PSoC模拟系统

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1、PSoC模拟系统1模拟系统体系结构PSoC模拟系统主要由模拟接口和模拟阵列两大部分组成。2模拟接口PSoC模拟接口使用全局模拟互联（GlobalAnalogInterconnect，GAI）总线实现PSoC模拟阵列和PSoC内核的互连。全局模拟互联总线包含模拟数据总线和模拟比较总线。3模拟数据总线（ABUS）模拟数据总线使模拟模块阵列及模拟系统寄存器与CPU系统数据总线相隔离，减轻了系统数据总线的负荷。4模拟比较总线（CBUS）每个模拟模块列都配有一个比较总线，每个模拟模块的比较器输出可以驱动这个总线，但每列同时只能由一个模拟模块驱动该列的比较总线。比较总线的输出可作为数字单元

2、的输入，也可作为抽取器（Decimator）的输入，或中断触发信号。5模拟阵列模拟模块阵列结构如右图所示模拟模块以纵向方式排列不同型号的PSoC芯片，其模拟模块的列数不尽相同，一般为1列、2列或4列通常每一列包括1个B型连续时间模块（ACB）、1个C型开关电容模块（ASC）和1个D型开关电容模块（ASD）。6模拟模块功能PSoC可编程模拟模块可以配置成许多外围设备功能，减少了M8C对外围器件的需求。由一个或多个模拟模块或者模拟模块与数字模块一起，可以配置成多种用户模块功能，如可编程增益放大器、电压比较器、低通滤波器、带通滤波器、A/D转换器、D/A转化器等。7模拟列时钟配置模拟

3、阵列的开关电容模块需要两相互补的时钟信号。每列均有开关电容模块，因此每列都有一个模拟列时钟发生器，列中所有模拟模块共享其时钟输出信号。时钟发生器的输入时钟源有4个：VC1、VC2、ACLK0和ACLK1，通过CLK_CR0寄存器来选择。VC1和VC2是系统全局时钟；ACLK0和ACLK1则由数字模块输出驱动，由寄存器CLK_CR1和CLK_CR2选择设置。以上时钟源可通过模拟列时钟输入多路选择器选择。注意：时钟发生器的输出信号频率是输入时钟源频率的1／4。8模拟输入配置由于不同的PSoC芯片模拟模块列数不同（1列、2列或4列），模拟输入配置也不同。输入多路选择器将外部引脚的输入

4、信号连接到模拟模块阵列，可以通过设置寄存器AMX_IN和ABF_CR0来实现，更为简便的是在PSoCDesigner环境中设置。在4列PSoC模拟阵列中，左、右边上两列只有1个4选1多路选择器，而中间两列都有2个4选1多路选择器。这些选择器都是CMOS开关，典型阻抗为2k欧。9模拟基准电压发生器PSoC模拟基准电压发生器，提供了3个内部固定参考电压：AGND、RefHi、RefLo，如下图所示。AGND连接到所有的模拟模块并在各模拟模块内单独缓存，各模块缓存的AGND会有很小的偏差。RefHi和RefLo连接到所有的模拟模块并被缓存，用于设置A/D转换器D/A的转换电压范围，也

5、可作为具有2列或4列模拟的PSoC芯片中比较器的阀值电压。10模拟基准电压发生器（续）对于只有1列模拟模块的PSoC，AGND等于Vdd/2，RefHi固定等于Vdd，RefLo固定等于Vss。具有2列和4列模拟模块的PSoC，AGND、RefHi、RefLo的值可以通过模拟参考电压控制寄存器ARF_CR选择。11基本模拟模块PSoC基本模拟模块包括两种：连续时间模拟模块（ContinuousTimeBlock，CT）开关电容模拟模块（SwitchedCapacitorBlock，SC）12连续时间模块（CT）CT模块是围绕一个低偏移、低噪音的运算放大器而构建。该模块有多个由控

6、制寄存器控制的模拟信号多路选择器，它们决定了CT模块的内部拓扑结构。在运算放大器的反馈通道上有一组高精度的电阻，其阻值也由寄存器设定。CT模块还包含一个低功耗的比较器，其输入输出与主放大器相同，它是用来在低功耗休眠模式下，主放大器停用时提供一个比较输出数字信号。CT模块有3个独立的且分别连到相应总线的输出：模拟信号输出总线（ABUS）、比较器总线（CBUS）、局部输出总线（OUT，GOUT，LOUT）。13连续时间模块（CT）（续）14开关电容模块（SC）SC模块也围绕一个低偏移、低噪音的运算放大器而构建。它的内部拓扑结构也由模拟信号多路选择器确定。不同的是其内部的4组电容值由

7、用户设定的电容器组与运算放大器相连，其中三组（ACap、BCap、CCap）是输入组，第4组（FCap）在反馈通道上。在用户设置用户模块参数时，自动设定每组电容值。SC模块还包含一个比较器，将运算放大器输出的模拟信号转换为数字信号。SC模块也有3个输出：模拟信号输出总线（ABUS）、比较器总线（CBUS）、局部输出总线（OUT，GOUT，LOUT）。15开关电容模块（SC）（续）SC模块分为C型、D型两类，最大区别在于CCap与双极点滤波器的位置不同。D型的BCap切换比C型更灵活。D型C型