基于嵌入式PsoC的MCU选色控制器设计

　　引言

　　最近几年，随着电子技术及半导体工艺的迅猛发展，片上系统(SoC)，特别是可配置片上系统PsoC(Programmable System on Chip)，已逐渐成为微控制器的主流产品。因此，要求设计工程师必须迅速地掌握SoC的开发特点和要求，尽快融入SoC的开发大潮中去。但是，SoC系统设计带来了与传统系统设计全然不同的挑战，其中包括从处理器和存储器的选择到产品环境的考虑。如果设计工程师能够深入理解SoC的开发特点，并且考虑部件之间如何交互，以及各种因素带来的影响等问题，就可以直接提高产品设计的成功率和开发效率，降低系统开发的复杂性和费用，同时增强系统的可靠性和抗干扰能力。

　　文章根据本人的开发经历，结合选色控制器的开发过程，为设计工程师提供指导，从所有层面上帮助他们为今后的设计项目做更好的准备。人们在各种各样的微控制器和嵌入式控制系统设计过程中发现，并非不同的设计就必须用到完全不同的外围器件;相反，这其吸大量共的部分，因此，启发了芯片设计工程师建立此种可配置微控制器。在芯片内建立一些通用的数字和模拟块(digital and analog block)，把它们配置成微控制器的各种功能模块(Module)。这样，在ASIC设计过程中，应用工程师就可以根据自己的不同设计要求调用不同的功能模块，完成芯片内部的功能配置，实现使用一块芯片就可以配置成具多种不同外围器件的微控制器。

　　目前，市场上有Cypress MicroSystems，InC和Cygnal Integrated Products，Inc生产可配置的SOC微控制器。本控制系统选用Cypress MicroSystems,Inc生产的M8C内核PsoC微控制器作为控制核心。下面我们首先熟悉开发的任务要求。选色控制器是一个由信息采集、键盘、显示及输出驱动等部分组成的控制系统，主要用来取代进口和国产剑杆织机上的纸带输入式光电纬纱选色器。 为了便于用户根据不同的实际需要对工作方式及其它参数进行修改，要求所有的参数及组态均可通过面板睥几个操作键进行输入、检查、修改;并可在突然并机的情况下，重新开机后，自动恢复断点参数信息。根据用户提出的技术指标，我们还必须把它进步量化，并且进一步完成功能设计方案。

　　1 硬件方案设计

　　1.1 选择微处理器

　　在设计任务确定后，应对控制系统所需要的硬件做出初步估计和选择。微处理器是整个控制系统的核心，它的选择将对整个控制系统产生决定性的影响。一般应从以下几个方面考虑微处理器是否符合控制系统的要求：字长、指令的种类和数量、内部寄存器的种类数量、微处理器的速度、中断处理能力以及微处理器的外围电路配套等。对于外围器件的来源、软件的运行等也是设计人员必须考虑的因素，因为其涉及到整个系统实时控制能力以及硬件和应用程序的分开。