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1、2011届毕业设计(论文)题 目:基于PSoC的温度检测系统的软件设计学 院: 电子与信息工程 专 业: 电子信息工程 班 级: 电子0701 姓 名: 仇俊杰 指导老师: 朱晓梅 起讫日期: 2011-02-212011-06-14 2011年 6月III基于PSoC的温度检测系统的软件设计摘 要随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输处理的功能器件，温度检测的作用日益突出，已成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具。本文主要介绍基于PSoC的温度检测系统的软件设计，开发工具使用的是Cypress公司的PSoC Designer5.1,实现的
2、功能主要包括温度数据的检测、处理、显示和报警，通过键盘设定报警值。本文简单介绍了PSoC（可编程片上系统）的特点、以及内部的主要模块，介绍了温度检测系统的各硬件模块，该系统体积小、成本低、工作可靠、具有很高工程应用价值 放最后。关键词：可编程片上系统（PSoC） 温度传感器 软件设计The Software Design of temperature detection based on PSoCAbstractAs the development of the computer and automation technology and as the function device of s
3、ensor, convert, transmission and process, temperature detection becomes more and more important. It is a key technology tool in automation of detection, control and measure test. The article mainly introduces the software design of temperature detection based on PSoC. The software design is based on
4、 the PSoC Designer5.1 which is developed by Cypress. The important functions include the detection of temperature data, process, display and alarm. Through the set of the key, it can give an alarm. The paper also briefly introduces the characteristics of PSoC(Programmable System on Chip) as well as
5、some of the configuration of the hardware design module. This system has many characteristicslittle volume, low cost and working stability, and it is very useful to the engineering application. Key Words : PSoC ;Temperature detection ;Software development 目 录摘 要IABSTRACTII第一章 绪 论11.1 设计背景和意义11.2 本文的
6、安排1第二章 简述主要集成芯片和软件开发环境22.1 简述主要集成芯片 PSoC22.2 软件开发环境72.2.1 PSoC Express72.2.2 PSoC Designer 5.18第三章 硬件电路分析113.1 总体电路框图设计分析113.2 模块电路分析113.2.1 电源电路113.2.2 温度传感器模块123.2.3 报警器模块133.2.4 LED显示模块133.2.5 键盘扫描模块15第四章 软件设计164.1 总体流程图164.2 软件设计164.2.1 PSoC Designer 5.1软件开发流程简介164.2.2基于PSoC的温度检测系统的软件设计详细流程184.2
7、.3 键盘扫描184.2.4 温度传感器数据输入214.2.5 数据放大224.2.6 模数转换234.2.7 数据的显示和报警244.2.8 系统全局变量26第五章 软硬件调试285.1前期准备285.2 调试29第六章 设计中的问题和设计方法改进316.1 设计中的问题316.2 设计方法改进32结 语33参考文献34附 录135附 录240致 谢42南京工业大学本科生毕业设计（论文）第一章 绪 论1.1 设计背景和意义 温度是工业生产和自动控制中最常见的工艺参数之一 ,生产过程中常常需要对温度进行检测和监控，采用单片机进行温度检测，数值显示和数据的存储，效率高，性能稳定，还可以实现实时控
8、制等技术要求，在工业生产中应用越来越广泛。在日常生活中，对温度的检测也十分重要，比如流动人口的温度检测，家用空调，热水器，电饭煲的电器设备等，这里存在很大的安全隐患，解决这些问题就需要我们找到一种精度高，成本低的方法。本文提出一种基于PSoC的温度检测系统的软件设计。他使用的开发工具是赛普瑞斯公司开发的PSoC designer5.1。实现的功能主要包含数据的输入，数据的处理，数据的显示，键盘扫面。该系统能实现温度的报警和温度上下限的设置，如果超过上限和下限就能自动报警。1.2 本文的安排本文通过比较几种软件设计方法的优缺点，找出适合自己研究的方向，并能够最大限度地应用所学知识。本文主要完成了
9、以下的工作：1 简述主要集成芯片和软件开发工具；2 简述硬件电路分析；3 详细阐述软件设计过程；4 进行软硬件联合调试；5 分析调试中遇到的问题，提出改进的方案。3南京工业大学本科生毕业设计（论文）第二章 简述主要集成芯片和软件开发环境2.1 简述主要集成芯片 PSoCPSoC系列单片机是在一个专有的MCU（Microprogrammed Control Unit）内核周围集成了可配置的模拟和数字外围器件阵列PSoC块，利用芯片内部的可编程互联阵列，有效地配置芯片上的模拟和数字块资源，达到可编程片上系统的目的。PSoC 是一种对于标准的“全数字式”微控制器设计、纯粹的模拟设计以及介乎此二者之间
10、的所有设计而言具有同等的高适用性的器件，是一种具有极端灵活且完全可编程的混合信号SOC 的基本原理的全新一代器件。功能介绍：赛普拉斯的PSoC(TM)混合信号阵列是可编程的片上系统(SOC)，其集成了微控制器以及嵌入式系统中通常围绕微控制器周围的模拟及数字组件。采用一个微控制器，一个PSoC器件最多可集成100种外设功能，从而帮助客户节约设计时间和板上面积，降低了功耗，系统成本也可降低5美分到10美元不等。方便易用的开发工具使设计人员能够准确选择所需的外设功能，包括放大器、ADC、DAC、滤波器及比较器等模拟功能以及定时器、计数器、PWM、SPI和UART等数字功能。PSoC系列的模拟功能包括
11、轨至轨输入、可编程增益放大器以及最大14位的ADC，其噪声极低，输入损耗及电压偏移也非常低。PSoC设备包括最大32 KB的闪存、2 KB的SRAM、带有32位累加器的8x8乘法器、电源和睡眠监控电路，以及硬件I2C通信等。PSoC Designer(TM)是PSoC的传统软件开发环境，它是一款功能全面的基于图形用户接口(GUI)的设计工具套件，使用户能以简单的点击对设计中的硅技术进行配置。在PSoC Designer的帮助下，用户可以采用C语言或汇编语言编写MCU的代码，还可用事件触发器和多断点等先进的特性对设计进行调试，同时还可以采用C语言、汇编语言或二者的结合，通过代码实现单步进。本次设
12、计采用CY8C29466-24PXI他的管脚图如下： 图2-1 PSoC的引脚图P07 口：数字IO口，模拟列多路复用器输入。P05 口：数字IO口，模拟列多路复用器输入和列输出。P03 口：数字IO口，模拟列多路复用器输入和列输出。P01 口：数字IO口，模拟列多路复用器输入。P27 口：数字IO口。P25 口：数字IO口。P23 口：数字IO口，直接开关电容模块输入。P21 口：数字IO口，直接开关电容模块输入。SMP口：开关模式泵（SMP）至所需要的外部器件的连接。P17 口：数字IO口，I2C串行时钟（SCL）。P15 口：数字IO口，I2C串行数据（SDA）。P13 口：数字IO口。
13、P11 口：数字IO口，晶振（XTALin）、I2C串行时钟（SDA），ISSP-SDATA.Vss 口：地线连接。P10 口：数字IO口，晶振（XTALout）、I2C串行时钟（SDA），ISSP-SDATA.P12 口：数字IO口。P14 口：数字IO口，可选的外部时钟输入（EXTCLK）P16 口：数字IO口。XRES 口：高电平有效的外部电路复位信号并配内部下拉电阻。P20 口：数字IO口，直接开关电容模块输入。P22 口：数字IO口，直接开关电容模块输入。P24 口：数字IO口，外部模拟地（AGND）。P26 口：数字IO口，外部基准电压源（VREF）P00 口：数字IO口，模拟列多
14、路复用器输入。P02 口：数字IO口，模拟列多路复用器输入和列输出。P04 口：数字IO口，模拟列多路复用器输入和列输出。P06 口：数字IO口，模拟列多路复用器输入.Vdd 口：供电电压。PSoC 体系架构由4 个主要区域构成：PSoC 核心、数字系统、模拟系统和系统资源。可配置型全局总线连接方式可让所有器件资源结合成一个完整的定制系统。每个CY8C29x66 PSoC 器件系列能够包括多达8 个IO 端口，并连接至全局数字和模拟互连线路，提供了对16 个数字模块和12 个模块的访问能力。PSoC 核心就是一个功能强大的引擎，它支持丰富的指令集。此核心包含了1 个CPU、存储器、时钟和可配置GPIO（通用IO）。M8C CPU核是一款性能强大的处理器，运行速度可高达24 MHz，并提供了1 个4 MIPS 级8 位Harvard 架构微处理器。此CPU 利用了容量为25 个向量的中断控制器，以简化实时内嵌事件的编程。程序执行的定时和保护采用了内含的休眠定时器和监视定时器(WDT)存储器内含用于程序存储的32KB 闪存、用于数据存储的2KBSRAM，以及最高24KB
