[发明专利]可编程片上系统实验平台

说明书

技术领域

本发明属于电子技术和嵌入式系统领域，特别是可编程片上系统器件的实验教学、培训、技术开发应用。

背景技术

可编程片上系统(Programmable System On Chip，简称PSoC)器件是赛普拉斯(Cypress)半导体器件公司于2003年推出的一种可在系统编程的片上系统。它将一个8位微控制器与可编程数字阵列、可编程模拟阵列集成在一个芯片上，也称为可配置型混合信号阵列。PSoC为消费类产品、工业、办公自动化、电信和汽车领域应用提供了具有嵌入式控制功能的高性能现场可编程单片系统。

与以往的纯数字或模拟可编程系统，如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，简称FPGA)、在系统可编程模拟器件(Insystem Programmable Analog Circuit，简称ispPAC)相比，PSoC能实现模拟电路、数字电路和微处理器于一体的电子系统的设计，而不仅仅是模拟或数字电路的设计，使得系统所需的外围器件减少，集成度进一步得到提高，成本进一步减少。

PSoC实验平台是以PSoC芯片为中心，具有多种输入输出设备和电源，有的还配备有面包板、通信接口等其它资源，能够应用在教学、培训和技术开发等场合的产品。

目前已有的PSOC芯片实验平台主要有Cypress公司的CYDK3210开发套件中的实验板和CY3212开发套件中的电容传感器(Capsense)实验板。其组成结构分别说明如下：

CYDK3210实验板是Cypress公司研制的单芯片双列直插(DIP)封装的CY8C29466方案实验板。该实验板的构成如图1所示。该实验板上设置有1块面包板和1个28管脚的双列直插的PSoC芯片插座，在面包板的与插座之间有PSoC芯片的P0、P1、P2端口的插孔，在面包板的左侧有1个液晶接口(LCD Port)，面包板的上、下两侧分别设有1个串行通信接口(Rx和Tx)，输入输出信号插孔、1个按钮输入和4个发光二极管(LED)输出设备和电位器输入设备；在PSoC芯片插座的右侧设有电源处理电路，在其上下两侧分别有串口电路及ISSP接口。

该实验板使用方便。其缺点是：(1)由于采用单PSoC芯片方案，不能完成I2C(Inter-Integrated Circuit)、SPI(Serial Peripheral Interface)等双芯片通信实验；(2)所有输入输出设备的连接都需要使用导线，使用不方便；(3)无法完成带电容传感器按键的实验。

CY3212-Capsense实验板是Cypress公司为了演示和开发电容传感器按键和滑条的应用而研制的。实验板以CY8C21001芯片为核心。该实验板的结构如图2所示。左上侧是液晶显示器；右上侧是电源电路、ISSP接口、RJ45接口、蜂鸣器和CY8C21001芯片；中部有6个电容传感器按键(图中的0-5所示)；下侧有一个电容传感器滑条。

该实验板只是一个专用设备，只用于进行电容按键和滑条的设计和开发。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种可编程片上系统实验平台，具有使用方便、易于操作、功能齐全的特点。

本发明提出的可编程片上系统实验平台，包括：可编程片上系统芯片、输入设备、输出设备、通信接口、电源及相应的插座、插孔、排孔及固定孔；其特征在于，该平台采用两个可编程片上系统芯片，并且还包括一个面包扳，以及将所述可编程片上系统芯片、输入设备、输出设备、通信接口、面包板及电源相互连接成一个整体的拨码开关；该输入设备由多个按键、多个电位器和1个4*4键盘组成，该输出设备由多个发光二极管、1个蜂鸣器、1个4位数码管和1个液晶接口组成；该通信接口由1个串行通信接口和1个I2C通信接口组成。

本发明还包括一个附加的电容传感器按键实验板，该实验板包括：1个可编程片上系统芯片，1个下载接口，6个电容按键，1个RJ45接口，1个28管脚的双列直插插针；该双列直插插针插在所述实验平台上的任意一个可编程片上系统芯片的插座上。

本发明的技术特点及有益效果

(1)本发明的实验平台采用双芯片方案，提供双芯片间的I2C、SPI通讯接口，能完成I2C、SPI双芯片通讯实验；

(2)输入输出设备比较丰富，具备多个按键、多个电位器、多个LED、1个蜂鸣器、1个4位数码管、1个液晶接口和1个串行通信接口。

(3)为了方便用户连线，将所有输入输出信号及两芯片的三个I/O端口均通过插孔排列到面包板四周。