初步
CY8C42123/CY8C42223
CY8C42323/CY8C42423
电源的PSoC 器件
1.0功能
1.1
主要特点
2.5V的扩展工作电压为36V
2 HV线性运算放大器控制回路驱动电源的PFET
2高压开关控制回路驱动外部PFET的
2高电压CMOS或漏极开路输出
2高电压模拟量检测输入
闪存4KB
256字节的SRAM
- 可配置的模拟多路复用器, 10 : 1或5 : 2差
可配置数字模块
- 8至16位定时器,计数器和PWM
可连接至所有GPIO引脚
- 可连接至所有高电压输出引脚
- 单段PWM死区用kill
- 数字模块可以驱动输出至36V
- 复杂的外设组合起来的模块
1.3
应用
1.2
增强的功能
非常低的电流模式为100 nA的睡眠(深度睡眠)
模拟绝对精度( 0.75 % )
额外的灵活性睡眠模式
2个比较器与DAC参考
6至12位ADC ( 20 Ksps起至8位)
电池充电器(线性,开关,或飞回)
DC-DC降压和升压转换器
风扇控制器(转速,温度检测,电流限制)
电机驱动器( H桥,霍尔效应传感器)
白光LED驱动器
温度传感器(热敏电阻,热电偶)
通用高电压微控制器
2.0框图
HVDD
LowDrop手续
调节器
InternalVdd
模拟和高压
节
ODAC0
VDAC0
VDAC0
DBC00
GDO0
VS0
DBC01
GDO1
VS1
HVO[1]
P0[7]
P0[5]
P0[3]
HVDriver
ODAC1
VBG
VDAC1
VDAC1 IBIAS
模拟
数字
转换器
HVDriver
HVO[0]
P0[6]
P0[4]
P0[2]
温度
VSS
VREF
VBG
P0[1]
P1[1]
Atten1
AMuxBus3
IDAC1
AMuxBus1
Atten0
AMuxBus2
AMuxBus0
IDAC0
P0[0]
P1[0]
系统资源
PSoC核心
SleepandWatchdog
POR andLVD
COMP1
ACLK
COMP0
ACLK
LOWSPEED
振荡器
ODAC1
ODAC0
国内
电压
参考
国内
主
振荡器
M8C
CORE
的PSoC
中央处理器
4KBFlash
全球数字InterconnectBus
系统总线
256BSRAM
I2C
DBC00
SystemResets
DigitalPSoC BlockArray
InterruptController
1 DigitalRow
数字
钟
DBC01
DBD02
DBD03
数字系统
图2-1 。框图
赛普拉斯半导体公司
文件38-12034牧师* C
198冠军苑
圣荷西
,
CA 95134
408.943.2600
修订后的2005年11月17日
初步
3.0
完整的功能列表
4.0
CY8C42123/CY8C42223
CY8C42323/CY8C42423
的PSoC功能概述
2.5V的扩展工作电压为36V
强大的哈佛架构处理器
- M8C处理器速度为24 MHz的
- 低功耗的高速
工业级温度范围: -40 ° C至+ 85°C
更灵活的睡眠模式
- 选择当系统资源被关闭
- 非常低的电流模式100 nA的睡眠(深度睡眠)
2个高级电源PSoC模块
- 2高压模拟检测输入
- 2高电压线性运放控制回路驱动
电源的PFET
- 2高压开关控制回路驱动EX-
ternal的PFET
- 2高电压CMOS或漏极开路输出
先进的模拟模块
- 模拟绝对精度( 0.75 % )
- 2个比较器与DAC参考
- 6至12位ADC ( 20 Ksps起至8位)
- 可配置的模拟多路复用器, 10 : 1或5 : 2差
4高级数字模块( 2 ,集成死区)
- 8至16位定时器,计数器和PWM
可连接至所有GPIO引脚
- 可连接至所有高电压输出( HVO )引脚
- 单段PWM死区用kill
- 数字模块可以驱动输出至36V
- 复杂的外设组合起来的模块
灵活的片上存储器
- 4KB闪存程序存储器50000次擦除/写周期
- 256字节SRAM
- 在系统内串行编程( ISSP )
- 部分闪存更新( 64字节块)
灵活的保护模式
- 在Flash EEPROM仿真
精密的可编程时钟
开发工具
- 免费开发软件
(的PSoC 设计器)
- 全功能在线仿真器和
程序员
- 全速仿真
复杂断点结构
- 128KB跟踪存储器
- 免费的应用程序生成软件
( PSoC Express工具 )
其它系统资源
- I2C主机,从机和多主机400千赫
- 看门狗和休眠定时器
- 用户可配置的低电压检测
- 集成监控电路
- 片内精密基准电压源
- 4位电流参考
电源PSoC系列的主要功能集的能力
从供电,并连接到电压高于标准
所使用的大多数微控制器5V逻辑电压。电源
PSoC的HV
dd
销可连接到高达36V的电源电压。
在内部,一个LDO稳压器将电源电压为5V
用于供电的模拟系统中,数字系统中,核心,和
的GPIO 。
高电压信号可以连接到模拟电路
通过两种可选择的衰减器1 ,每个具有三个
范围。这些精密分压器降低了外部模拟
电压由4,8或16倍。这允许单端或
差分信号具有高达36V的共模是
与ADC测量。 GPIO引脚并不高电压
宽容。与电压超过V信号
GPIO
(如图
绝对最大额定值表,
表8.2 )
不能
be
( [7:0 ]和P1 [ 1:0] P0)连接到GPIO引脚。这样做
会损坏设备。
电源PSoC系列由若干个
混合信号
带有片上控制器阵列
设备。这些设备是
设计用于取代多个基于MCU的传统系统
与一种低成本单芯片可编程组件
组件。 A电源PSoC器件包括可配置
模拟,数字和电源块,以及可编程
互连。这种结构允许用户创建
定制的外设配置,以匹配要求一
每个应用程序的求。此外,一个快速的CPU ,
闪存程序存储器, SRAM数据存储器和config-
urable IO都包含在一系列方便易用的引脚布局。
PSoC架构,如图
如图2-1所示,
is
由五个主要领域:核心,系统
资源,数字系统,模拟系统和
电源控制系统。可配置的全局总线资源
允许所有设备的资源要被组合成完整的
定制系统。每个PSoC器件包括4个数字模块,
最多2个数字高的电压输出,以及多达10个通用
通用IO ( GPIO ) 。 GPIO提供了进入全球
数字和模拟互连。
4.1
电源PSoC核心
电源PSoC核心是支持的强大引擎
丰富的指令集。它包括SRAM用于数据存储,一个
中断控制器,睡眠和看门狗定时器,以及IMO
(内部主振荡器)和ILO (内部低速振荡
荡器) 。 CPU核心,被称为M8C ,是一个功能强大的处理器
速度高达24 MHz的。该M8C是一个4 MIPS的8位
哈佛结构的微处理器。
系统资源提供额外的能力,如
数字时钟的PSoC混合信号增强灵活性
阵列; I2C功能,实现主,从和
多主; 1.3V的一个内部基准电压源
模拟PSoC子系统的数量;与各种系统
由M8C支持复位。
文件38-12034牧师* C
第42 2
初步
4.2
数字系统
CY8C42123/CY8C42223
CY8C42323/CY8C42423
模拟 - 数字转换器(高达12位的分辨率与
单端或差分输入) 。
的1/4, 1,4,或16至ADC的可调输入增益。
引脚对引脚比较器具有低功耗模式运行
在睡眠。
单端或差分比较器(最多2个)与
绝对( 1.3V )基准或内部DAC参考。
1.3V基准源(作为系统资源) 。
数字系统由4个数字PSoC模块, 2
增强基本( D型)和2基本( C型)提供
独特的电源控制脉冲宽度调制( PWM )功能。
功率控制功能包括集成死区,
锁存杀,并同步或异步杀。杀
特征可以用一个比较器来实现一个组合
快速过电流保护电路。每个块是一个8位的
资源可被单独使用或结合其他块
以形成8-,16- ,24- ,以及32位的外围设备,它们被称为
用户模块引用。数字模块的配置的采样
系统蒸发散列表如下。
的PWM (8至32位)
使用的PWM死区( 8至16位)
计数器(8至32位)
定时器(8至32位)
数字模块可以连接到任何GPIO (或数字
高电压输出端)通过一组全局总线的那个可以
任何信号路由至任意引脚。该总线还允许多信号
路复用和信号通过逻辑运算的完美组合。
这种可配置性释放从一个约束的设计
固定外设控制器。
模拟和高压SECTIONS
DBC01
GDO1
VS1
HVO[1]
P0[7]
P0[5]
P0[3]
温度
P0[1]
P1[1]
AMuxBus3
AMuxBus1
ODAC1
VDAC1
VDAC1
VBG
IBIAS
VDAC0
ODAC0
VDAC0
DBC00
GDO0
VS0
HV驱动程序
模拟
数字
转换器
HV驱动程序
HVO[0]
P0[6]
P0[4]
P0[2]
VSS
VREF
VBG
Atten1
Atten0
AMuxBus2
AMuxBus0
P0[0]
P1[0]
IDAC1
IDAC0
4.3
多种睡眠模式
COMP1
COMP0
在CY8C42x23器件可以有一些系统
资源(休眠定时器/看门狗定时器,电压
调节器或电源监控)在断电
命令来实现休眠电流的期望的水平。睡觉
从750目前的水平模式
A
在空闲时0.1
A
深
睡眠和唤醒时间从瞬间到400
微秒
是
可用。更深的睡眠模式有较长的唤醒时间和
睡眠模式与更多的资源力量通常有较短
唤醒时间。
ACLK
ACLK
ODAC1
ODAC0
图4-1 。模拟框图
4.5
高电压接口
4.4
模拟系统
在CY8C42x23器件具有扎实的模拟性能,低
(100
V)
偏移量,降低的温度敏感性,并
能够测量0.75 %的绝对电压准确度。
该模拟系统由配置块的
允许创建复杂的模拟信号流。模拟外设
数常量是非常灵活的,可定制支持
特定的应用要求。以下是一些
比较常见的PSoC模拟功能(最大可为用户
模块)。
有两种类型的高电压输出。 HVO [0]和
HVO [1]是可以各自被配置为数字输出
CMOS输出连接高压之间
dd
和Vss或
配置为开漏驱动器,可以从外部拉
达HV
dd
或下拉到Vss 。
第二类,栅极驱动器输出( GDO0和GDO1 ),可
每一个都可以用来驱动高侧PFET的栅极中的线性
或切换稳压器。在GDO0和GDO1输出将驱动
HV之间
dd
-5V和HV
dd
时,信号电平所需的
"logic level" PFET 。栅极驱动输出可通过驱动
一个放大器和用于控制在一个线性模式为PFET 。一
感测电压可以反馈到放大器通过一个高压
衰减器来实现恒定电压或恒定电流
驱动程序。在VDAC的输出可以被用来设置目标
电压调节器。另外,栅极驱动输出
可以连接到输出门控PWM和用来驱动
为PFET如在升压或降压转换器的高侧开关。
文件38-12034牧师* C
第42 3
初步
4.6
模拟多路复用器系统
4.8
CY8C42123/CY8C42223
CY8C42323/CY8C42423
开发工具
模拟多路复用器总线可以连接到每个GPIO引脚的端口
P0和P1 。引脚可以连接到总线上单独地或
在任何组合。总线也可连接到模拟系
统进行分析与比较器和模拟 - 数转换
变流器。这个总线被分成四个部分, AMUX总线0和
AMUX总线2 ,其中连接到偶数端口引脚和AMUX
公交1和AMUX总线3 ,其中连接到奇数端口引脚。
这四个部分可以被组合以支持双通道
单端的处理,单声道的差分处理,
或双通道的差分处理。它们也可以是
连为一体总线,可以路由到所有的GPIO引脚。
多路复用器的其它应用包括:
芯片级多路复用器,可以从多达10个GPIO模拟输入
销。
所有GPIO引脚组合之间的交叉点连接
系统蒸发散。
可用于标准赛普拉斯的PSoC IDE工具
调试CY8C42x23系列器件。然而,该
附加的迹线长度,并在最小的接地平面
用Flex-pod可以产生噪音的问题,使其难以
调试电源的PSoC设计。自定义键合片
调试( OCD )器件提供一个32引脚QFN封装。
强迫症的设备,建议进行调试设计
具有高电流和/或较高的模拟精度要求一
求。 QFN封装结构紧凑,并且可以连接
通过一个高密度连接器的内燃机。
在系统内串行编程( ISSP )是可用的。
然而, ISSP电力的PSoC不同的ISSP
标准的PSoC器件。随着电源的PSoC器件中,
电源引脚(HV
dd
)不应该被直接连接到
V
dd
引脚ISSP连接器。这样做会损坏
编程设备。
4.7
其它系统资源
系统资源,其中一些具有以前一直
上市,提供额外的能力来完成系统的有益
在单个电源模块来实现。其他资源
包括一个I2C主机和从机,低电压检测,并
上电复位。描述每个的优点进行了简要陈述
系统资源现介绍如下。
数字时钟分频器提供3种定制时钟
频率的应用中使用。这些时钟可以
发送到数字系统和模拟系统。另外
时钟可以采用数字模块作为时钟产生
分频器。
I2C模块提供50- , 100-和400 - kHz的commu-
讯通过两条线路。从设备,主多主
模式都支持。
低电压检测( LVD)中断信号可以在应用程序
阳离子电压下降时,同时配备先进的POR
(上电复位)电路省去了一个系统
主管。
内部1.3基准电压源提供了一个绝对的
参考模拟系统,包括ADC和DAC 。
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第42 4
初步
5.0
5.1
CY8C42123/CY8C42223
CY8C42323/CY8C42423
典型电源的PSoC应用
升压转换器白光LED驱动器
白色LED驱动器是一个恒流电源。通过驱动同一电流通过的一组串联的LED中,强度
LED的能够紧密地匹配。在CY8C42x23电源的PSoC可以被配置为一个恒定电压或恒定电流
增加供应。在该结构中,高压
dd
电压低于所需驱动LED以串联和更高的电压必
来生成。白色LED通常具有4V左右的正向电压,因此在5个LED的配置中示出
图5-1
LED驱动电压将必须是20V左右(加津贴在FET上的电压损耗和电流检测
电阻R
ISENSE
).
图5-1
示出了一个电感器,一个NFET ,一个二极管和电容器配置为升压型转换器的CY8C42x23作为
控制器。电容器上的电压被反馈至电压感测针, VS0 ,和衰减器, Atten0 ,向比较器,
COMP0 。该VS0脚可以直接连接到一个电压高于高压
dd
,因此无需外部信号电平转换是必要的。
比较器的输出控制被配置为脉宽调制一个单个PSoC数字块。为比较的基准是
输出VDAC0的。当衰减器的输出超过基准电压,则比较器将使用"Kill"输入停止PWM信号。
这就形成了一个反馈回路保持VS0节点在正比于VDAC0设定的电压。该Atten0输出
也连接到ADC因此控制软件可以监视输出电压。
以保持恒定电流,跨越R上的电压
ISENSE
电阻是通过销P 0 [4]和AMuxBus0到ADC路由
在那里受到监视。控制软件调整VDAC0设置,基于电流检测的测量,以实现
所需的电流通过负载。
5.1.1
资源
此应用程序可以连接第r
ISENSE
电阻器中的任何一个GPIO管脚( P0 [ 7:0]和P1 [ 1 :0]) 。电源的PSoC仍然有三个
数字块,一半的高电压的资源, 1 VDAC , 2量的IDAC , 7的模拟多路复用器的通道到ADC ,
并且可用于其它任务的CPU的90%以上。
HVDD
HVDD
HVDD
低压降
注册软件模拟器
内部VDD
模拟和高V OLTAGE
节
VBG
ODAC0
VDAC0
VDAC0
DBC00
GDO0
VS0
DBC01
GDO1
VS1
HVO[1]
P0[7]
P0[5]
P0[3]
HV驱动程序
ODAC1
VDAC1
Q1
VDAC1
IBIAS
模拟
挖需求面实证
转换器
HV驱动程序
HVO[0]
P0[6]
P0[4]
P0[2]
温度
Atten1
AM uxBus3
AM uxBus1
VBG
P0[1]
P1[1]
VREF
Atten0
AMuxBus2
AMuxBus0
P0[0]
P1[0]
R
ISEN SE
IDAC1
VSS
IDAC0
比较1
COMP 0
ACLK
ACLK
ODAC1
ODAC0
杀
PWM小学
PWM DB
DCB00
DCB01
DBD02
DCD03
数字部分
图5-1 。升压转换器白光LED驱动器
文件38-12034牧师* C
第42 5