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#author("2018-12-10T09:33:10+00:00","","")
#freeze
#author("2020-05-30T16:39:46+00:00","kitagawa","kitagawa")
[[&ref(home.gif);:http://jaco.ec.t.kanazawa-u.ac.jp/kitagawa/]]
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Visitor No. &counter(total);
Cypress Semiconductor社PSoC Creator (PSoC3, PSoC5) 関連のメモです。
短縮URL https://bit.ly/2QWLHid
Cypress Semiconductor社PSoC Creator 関連のメモです。ここでは、主にPSoC4を使用しますが、PSoC3, PSoC5でも同じです。
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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SAR 1個だけである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32kB, DMA, I2C/SPI/UART4個, CAN2個, LCD, 12bit-ADC, プログラマブルロジック
ADCがSAR 1個だけであることを除くと低消費電力で使いやすい。BluetoothLE搭載版もある。
|CY8C4000系|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系|クロック24MHz, フラッシュ32kB, I2C/SPI/UART2個, LCD, 12bit-ADC|
|CY8C4200系|クロック48MHz, フラッシュ32kB, DMA, I2C/SPI/UART4個, CAN2個, LCD, 12bit-ADC, プログラマブルロジック|
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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
***低消費電力モード [#had8f8ce]
PSoCでは、チップ全体の電力モードの他に、各回路モジュール毎の電源ON/OFFをプログラムで個別に切り替えることができる。全体の電源モードは、5段階用意されているが、定期的に動作させてデータを取得する場合は、スリープまたはディープスリープが使用できる。外部からの何らかのイベントで動作させる場合には、ハイバネートかストップが有用。ここでは、PSoC 4 の電力モードについて、データシートをまとめておく。
|モード|消費電力|アクティブへの復帰方法|
|アクティブ|1.3mA - 14mA|-|
|スリープ|1.0mA - 3mA|任意の割り込み|
|ディープスリープ|1.3uA - 15uA|GPIO, WDTタイマー, I2C, コンパレータ, 外部リセットピン|
|ハイバネート|150nA - 1uA|GPIO, コンパレータ, 外部リセットピン|
|ストップ|20nA - 80nA|Wakeupピン, 外部リセットピン|
***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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***スイッチとLED（開発の流れ） [#ic8f5d07]
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。
***GPIO（PSoC Creatorの基本操作） [#q60fc28b]
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 SSOP版あたりも使いやすい。
-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
--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の配線アイコンをクリックしてから、回路図上で配線を行う
#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
---HW connection: プログラム制御の場合チェック無し、回路制御の場合チェック有り
---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）
---Analog 入力と出力の場合は、原則としてHigh impedance analog を選択する
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、
PSoC Creatorのデバッグ機能は、非常に便利で、回路基板上でレジスタ、変数の変化を簡単に把握できる。
--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();
// Software delay loop (ms)
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。複数トークンを含む場合の受信処理は、ADCとIDACの項を参照。
PCや無線モジュールとの標準的な接続方法の例。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。複数トークンを含む場合の受信処理は、ADCとIDACの項を参照。写真は、PCとの接続テストに使用した USB-Serial変換モジュール（スイッチサイエンス FTDI USBシリアル変換アダプター Rev.2）。
#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。
--UARTには下記の3種類の実装方法がある。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
--UARTポートから文字列を受信し、Received Data = に続けてエコーさせる例。
--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、バッファにデータが無いときに、NULL (0x00)を返すので、CRを検出するまで、NULLは読み飛ばしている。
---ヒント：1回のRXバッファ読み出しで、全データを読み出せるとは限らないため、CRを検出するまでNULLを読み飛ばす必要がある。また、読み出し用文字配列は、前回のデータを消すためNULLで初期化する。
--FTDT USB-Serial変換器を接続した状態では、PSoCの書き込み時にエラーが発生することがあるので、変換器を外してから書き込む。
---ヒント：1回のRXバッファ読み出しまでに、全データを受信しているとは限らないため、CRを検出するまでNULLデータは読み飛ばす必要がある。また、読み出し用文字配列は、前回のデータを消すためNULLで初期化する必要がある。
--FTDT USB-Serial変換器を接続した状態では、PSoCの書き込み時にエラーが発生することがあるので、USB-Serial変換器を外してから書き込む。
#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;
uint8 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();
}
// NULL termination
strData[strlen(strData)] = '\0';
// Clear RX buffer and RX FIFO
UART_1_SpiUartClearRxBuffer();
// Echo of RX data
UART_1_UartPutString("Received Data = ");
UART_1_UartPutString(strData);
UART_1_UartPutString("\r\n");
}
}
}
----
//
// ADCとIDAC------------------------------------------------------------------------------------------------
//
***ADCとIDAC [#na389981]
IDAC(Current Digital to Analog Converter)から出力した電圧をADC(SAR Analog to Digital Converter)で測定する例。IDACは、電流出力のため、出力端子に接続した抵抗によって、出力電圧レンジが決定される。
- アナログ回路を使用するため、VDDAにアナログ電源(3.3V)を供給する。この事例では、ADCのリファレンス電圧にVDDAを使用しているため、VDDAの精度に注意が必要。
- ADCの入力にバッファ（ボルテージフォロワ）を接続した場合と、しない場合を比較するために、IDACの出力をジャンパーを介して2ポートのADCに接続する。
- IDACの出力電圧の設定とADC結果の読み出しのためにUARTを使用する。PC等から、DAC 3.3 のようにコマンドを送信して、IDACの出力電圧を設定する。PSoCは、約1秒ごとに、ADCでサンプリングを行い、UARTに送信する。ただし、この例では、サンプリングをソフトウエアトリガで行っているため、サンプリング周期は正確ではない。
-- DAC 以外のコマンドを送ると、Unknownと表示され、IDACの出力は更新されないようにする。
- IDACは、8bit 電流DACであり、LSB = 1.2mA または 2.4mAから選択する。
-- LSB = 1.2uA とすると、I = 1.2uA * Digital, V = R * I = 1.2u * R * Digital
-- R = 10kohm とすると、V = 0.012 * Digital (V), 最大値 = 0.012 * 256 = 3.06V
#ref(adc.png,,70%)
- Component Catalog から以下の部品を選んで配置する。
-- Analog - ADC - Sequencing SAR ADC 1個
-- Analog - Amplifiers - Opamp 1個
-- Analog - DAC -Current DAC 1個
-- Communications - UART (SCB mode) 1個
-- Ports and Pins - Analog Pin 3個
-- Ports and Pins - Digital Input Pin 1個
-- Ports and Pins - Digital Output Pin 1個
#ref(adc_01.png,,70%)
- 各コンポーネントを下記のように設定。
#ref(adc_02.png,,60%)
-- Sample mode を Hardware trigger に設定
--- 一定周期で連続サンプリングを行う場合は Free running, 1サンプリングする場合は Hardware trigger を選択。プログラムでトリガをかける場合も、Hardware trigger を選択。
-- ここでは、Input range = VDDA（3.3Vを想定）、Single ended negative input = VSS (0V)
--- この設定では、VSS(0V) から VDDA(3.3V)が入力電圧範囲となる。
--- Single ended result format = Signed しか選べない (選択欄がグレーになってUnsignedは選択できない)。従って、Single ended negative input を 0V に設定すると、 0 - 3.3V が、12bitの正値(0 - 2047)に変換され、11bit相当の Resolution となる。
--- 上記の設定では、V = (3.3V/2017) * Digital = 0.0016121 * Digital で電圧が計算できる（LSB = 3.3/2017 = 1.6121mV）。
-- Samples averaged = 8 としたので、8回サンプリングした平均値または加算値が出力される。
-- Averaging mode = Fixed Resolution にすると、Samples averagedで設定したサンプリング数のデータが平均され、Accumulate にすると累算される。
#ref(adc_03.png,,60%)
-- Sequenced channel でADCの入力ポート数を変更できる。
--- 回路図に示されているようにADCの入力に、アナログマルチプレクサが接続されており、多チャンネルの測定が可能になっている。1個のADCで複数チャネルを順次測定するため、チャネル間の同期はできない。
-- Mode欄で、入力をシングルまたは差動に設定できる。
-- Acquisition times で、チャネル毎にサンプル&ホールド回路(S/H)にかける時間数（クロック数）を設定できる。
--- 出力インピーダンス大きい信号源の場合は、S/H回路でサンプリングするために時間がかかるので Acquisition times を長めに設定する。
#ref(adc_04.png,,60%)
-- Mode を Follower にすると、オペアンプがボルテージフォロワの結線となる。PSoC 4 にはパッシブ素子は含まれていないので、OpAmpモードの場合は、外付け部品が必要となる。
#ref(adc_05.png,,60%)
-- 以下の設定は、UARTの項で説明したのと同じ。
#ref(adc_06.png,,60%)
#ref(adc_07.png,,60%)
#ref(adc_08.png,,60%)
- main.c の記述
-- UARTから"DAC 1.0"のような文字列(strData)を受信すると、スペースの前後に分けて、コマンド(cmd)とパラメータ(par)に代入する。
--- 注意：文字列strDataをstrtokで分解すると、strDataのポインタが移動するので、次回の受信のために、strData, cmd, parの合計長さ分だけ初期化する。
--- UartGetChar()関数は、文字列をNULL終端しないので、自分でNULL終端しておく。
-- ADCの結果を、そのチャネルの入力設定を用いて電圧値に変換する関数 CountsTo_Volts(チャネル番号, ADCデータ)が用意されている。
#include "project.h"
#include "stdlib.h"
#include "stdio.h"
int main(void)
{
CyGlobalIntEnable; /* Enable global interrupts. */
// Initiallization of UART module
UART_1_Start();
UART_1_UartPutString("ADC and DAC example with PSoC\r\n");
uint32 rxData;
int8 ptr;
char strData[] = "\0";
char *cmd = "\0";
char *para = "\0";
// IDAC valiables
uint32 dacData = 0u;
float32 vout = 0.0;
// ADC valiables
int16 adcData[2];
// float32 vin[2];
char adchex_0[6], adchex_1[6]; // 0x + 12bit + EOS
// char adcv_0[16], adcv_1[16];
// Initiallization of ADC, OPA, IDAC
ADC_SAR_Seq_1_Start();
Opamp_1_Start();
IDAC_1_Start();
IDAC_1_SetValue(dacData);
for(;;)
{
// Checking command buffer and IDAC output
rxData = UART_1_UartGetChar();
if(rxData) {
memset(strData, '\0', strlen(strData) + strlen(cmd) + strlen(para));
ptr = 0;
// Read until CR delimiter from RX buffer
while(rxData != 0x0d) {
if(rxData != 0x00) {
strData[ptr] = rxData;
ptr++;
}
rxData = UART_1_UartGetChar();
}
// NULL termination
strData[strlen(strData)] = '\0';
// Clear RX buffer and RX FIFO
UART_1_SpiUartClearRxBuffer();
// Detection of command and parameter token
cmd = strtok(strData, " ");
para = strtok(NULL, " ");
// Decode of command
if(!strcmp(cmd, "DAC") || !strcmp(cmd, "dac")) {
// Calculation of digital input of DAC
vout = strtof(para, NULL);
if(vout > 3.06) vout = 3.06; // Over range
else if(vout < 0) vout = 0.0; // Under range
dacData = (uint32)vout/0.012; // LSB = 12mV
// Echo to UART
UART_1_UartPutString(" DAC: ");
UART_1_UartPutString(cmd);
UART_1_UartPutString(" ");
UART_1_UartPutString(para);
UART_1_UartPutString(" \r\n");
// Output from IDAC
IDAC_1_SetValue(dacData);
// Software delay (ms) from DAC output to ADC start
CyDelay(1u);
}
// Message for the unknown command
else UART_1_UartPutString("Unknown command\r\n");
}
// ADC aquisiotion
ADC_SAR_Seq_1_StartConvert(); // Trigger
ADC_SAR_Seq_1_IsEndConversion(ADC_SAR_Seq_1_WAIT_FOR_RESULT); // Waiting
// Getting the adc results
adcData[0] = ADC_SAR_Seq_1_GetResult16(0);
adcData[1] = ADC_SAR_Seq_1_GetResult16(1);
// Conversion to voltage
// vin[0] = ADC_SAR_Seq_1_CountsTo_Volts(0, ADC_SAR_Seq_1_GetResult16(0));
// vin[1] = ADC_SAR_Seq_1_CountsTo_Volts(1, ADC_SAR_Seq_1_GetResult16(1));
// Sending ADC results to UART
snprintf(adchex_0, 6, "%#x", adcData[0]);
snprintf(adchex_1, 6, "%#x", adcData[1]);
// snprintf(adcv_0, 16, "%f", vin[0]);
// snprintf(adcv_1, 16, "%f", vin[1]);
UART_1_UartPutString("ADC1: ");
UART_1_UartPutString(adchex_0);
// UART_1_UartPutString(" ");
// UART_1_UartPutString(adcv_0);
UART_1_UartPutString(" ");
UART_1_UartPutString("ADC2: ");
UART_1_UartPutString(adchex_1);
// UART_1_UartPutString(" ");
// UART_1_UartPutString(adcv_1);
UART_1_UartPutString("\r\n");
// Software delay (ms) until next aquisiotion
CyDelay(1000u);
}
}
----
//
// 割り込みとスリープ------------------------------------------------------------------------------------------------
// GPIO割り込みとスリープ------------------------------------------------------------------------------------
//
***割り込みとスリープ [#je66ab26]
***GPIO割り込みとディープスリープ [#z9447da4]
GPIOピンにつないだスイッチによる、ディープスリープモード（または他の低消費電力モード）からの復帰の例。動作確認用にLEDを接続する。
#ref(int.jpg,,10%)
#ref(int.png,,70%)
- Component Catalogより、Ports and Pins - Digital Input Pin, System - Interrupt, Ports and Pins - Digital Output Pin を各1個配置。配線は後で行う。
#ref(int_01.png,,60%)
- 各コンポーネントを下記のように設定。
- Digital Input Pin の設定を行うと、irq端子が現れるので、isr_1 と接続する。
#ref(int_02.png,,60%)
#ref(int_03.png,,60%)
#ref(int_04.png,,60%)
#ref(int_05.png,,60%)
- Workspace Explorer の Interrupts をダブルクリックし、Priority を設定。
-- これにより、割り込みの優先度が決まる（値が小さい方が優先）。ここでは、割り込み要因が1個しかないので、0 - 3 のどれでもよい。
#ref(int_06.png,,60%)
- main.c の記述
-- SW_Pinによる割り込み isr_1 とグローバル割り込みを有効にしてから、一旦、CySysPmDeepSleep()命令によりディープスリープモードに遷移する。
-- SW_Pinによる割り込みが発生すると、ISR (Interrupt Service Routine) は、割り込み状態フラグを解除して終了する。割り込みによりディープスリープからウエイクアップするため、CySysPmDeepSleep()命令以降の処理が実行され、その後、再びディープスリープモードに戻る。
#include "project.h"
// GPIO interrupt service routine
CY_ISR(sw_isr_led){
// Clear pin interrupt
SW_Pin_ClearInterrupt();
}
int main(void)
{
// Assign the interrupt ve ctor
isr_1_StartEx(sw_isr_led);
CyGlobalIntEnable; /* Enable global interrupts. */
for(;;)
{
// Transition to deep sleep mode or sleep mode
// CySysPmSleep();
CySysPmDeepSleep();
// Wakeup components
// _Start(); _Wakeup();
// Main process
LED_Pin_Write(1);
CyDelay(100u);
LED_Pin_Write(0);
// Sleep components (store the state before sleep)
// _Stop(); _Sleep();
}
}
----
//
// WDT（タイマー）割り込みとディープスリープ------------------------------------------------------------------------------------
//
***WDT（タイマー）割り込みとディープスリープ [#c2ba416a]
WDT (Watchdog Timer)によるディープスリープモード（またはスリープモード）からの復帰の例。回路は、GPIO割り込みの例と同じ。ディープスリープモードでは、ILO (Internal Low Speed Oscillator) は動作しているので、ILOを使ってWDTによりカウントを行い、WDT割り込みによりウエークアップ（アクティブモードに復帰）する。アクティブモードでの処理を終えると、再びディープスリープモードに遷移し、割り込みが発生するのを待つ。
#ref(int.png,,80%)
- Component Catalogより、System - Global Signal Reference を選んで、回路図に配置。勝手に、isr_1（Interruptモジュール）が付いてくる。
- LEDの点灯で動作を確認するため、Ports and Pins - Digital Output Pin も配置。
#ref(wdt_01.png,,60%)
- Global Signal Reference, isr_1, Digital Output Pinを下記のように設定。
-- Global Signal Reference の Global Signal Name として、Watch Dog Timer interrupt を選択。
-- isr_1 の Interrupt Type は、DERIVED を選択。
--- Interrupt Typeでは、割り込みのソースに対して、レベルトリガー割り込みとエッジトリガー割り込みを選択できる。特に選択する必要が無ければ、DERIVED にしておくとソースの種類に応じて設定される。
#ref(wdt_02.png,,60%)
#ref(wdt_03.png,,60%)
#ref(wdt_04.png,,60%)
- Workspace Explorer の Interrupts をダブルクリックし、Priority を設定。
-- これにより、割り込みの優先度が決まる（値が小さい方が優先）。ここでは、割り込み要因が1個しかないので、0 - 3 のどれでもよい。
#ref(wdt_06.png,,60%)
- Workspace Explorer の Clocks をダブルクリックし、クロックソースの設定リストから、ILO の行をダブルクリック。
- Configure System Clocks ウインドウが開くので、Timer(WDT) ISR欄で、User Provided を選択。こちらを選択しないと、ISR（割り込みサービスルーチン）が作成できない。
#ref(wdt_07.png,,60%)
#ref(wdt_08.png,,50%)
- main.c の記述
-- WDT_INTERVAL にWDT(Watchdog Timer) に タイマー設定時間(ms)を設定、ILO_FREQ に ILO のクロック周波数(kHz)を設定する。
--- ILOは、ディープスリープモードでも動作し続ける。ILO の周波数は、説明書に、32kHz（周期T = 31.25us）と書かれているが、実際はやや高周波側にずれているようだ。
--- WDTのカウンターは、16bit (65,536カウント) なので、T = 31.25us とすると、最大のタイマー設定時間は、31.25 * 65536 = 2.048s になる。ここでは、ILO_FREQ * WDT_INTERVAL = 32kHz * 1000ms = 32,000カウントで割り込みするようWDTに設定している。
-- SLEEP_INTERVAL に、ウエークアップする周期(s)を設定する。
--- WDT は、約2秒までしかカウントできないので、SLEEP_INTERVALに設定した時間を超えるまで、ウエークアップ後の処理を実行せず、Deep sleep に戻る。
-- WDTによる割り込み isr_1 、グローバル割り込みを有効にしてから、一旦、CySysPmDeepSleep()命令によりディープスリープモードに遷移する。
-- WDTによる割り込みが発生すると、ISR (Interrupt Service Routine) は、割り込みフラグを解除して終了する。WDT割り込みによりディープスリープからウエイクアップするため、CySysPmDeepSleep()命令以降の処理が実行され、その後、再びディープスリープモードに戻る。
#include "project.h"
#define WDT_INTERVAL 1000 // (ms)
#define ILO_FREQ 32 // (kHz)
#define SLEEP_INTERVAL 5 // (s) for long interval over 2000ms
// WDT interrupt service routine
CY_ISR(wdt_isr_led){
// Clear interrupt flag to enable next interrupt
CySysWdtClearInterrupt(CY_SYS_WDT_COUNTER0_INT);
}
int main(void)
{
int16 sleep_time = 0; // Counter for the sleep interval
// Initiallization of WDT
// Counter 0 of Watchdog time generates peridically interrupt to wakeup system
CySysWdtWriteMode(CY_SYS_WDT_COUNTER0, CY_SYS_WDT_MODE_INT);
// Set interval as desired value
CySysWdtWriteMatch(CY_SYS_WDT_COUNTER0, ((uint32)(WDT_INTERVAL * ILO_FREQ)));
// clear counter on match event
CySysWdtWriteClearOnMatch(CY_SYS_WDT_COUNTER0, 1u);
// Enable watchdog
// enable the counter 0
CySysWdtEnable(CY_SYS_WDT_COUNTER0_MASK);
// check if counter 0 is enabled, otherwise keep looping here
while(!CySysWdtReadEnabledStatus(CY_SYS_WDT_COUNTER0));
// Assign the interrupt vector
isr_1_StartEx(wdt_isr_led);
CyGlobalIntEnable; /* Enable global interrupts. */
for(;;)
{
// Clear watchdog counter before deep sleep
CySysWdtResetCounters(CY_SYS_WDT_COUNTER0_RESET);
// reset watchdog counter requires several LFCLK cycles to take effect
CyDelayUs(150u);
// Transition to deep sleep mode or sleep mode
CySysPmDeepSleep();
if (sleep_time < SLEEP_INTERVAL) sleep_time++;
else {
// Wakeup components
// _Start(); _Wakeup();
// Main process
LED_Pin_Write(1);
CyDelay(100u);
LED_Pin_Write(0);
// Sleep components (store the state before sleep)
// _Stop(); _Sleep();
sleep_time = 0; // Reset counter
}
}
}
----
//
// snprintf によるfloat - ASCII 変換-------------------------------------------------------------------------
//
***snprintf による float - ASCII 変換 [#tb1d2552]
PSoC Creator の snprintf, sprintf では、%f の処理ができないらしい（整数については問題なし）。以下のように対処する。snprintf の使用例は、ADCとIDACの項で紹介。
[参考] sprintf では、変換後の最大文字数を指定できないため、snprintfを使用したほうが安全。
- 下記のディレクティブをmain.cに追加 [UARTデータシートを参照]。
-- floatを扱うライブラリが追加される。
- Workspace Explorer の Systemをダブルクリック。
-- Heep Size を 0xffに変更してビルド。
--- デフォルトのヒープサイズ(0x80)では暴走するようなので、少し増やしてみる。ヒープ領域が大きいとPSoCのメモリが消費されるが、少ないと暴走するので、サイズの設定は状況に合わせて検討が必要。
/* Add an explicit reference to the floating point printf library to allow the usage of floating point conversion specifier */
#if defined (__GNUC__)
asm (".global _printf_float");
#endif
~
#ref(printf.png,,70%)
![[PukiWiki]](image/kanazawa_univ_2.jpg "[PukiWiki]")
