PSoC 6 MCU硬件设计指南:关键要点与注意事项

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"PSoC 6 MCU 硬件设计注意事项" PSoC 6 MCU 硬件设计是一个复杂的任务,需要考虑多个关键因素以确保系统的可靠性和性能。这份文档详细介绍了在设计过程中应注意的各个方面,涵盖了从封装选择到模拟模块设计等多个主题。 1. **封装选择**:选择合适的封装至关重要,因为它影响到器件的物理尺寸、散热能力和信号完整性。不同的封装类型有不同的I/O数量、引脚排列和封装尺寸,应根据应用需求和电路板空间来选择。 2. **电源**:电源设计是任何电子系统的基础。PSoC 6 MCU 有多个电源引脚,需要正确连接以确保稳定供电。PMIC(电源管理集成电路)控制器用于管理电源路径和电压级别。电源上升和排序需谨慎处理,以防止过冲和欠冲。在PSoC Creator中,可以配置设备电源设置以满足特定的应用需求。同时,散热是重要的考量因素,尤其是对于高功耗应用,需要适当的散热解决方案。此外,eFuse编程可用于实现安全的非易失性存储和硬件配置。 3. **时钟**:时钟是MCU运行的核心,PSoC Creator提供了时钟选项卡进行配置。可以选择内部晶体振荡器或外部时钟源,如晶体、陶瓷谐振器或RC振荡器。每个选择都有其优缺点,如精度、稳定性和启动时间,需要根据应用要求权衡。 4. **复位**:复位电路确保MCU在启动或异常情况后能恢复到已知状态。文档详细介绍了不同类型的复位,如系统复位、看门狗复位等,以及它们在设计中的作用。 5. **编程和调试接口**:SWD(串行线调试)和JTAG是常见的编程和调试接口。SWD占用更少的引脚,适合小型设计,而JTAG提供更灵活的调试能力。ETM(嵌入式跟踪宏单元)则为高级性能分析提供支持。PSoC Creator提供了这些调试选项的配置界面。 6. **GPIO引脚**:I/O引脚的选择和配置直接影响到MCU的功能。需要根据应用选择正确的GPIO功能,并注意其驱动能力和上下拉电阻设置。 7. **组件放置**:良好的PCB布局对信号完整性和电磁兼容性至关重要。组件应合理分布,以减少干扰和提高性能。 8. **模拟模块设计技巧**:PSoC 6 包含了多种模拟模块,如CapSense(电容感应)、SAR ADC(逐次逼近寄存器模数转换器)和CTDAC(电流模数转换器)。针对这些模块的设计技巧有助于优化传感器接口、提高测量精度和降低噪声。 9. **外部存储器**:当内置存储不满足需求时,可以连接外部存储器,如SPI、I2C或QSPI接口的SRAM或Flash。 10. **USB连接**:PSoC 6 支持USB功能,包括USB设备和主机模式。了解USB引脚的用途和配置是实现USB连接的关键。 11. **天线设计**:对于无线应用,天线设计关系到射频性能和范围。文档提供了支持外部功率放大器、低噪声放大器和RF前端的指导。 12. **音频子系统**:PSoC 6 支持PDM-PCM转换和I2S音频接口,设计时需要考虑时钟生成和信号质量,以实现高质量的音频传输。 13. **附录**:包括PCB布局提示、原理图检查表和赛普拉斯术语,为设计者提供了实用的设计指南和参考。 这份文档提供了全面的PSoC 6 MCU硬件设计指导,帮助开发者避免潜在问题,实现高效可靠的系统设计。
2020-05-12 上传
目录 ........................................................................................................................................................................................31 简介 .................................................................................................................................................................................61.1 摘要 .......................................................................................................................................................................61.2 简介 .......................................................................................................................................................................61.3 CapSense 功能......................................................................................................................................................71.4 PSoC 4 和 PSoC 6 MCU CapSense Plus 特性......................................................................................................71.5 CapSense 设计流程...............................................................................................................................................92 CapSense 技术.............................................................................................................................................................112.1 CapSense 基本原理.............................................................................................................................................112.1.1 自电容感应.................................................................................................................................................122.1.2 互电容感应.................................................................................................................................................142.2 电容式触摸感应方法 ............................................................................................................................................152.2.1 CapSense Sigma Delta(CSD)...............................................................................................................152.2.2 CapSense Crosspoint(CSX) .................................................................................................................152.3 信噪比..................................................................................................................................................................172.4 CapSense Widget................................................................................................................................................182.4.1 按键(零维传感器) ..................................................................................................................................182.4.2 滑条(一维传感器) ..................................................................................................................................192.4.3 触摸板/触控板(二维传感器)...................................................................................................................202.4.4 接近(三维传感器) ..................................................................................................................................212.5 防水功能..............................................................................................................................................................212.5.1 水滴和水流对 CapSense 传感器产生的影响..............................................................................................222.5.2 驱动屏蔽信号和屏蔽电极...........................................................................................................................242.5.3 保护传感器.................................................................................................................................................253 PSoC 4 和 PSoC 6 MCU CapSense.............................................................................................................................273.1 CapSense CSD 感应方式....................................................................................................................................273.1.1 GPIO 单元中电容-电流转换器....................................................................................................................283.1.2 IDAC 源模式 ..............................................................................................................................................283.1.3 IDAC 灌电流模式 .......................................................................................................................................293.1.4 CapSense 时钟发生器...............................................................................................................................303.1.5 Sigma Delta 转换器 ...................................................................................................................................313.1.6 模拟复用器............................................................................................................................