#author("2018-12-03T22:44:03+00:00","","")
[[&ref(home.gif);:http://jaco.ec.t.kanazawa-u.ac.jp/kitagawa/]]
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Cypress Semiconductor社PSoC Creator (PSoC3以上) 関連のメモです。
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*目次 [#k218fc8f]
#contents();
*コメント欄 [#d1b3049c]
#pcomment(reply);
*メモ [#z5b56d96]
***PSoC4ファミリー(ARM Cortex-M0版PSoC)の選択 [#def158c5]
ADCが弱いことを除くと低消費電力で使いやすい。4200にはBluetoothLE版もある。
-CY8C4000ファミリ：クロック16MHz, フラッシュ16kB, シリアルポートはI2Cのみ（送信用ソフトウエアUARTはあり）
-CY8C4100ファミリ：クロック24MHz, フラッシュ32kB, I2C/SPI/UART2個, LCD, 12bit-ADC
-CY8C4200ファミリ：クロック48MHz, フラッシュ128kB, DMA, I2C/SPI/UART4個, CAN2個, LCD, 12bit-ADC
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// 予備知識------------------------------------------------------------------------------------------------
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***電源構成 [#dcfb22cc]
VDDD, VDDA, VDDR, VCCDなどいろいろあって忘れそうなのでデータシートを要約。
#ref(power_supply.png)
-電源電圧は、1.8-5.5V
--Bluetoth LE搭載ファミリは、1.9-5.5V（1.9V以下でも動作するが、BLEは停止）
-内部LDOはデフォルトで有効
--無効にした場合は、VDD1.71-1.89V、VCCDとVDDDをショートする
***MiniProg3の接続 [#e1433a2c]
純正の書き込み器MiniProg3によるPSoC生チップのプログラムに関する覚え書き。もっとも、MiniProg3は値段が高いので、マニアには敬遠されているらしい。PSoC Programmerを起動して、Utilitiesタブからファームウエアをアップデートしておく（古いファームウエアだと、Power Cycleモードが使用できないと聞いている）。
#ref(HSSP.png)
-プログラムとデバッグにSWD(ARM Serial Wire Debug)を利用する
-どのポートがSWDかは、データシートでSWDを検索する
-SWDポートは汎用IOと共有なので、プログラム専用にするとSWD_IO, SWD_CLKを割り当てた2ポート分の汎用IOが使えなくなることに注意
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// 基本操作------------------------------------------------------------------------------------------------
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***開発の流れ（スイッチとLED） [#pca22e61]
学部生、卒研生向け、プログラムとデバックの手順解説。ここでは、CY8CKIT-142 PSoC4 BLEモジュール（CY8C4247LQI-BL483搭載、技適認証済み）を使用しましたが、BLEを使わないなら PSoC4 CY8C4245あたりでも。
-PSoC外部の回路製作
--下図のようなタクトスイッチを押すとLEDが点灯する回路例を考える。電源VDDDは、MiniProg3から供給(VTARG)する。
#ref(led_sw.png)
-PSoC内部の回路設計
--PSoC Creatorを起動
--File - New - Project...
---Taget device = PSoC4, PSoC4200BLE (使用するデバイスに合わせて) - Nextボタン
--Empty schematic - Nextボタン
---Workspace name, Location, Peoject nameを適当に設定 - Finishボタン
--右欄のComponent Catalog - Cypressタブ - Ports and Pins - Digital Input Pin と Digital Output Pin をドラッグして各1個づつ回路図シート(TopDesign.cysch)に配置
---Componentを選んでComponent Catalog下のOpen datasheetの文字をクリックまたは配置した部品を右クリックして、ポップアップメニューから Open Datasheet... を選ぶと、選んだComponentのデータシートが表示され、Find Code Example...を選ぶとプログラム例のリストが表示される
--ここでは内部回路を作成しないので配線を行う必要はないが、回路の配線が必要な場合は、回路図欄左端のツールボックスで
#ref(pin_01s.png)
--回路図に配置したPinのシンボルをダブルクリックして、下記のように設定 - OKボタン
---HW connection: プログラム制御の場合チェック無し、回路制御の場合☑有り
---Drive mode: 出力回路の設定。スイッチ入力の場合はResistive pull up (押さないときHighとする)、LED点灯の場合はStrong
---Initial drive state（初期状態のHigh, Lowに合わせる）
入力ピン
&ref(pin_input.png,,50%);
出力ピン
&ref(pin_output.png,,50%);
--左欄のWorkspace Explorer - Sourceタブ - Design Wide Resource - Pins をダブルクリック
--右欄のPin_1, Pin_2 をピンアサイン図(Design01.cydwr)のポートP2[2], P2[3]にそれぞれドラッグするか、右欄のPort列のドロップダウンリストから、割り当て先のポートP2[2], P2[3]を選択する
#ref(pin_02s.png)
-プログラムの作成
--左欄のWorkspace Explorer - Sourceタブ - Source Files - main.c をダブルクリック
--下図のようにmain.cのプログラムを入力
---通常、無限ループ for(;;) の上には、電源投入時の初期化処理のコードを入力し、for(;;)ループの中に通常のプログラムを入力する
---CyGlobalIntEnable; では、CPUへの割り込みを許可している（このプログラムでは割り込みを使用しないので、無くてもよい）
---Pin_2_Write(!Pin_1_Read()); では、Pin_1の状態(H or L)を読み取り、Pin_1の否定をPin_2に出力している
--ツールバーの Build ボタンをクリックして、プログラムをビルドする
#ref(pin_03s.png,,60%)
-プログラムの書き込み
--MiniProg3を回路基板のピンヘッダに挿す
--メニューより、Debug - Select target and program...
--MiniProg3を選択
---Port Settingボタンをクリックし下図のように設定して、OKボタンをクリック
--PSoC 4200 BLE CY8C4247LQ*-BL483（ターゲットのデバイス）を選択して、OK/Connectボタンをクリック
---しばらく待つと書き込みが始まる
#ref(program_port.png,,70%)
--MiniProg3から電源供給されているので、MiniProg3を挿したままで動作確認を行う
-デバッグ
PSoC Creatorのデバッグ機能は、非常に便利で、プログラム、動作確認、
--ツールバーの Debugボタンをクリックすると、プログラムの書き込みが行われ、続いてデバッグモードになる
#ref(debug_01zs.png,,75%)
--プログラムコードが表示されているウインドウ左側のグレーの列をクリック
---プログラムの行に赤丸が付いて、ブレークポイント（プログラムを一旦停止させる場所）が設定される
--Step Overボタンをクリックして、関数毎にプログラムを実行して動作を確認する
---Step Into で、関数内部に入り、Step Out で関数の実行前に戻る
---タクトスイッチを押しながら Step OverボタンをクリックするとLEDが点灯する
#ref(debug_03zs.png,,75%)
--Stop Debuggingボタンで、デバッグモードを一旦終了し、上図のようにプログラムを追加（例として変数の内容を確認してみる）
--再度、Debugボタンをクリックし、動作を確認する
--下の方の Localsタブをクリックすると、変数 x の値が表示される
---Step Overボタンをクリックすると、xの値がインクリメントされることが確認できる
---Registersタブをクリックすると、各種レジスタの内容が表示される
---注意：変数に値を代入しても、値がプログラム中で使用されない場合は、Localsに変数が表示されない
//
// LCDと電源制御------------------------------------------------------------------------------------------------
//
***I2C LCDと電源制御 [#u9c0fd1b]
小型キャラクタ液晶ディスプレイの使用例。3.3V動作、I2C接続の Xiamen Zettler Electronics社 AQM0802A-RN-GBW を使用。秋月でピッチ変換キット(AE-AQM0802)が販売されている。また、電源制御例を示す。LCDは低消費電力だが、1mA程度消費するので、小容量バッテリーや環境エネルギー駆動の場合、スイッチを押したときだけ表示し、しばらく表示したら電源を切る。電源は、PSoCのGNDとは分離されたCGNDラインに接続し、CGNDをPSoCのIO（オープンドレイン）でON/OFFする。VDDはON/OFFせず、パスコンに充電した状態を保つ。
#ref(lcd.jpg,,60%)
#ref(lcd_pwr.png)
-I2C (SCB mode), Character LCD with I2C interface, Digital Bidirectional Pin 2個, Digital Input Pin, Digital Output Pin を配置する。I2Cの設定を Show I2C terminals に設定してからI2CモジュールとDigital Bidirectional Pin の配線を行う。
#ref(lcd_01.png,,70%)
-I2Cの設定
--PSoCをマスター、LCDをスレーブとする。
#ref(lcd_02.png,,70%)
#ref(lcd_03.png,,70%)
-I2C_LCDの設定
--LCDのスレーブアドレスは、0x7C（データシートで要確認）
--基本コマンドはデフォルトで設定されているので、カスタムコマンドを追加する。
---ContrastSetのCMD byte 2 = 0x70 の1桁目(0)を変更すると、コントラストが変えられる。
#ref(lcd_04.png,,70%)
#ref(lcd_05.png,,70%)
-Digital Bidirectional Pinの設定（I2C_SCL, I2C_SDA）
--外付けプルアップ抵抗を使用しない場合は、PSoCのピン設定を Resistive pull up にする。外付けプルアップ抵抗（LCDモジュール変換基板に搭載）を使用する場合は、Open drain, drives low にする。
#ref(lcd_06.png,,70%)
#ref(lcd_07.png,,70%)
-Digital Output Pin, Digital Input Pinの設定（CGND_1, SW_IN_1）
--CGND_1は、Open drain, drives low（出力がLowでない時は、オープンとなり電流が流れない）。
--SW-IN_1は、Resistive pull up（スイッチを押さないときはHigh、スイッチを押すとLow）。
#ref(lcd_08.png,,70%)
#ref(lcd_09.png,,70%)
-main.cの記述
--SW_IN_1_Read()でスイッチを読み取り、LowだったらCGND_1をLowにしてLCDの電源を入れる。
--LCDの初期化、カーソル位置設定、文字の出力を行い、一定時間待ってから、CGND_1をHighにしてLCDの電源を切る。
#include "project.h"
void I2C_LCD_Init(void) {
CyDelay(40u); //40ms waiting
I2C_LCD_1_FunctionSet_Nor();
I2C_LCD_1_ReturnHome();
I2C_LCD_1_FunctionSet_Ext();
I2C_LCD_1_InternalOscFrq();
I2C_LCD_1_ContrastSet();
I2C_LCD_1_PwrIconContrast();
I2C_LCD_1_FollowerCtrl();
CyDelay(200u); //200ms waiting
I2C_LCD_1_FunctionSet_Nor();
I2C_LCD_1_DisplayOn();
I2C_LCD_1_Clear();
I2C_LCD_1_EntryModeSet();
//I2C_LCD_1_WriteControl(0x0fu); //Disp:On Cursor:On Position:On
}
void I2C_LCD_Location(uint8 row, uint8 column) {
if(row == 0){
I2C_LCD_1_SetDDRAM(0x80u + column);
}else{
I2C_LCD_1_SetDDRAM(0xC0u + column);
}
}
int main(void)
{
CyGlobalIntEnable; /* Enable global interrupts. */
// LCD CGND = Low
CGND_1_Write(0);
// Initiallization of I2C and LCD
I2C_1_Start();
I2C_LCD_1_Start();
for(;;)
{
// LCD CGND = Low
if(!SW_IN_1_Read()) {
CGND_1_Write(0);
I2C_LCD_Init();
CyDelay(100u);
// LCD output
I2C_LCD_Location(0u,0u);
I2C_LCD_1_PrintString("Enjoy,");
CyDelay(1000u);
I2C_LCD_Location(1u,0u);
I2C_LCD_1_PrintString("PSoC4!");
CyDelay(1000u);
I2C_LCD_1_Clear();
CyDelay(1000u);
// LCD CGND = High
CGND_1_Write(1);
}
}
}
//
// UART------------------------------------------------------------------------------------------------
//
***UART [#wd72373a]
PCや無線モジュールとの標準的な接続方法の例。写真は、PCとの接続に使用したUSB-Serial変換モジュール。TXとRXは互いにクロスさせることに注意。プルアップ抵抗は、PSoCの入出力ピンで設定することもできるが、外部抵抗の使用が推奨されている。
#ref(uart.jpg,,40%)
#ref(uart.png)
-UART(SCB mode)を配置し、rx_inにDigital Input Pin, tx_outにDigital Output Pin を配線接続する
--UARTには下記の3種類がある。UART (SCB mode)は、ハードウエアリソースを消費しないが、ピン配置に制約がある。
---Software Transmit UART: CPUを使って実行する。送信専用。
---UART (SCB mode): SCB（シリアル通信用ハードウエア）で実装する。
---UART:UDB（汎用ディジタルブロック）を使って実装する。
#ref(uart_01.png,,70%)
-UART(SCB mode)の設定
--ここでは、Baud rate = 115200bps, Oversampling = 8 に設定。クロック周波数との関係により、実際の通信速度には、誤差が発生するので、誤差が 2.5% より小さくなるように、適当なOversamplingを設定する。実際の通信速度は、Applyボタンをクリックすると、Baud rateの右側に表示される。
#ref(uart_02.png,,70%)
#ref(uart_03.png,,70%)
#ref(uart_04.png,,70%)
-入出力ピンの設定
--外付けのプルアップ抵抗を想定し、ここではプルアップしない。
#ref(uart_05.png,,70%)
#ref(uart_06.png,,70%)
-main.cの記述
--受信した文字列を、Received Data = に続けてエコーさせる例。受信した文字列(strData)をスペース等に分割して、コマンドとパラメータを受け取る場合に使用できる。
--ここでは、受信デリミタとして、CR (0x0d)を使用し、送信には、CR+LF (0x0d, 0x0a)を使用している。
--UartGetChar()は、エラーまたはバッファにデータが無いときに、NULL (0x00)を返すので、NULLは読み飛ばしている。
#include "project.h"
int main(void)
{
CyGlobalIntEnable; /* Enable global interrupts. */
// Initiallization of UART module
UART_1_Start();
UART_1_UartPutString("UART with PSoC \r\n");
uint32 rxData;
int8 ptr;
char strData[] = "";
for(;;)
{
// Checking ASCII char in RX buffer
// If you need to check non-ASCII code, use UartGetByte()
rxData = UART_1_UartGetChar();
if(rxData) {
memset(strData, '\0', strlen(strData));
ptr = 0;
// Read until CR delimiter
while(rxData != 0x0d) {
if(rxData != 0x00) {
strData[ptr] = rxData;
ptr++;
}
rxData = UART_1_UartGetChar();
}
// Echo of RX data
UART_1_UartPutString("Received Data = ");
UART_1_UartPutString(strData);
UART_1_UartPutString("\r\n");
// Clear RX buffer and RX FIFO
UART_1_SpiUartClearRxBuffer();
}
}
}
//
// ADC------------------------------------------------------------------------------------------------
//
***ADC [#y67abb45]
![[PukiWiki]](image/kanazawa_univ_2.jpg "[PukiWiki]")
