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1、基于PSoC的精簡尺寸型LED點(diǎn)陣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案傳統(tǒng)采用51單片機(jī)控制led點(diǎn)陣的顯示屏功能相對比較單一若要使其實(shí)現(xiàn)功能的多樣化，則往往需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力設(shè)計(jì)復(fù)雜的外圍電路，故其系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使軟件、硬件的設(shè)計(jì)更為復(fù)雜，增加了開發(fā)難度；增大了顯示屏的體積和重量，不易于運(yùn)輸和安裝；更重要的是產(chǎn)品生產(chǎn)成本也較為高昂。與傳統(tǒng)led顯示屏相比，基于psoc技術(shù)所開發(fā)的多功能精簡尺寸型led點(diǎn)陣顯示屏是利用片上系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)將各個(gè)不同功能的模塊集成在同一芯片上，由于其僅僅通過添加和減少芯片上的模塊就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的增減，這就在很大
2、程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)led顯示屏的不足，縮短了開發(fā)周期，使產(chǎn)品更容易升級更新。 1系統(tǒng)工作原理 1.1psoc系列單片機(jī)介紹 psoc：（programmablesystem-on-chip）可編程系統(tǒng)級芯片，是新一代片上系統(tǒng)單片機(jī)。由賽普拉斯公司的psoc（tm）混合信號陣列是可編程的片上系統(tǒng)（soc），該芯片集成了微控制器及嵌入式系統(tǒng)中常需擴(kuò)充的模擬及數(shù)字組件。同時(shí)，也可將psoc視為8位微控制器，即8位單片機(jī)。但是和一般單片機(jī)不同的是它幾乎不需要外圍電路，一片psoc芯片就可實(shí)現(xiàn)一個(gè)電子系統(tǒng)，而且psoc具有比一般
3、單片機(jī)更多的內(nèi)部資源。國外專家把它的發(fā)展喻為第二次電子學(xué)革命。本系統(tǒng)使用的psoc芯片是cy8c27443，cy8c27xxx是psoc混合信號陣列中在模擬量中處理最為強(qiáng)的一個(gè)系列［1］，下表1是28管腳的cy8c24533和at89c51之間的比較。從上表中我們不難看到cy8c27443芯片的內(nèi)部資源更加豐富所以進(jìn)行l(wèi)ed點(diǎn)陣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比51單片機(jī)電路更加簡單，性能更加穩(wěn)定。該芯片價(jià)格很廉價(jià)而且還增加a/d模塊，d/a模塊，spi接口模塊，pwm模塊，溫度傳感器等都可以集成在芯片內(nèi)部這樣就使得外圍電路大大減少，硬件電路尺
4、寸更加精簡、可靠。軟件設(shè)計(jì)也更加簡單方便大大節(jié)省了開發(fā)周期。cy8c27443芯片價(jià)格相比51單片機(jī)來說雖然高出了2-3倍但是內(nèi)部有其豐富的資源可供配置所以該系統(tǒng)成本可以節(jié)省50%~60%左右。表1cy8c24533和at89c51之間的比較 1.2基于psoc的精簡尺寸led點(diǎn)陣系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 基于psoc的多功能精簡尺寸型led點(diǎn)陣系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)如圖1所示，以psoc為控制器的led點(diǎn)陣系統(tǒng)通過tg202煙霧傳感器傳感器，hm1500濕度傳感器，以及psoc片內(nèi)集成的溫度傳感器。分別采集到空氣中的煙霧濃度，濕度和溫
5、度情況后及時(shí)發(fā)布到led顯示屏上顯示，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)還可以通過蜂鳴器發(fā)出報(bào)警。采集到的數(shù)據(jù)也可以通過si4432無線收發(fā)模塊送入pc機(jī)進(jìn)行外部環(huán)境監(jiān)測。同時(shí)也可以在pc機(jī)上輸入字符后通過無線收發(fā)模塊發(fā)送到led顯示屏來發(fā)布廣告和通知等信息。由于psoc同時(shí)具有片內(nèi)和片外系統(tǒng)時(shí)鐘源。從而且顯示屏掃描速度可以提高，使得產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)性能更加可靠，加之psoc可以動(dòng)態(tài)重構(gòu)所以產(chǎn)品更加靈活多變，功能更加齊全；軟件設(shè)計(jì)方面有廠商提供的api函數(shù)可供調(diào)選，編程者無須向使用51單片機(jī)那樣在底層驅(qū)動(dòng)上大費(fèi)心思，這樣使底層驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)周期大
6、大縮短，從而可把精力更多的應(yīng)用程序開發(fā)上，提高了開發(fā)效率。圖1基于psoc的多功能精簡尺寸型led點(diǎn)陣系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)1.2.1tgs202作為氣體傳感器 本系統(tǒng)采用tgs202作為氣體傳感器來檢測空氣中含有的co，co2，煤氣，甲烷等氣體來檢測環(huán)境中的煙霧，當(dāng)探測到這些氣體時(shí)tg202的內(nèi)阻變小，從而使得輸出端電壓快速上升，以達(dá)到檢測火災(zāi)的功能?！ ⊥ㄟ^配置psoc中的放大器和8位8通道a/d轉(zhuǎn)換模塊，并且該內(nèi)部采用了sinc2濾波器是硬件電路來實(shí)現(xiàn)減少了cpu的開銷，并可以進(jìn)行64倍過采樣，從而降低了對前端濾波器的抗混
7、疊要求該濾波器。實(shí)現(xiàn)把氣體傳感器的模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，并且重復(fù)測試三次以上將得到的數(shù)據(jù)的平均值送到指定的單元存儲?！ ∫坏┌l(fā)現(xiàn)氣體超標(biāo)則pwm模塊輸出口就輸出1khz的方波來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器以達(dá)到報(bào)警的目的?！ ?.2.2溫度傳感器 psoc微控制器內(nèi)部自帶溫度傳感器，其絕對溫度成正比即線性的輸出電壓。flashtemp應(yīng)用程序接口（api）把溫度傳感器轉(zhuǎn)換為每攝氏度一個(gè)計(jì)數(shù)。psoc內(nèi)部的溫度傳感器flashtemp為戶模塊提供了一項(xiàng)bflashwriteblock函數(shù)的初略溫度測量功能，它的測量范圍在-40-+80度之間，
8、單位是攝氏度?！ ?.2.3濕度傳感器 濕度是表示空氣中水蒸氣的含量的物理量［2］，本系統(tǒng)采用humirel公司的hm1500濕度送變器，hm1500的測濕元件選用濕敏電容hs1101，當(dāng)外界相對濕度變化時(shí)，感濕膜能吸附和釋放水汽分子，引起其介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使元件電容量改變。利用電容量與相對濕度
