescale的CodeWarrior開發(fā)環(huán)境，卻發(fā)現(xiàn)我們得額外付費(fèi)才能取得我們需要的支援服務(wù)，這又讓我產(chǎn)生偏見。 總之我現(xiàn)在可以告訴你，我已經(jīng)成為Cypreess的 PSoC 的支持者。我曾采用PSoC 1做過許多個(gè)小規(guī)模設(shè)計(jì)案，以及用PSoC 5做過一個(gè)大型設(shè)計(jì)；我也聽過一些關(guān)于采用ARM Cortex-M0核心的PSoC 4的一些熱門討論，但看到 PSoC 4 的價(jià)格，實(shí)在是令我驚喜。 還好我的設(shè)計(jì)案在價(jià)格上有一些機(jī)動(dòng)性，而且據(jù)了解，PSoC的配置靈活性通常能減少一些外部元件的運(yùn)用；當(dāng)然，我們已經(jīng)有仿真器以及一些經(jīng)驗(yàn)，所以我決定進(jìn)一步看看這款元件以及搭配的PSoC 4 Pioneer Kit開發(fā)工具(可兼容Arduino外殼)。該款開發(fā)工具采用多才多藝的PSoC 4200系列元件，這也成為我的設(shè)計(jì)案出發(fā)點(diǎn)。 Cypress提供了很棒的開發(fā)環(huán)境PSoC Creator，能讓你進(jìn)行產(chǎn)品配置、編程以及除錯(cuò)；PSoC的架構(gòu)介于 MCU 與 FPGA 之間，除了處理器核心，該元件具備一些可配置的類比電路，以及一些可編程數(shù)位電路(不過與FPGA的又不太相同)。開發(fā)者也能隨著元件取得一系列所需功能IP進(jìn)行配置；該開發(fā)環(huán)境如下圖所示。 PSoC Creator開發(fā)環(huán)境 如果你需要ADC，只要從開發(fā)環(huán)境右方的元件選擇區(qū)選擇該功能區(qū)塊并拖曳下來；如果你需要PWM，也是一樣的步驟。要運(yùn)算放大器或是SPI控制器嗎？也沒問題！把它們連結(jié)在一起以取得一個(gè)架構(gòu)圖，然后選擇哪些接腳與不同的功能關(guān)聯(lián)，完成了硬件編譯，就可以準(zhǔn)備好撰寫應(yīng)用程序。 每個(gè)你所配置的元素都有其代碼與標(biāo)頭，在開發(fā)環(huán)境的“Workspace Explorer”區(qū)域可以找到；所有的API呼叫包含在標(biāo)頭檔案中，能輕易地復(fù)制剪貼到你的程序碼中。在開發(fā)環(huán)境的右下角可以看到符號(hào)與“Open Datasheet”選項(xiàng)，每個(gè)零件都有自己的規(guī)格表，你能在進(jìn)行配置前先取得，或是在配置完成后按鼠標(biāo)右鍵來取得。 PSoC Creator還包含免費(fèi)的Keil C編譯器，可提供的支援也是免費(fèi)的；令我個(gè)人滿意的是，此系統(tǒng)并非以Eclipse為基礎(chǔ)。如果你真的想要冒險(xiǎn)，你也可以采用一種Cypress稱為“datapaths”的技巧，打造小型硬件機(jī)器或其他功能。甚至還可以使用 Verilog語言。