基于CY8C38的怀孕监视器PSoC开发方案

Cypress怀孕监视器采用监测荷尔蒙水平来实现。怀孕监视器可以分析体液的激素水平，体液的电阻，基础体温或将这些方法结合起来。监测激素水平，有三个标准的方法：

?尿液：黄体激素激增的测试

?唾液：改变电解质水平的检测

?温度：监测基础体温来预测周期

这些检测方法都需要一个模拟前端（AFE），以执行必要的测量。怀孕监视器为电池供电，所以，工作功耗和休眠电流是重要的考虑因素。怀孕监视器还包括了显示屏/存储怀孕历史的存储器/串行通信（如USB）/触摸屏或CapSense用户界面。


图1 怀孕监视器框图


图2 CY8C38系列简化的框图

PSoC3和PSoC5提供了一个可扩展的平台，它提供了所有必要的电路，用以提供可配置的，片上怀孕监视器，包括：

?高精度模拟前端，其中包括0.1％精

确的电压基准，和高达20 bits的分

辨率

?用于试纸光学测量的排序，和驱动LED的电路，以及阅读光电二极管的电路，以创建一个完整的光学测量系统

? LCD直接驱动和控制

?低功耗的工作和睡眠模式，满负荷工作电压最低为0.5V

? CapSense的完全集成

? FS USB

?片上EEPROM

PSoC3 具有独特的可配置模块阵列，是真正的系统级解决方案，能够通过单个芯片提供 MCU、存储器、模拟和数字外设功能。

CY8C38 系列提供了一种新型的信号采集、信号处理和控制方法，并具有高精度、高带宽和高灵活性等特点。其模拟功能涵盖了从热电偶信号（接近直流电压）到超声波信号的广泛信号范围。CY8C38系列可以处理数十个数据采集通道以及每个GPIO引脚上的模拟输入。CY8C38系列还是一个高性能的可配置数字系统，具有 USB、多主控I2C以及CAN等接口。除了通信接口之外，CY8C38系列还具有易于配置的逻辑阵列，至所有I/O引脚的灵活路由，以及高性能的单周期8051微处理器内核。通过分层式电路图设计输入工具 PSoC Creator，设计人员可以使用包含众多预建组件和布尔基元的资料库，轻松创建系统级设计。使用 CY8C38 系列不仅可以实现模拟和数字材料表的集成，而且只需通过简单的固件更新，即可轻松纳入新的设计变更。


图3 CY8C38 系列PSoC供电系统框图

CY8C38 系列特性

?单周期8051 CPU内核

?工作频率介于DC~67MHz之间

? 8x8乘法和除法指令

?闪速程序存储器，高达64kB，100 000次写循环，20年保留时间， 种安全特性

?高达8kB的ECC或配置闪存

?高达8kB的SRAM 存储器

?高达2kB的EEPROM存储器，1M次写循环，20年保留时间

? 24 通道 DMA，多层 AHB 总线访问

-可编程链式描述符和优先级

-支持高带宽32位传输

?低电压，超低功耗

?宽广的工作电压范围：0.5V~5.5V

?高效升压调节器（输入0.5V，输出 1.8V~5.0V）

?在3MHz下为0.8mA，在6MHz下为1.2mA，在48MHz下为6.6mA

?低功耗模式包括：

-1μA睡眠模式，提供实时时钟和欠压检测(LVD)中断

-200nA休眠模式， RAM保留数据

?通用I/O系统

? 28个~72个I/O（62个GPIO、8个SIO、2个USBIO）

?可从任意GPIO路由至任意数字或模拟外设

?任何GPIO都具有LCD直接驱动功能，能够驱动多达 46x16个段 (Segment)

?任何GPIO均提供CapSense支持

?1.2V~5.5V I/O接口电压，多达4个电压域

?任何引脚或端口都可设置成可接受独立的可屏蔽IRQ

?施密特触发器TTL输入

?所有GPIO均可配置为开漏高电平/低电平、上拉/下拉、High-Z或强输出

?在加电复位(POR)时可配置GPIO引脚的状态

? SIO具有25mA的灌电流能力

?数字外设

? 20个~24个基于PLD的可编程通用数字模块

? Full CAN 2.0b RX 缓冲区（16 个）和 TX 缓冲区（8 个）

?全速(FS)USB 2.0 12Mbps（采用内部振荡器）

?多达 4 个 16 位可配置定时器、计数器和 PWM 模块

?标准外设库

- 8、16、24 和 32 位定时器、计数

器和 PWM

- SPI、UART、I2C

-目录中列出的许多其他外设

?高级外设库

-循环冗余校验 (Cyclic Redundancy Check, CRC)

-伪随机序列 (Pseudo Random Sequence, PRS)发生器

- LIN总线2.0

-正交解码器

?模拟外设 (1.71V ≤ Vdda ≤ 5.5V)

? -40℃~+85℃ 时内部电压参考为1.024V±0.1%(14 ppm/℃)

图4 CY8C38系列典型应用电路图

?具有12位~20位分辨率的可配置

Delta-Sigma ADC

-采样率高达 192ksps

-可编程增益级：×0.25～×16

-12位模式，192ksps，70dB SNR，1位INL/DNL

-16位模式，48ksps，90dB SNR，1位INL/DNL

? 67MHz24位定点数字滤波器模块(DFB)，用于实现 FIR 和IIR 滤波器

?多达四个8位 8Msps IDAC 或 1Msps VDAC

?四个响应时间为75ns的电压比较器

?多达四个驱动能力为25mA的未赋 定运算放大器

?多达四个可配置的多功能模拟模块。配置示例包括 PGA、TIA、混频器，以及采样和保持 (Sample and Hold)

? CapSense支持

?编程、调试和跟踪

? JTAG（4线）接口，串行线调试(Serial Wire Debug, SWD)（2线）接口，以及单线浏览器 (Single Wire Viewer, SWV)接口

? 8个地址断点和1个数据断点

? 4kB的指令跟踪缓冲区

?支持通过I2C、SPI、UART、USB 以及其他接口进行引导加载程序编程

?高精度、可编程时钟

?涵盖整个温度和电压范围的 3MHz~62MHz内部振荡器

? 4MHz~33MHz晶振，能够实现晶振PPM精度

?内部PLL能够生成高达67MHz的时钟

? 32.768kHz监视晶振

?频率为1kHz、33kHz和100kHz的低功耗内部振荡器

?温度和封装

-为-40℃~+85℃工业级温度

- 48引脚SSOP、48引脚QFN、68引脚QFN以及100引脚TQFP封装可供选择

CY8CKIT-001 PSoC开发板

CY8CKIT- 001 PSoC开发工具包提供了一个共同的开发平台，可以使用PSoC1，PSoC3，或PSoC 5架构中的任何一个，进行原型开发，并评估不同的解决方案。套件提供了几个示例项目，根据一步一步的指开发PSoC解决方案。本套件中包含了PSoC CY8C28，CY8C38，和CY8C55系列处理器模块。 CY8CKIT- 001 PSoC开发工具套件支持整个PSoC1，PSoC3和PSoC 5架构。

CY8CKIT-001 PSoC开发板包括

? PSoC开发板等