基于PSoC片上系統(tǒng)的雨滴檢測(cè)器設(shè)計(jì)

【摘 要】本文采用PSoC片上系統(tǒng)芯片，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水、雨滴等液體的檢測(cè)器設(shè)計(jì)，可用在無(wú)人職守的機(jī)房、賓館高樓的門(mén)窗以及各種貨場(chǎng)等的自動(dòng)控制。它將對(duì)水滴信號(hào)的放大、處理、模數(shù)轉(zhuǎn)換功能集成到微處理器的內(nèi)部完成，減少了芯片的外圍器件，提高了系統(tǒng)整體的集成性能。

【關(guān)鍵詞】PSoC片上系統(tǒng)；雨滴；檢測(cè)

一、PSoC片上系統(tǒng)

Cypress公司的可編程片上系統(tǒng)（Programmable System-on-Chip， PSoC）將微控制器、數(shù)字可編程陣列、模擬可編程陣列等資源集成在單芯片上。PSoC具有與普通單片機(jī)不同的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。PSoC微處理器包括PSoC內(nèi)核（PSoc Core）、數(shù)字系統(tǒng)（Digital System）、模擬系統(tǒng)（Analog System）、系統(tǒng)資源（System Resource）四部分組成，如圖1所示。這四個(gè)主要部分通過(guò)系統(tǒng)總線通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起。數(shù)字系統(tǒng)可配置成定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串行通信口（UARTS）、CRC發(fā)生器、PWM脈寬調(diào)制等功能模塊。模擬系統(tǒng)可配置成模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、可編程增益放大器、可編程濾波器、差分比較器等功能模塊。

二、雨滴檢測(cè)電路設(shè)計(jì)

雨滴檢測(cè)電路如圖2所示。J1、J2兩端的迂回導(dǎo)線檢測(cè)是否有雨滴，一旦有雨滴，J1、J2便導(dǎo)通形成回路，Rp1變阻器調(diào)節(jié)檢測(cè)靈敏度，根據(jù)工作電壓和電流選取適當(dāng)?shù)南蘖麟娮枰员ＷC其正常工作。將雨滴檢測(cè)電路放在適當(dāng)?shù)奈恢?，保證能在剛下雨時(shí)就能接受到雨滴，當(dāng)其接收到雨滴后，由PSoc片上系統(tǒng)運(yùn)算并送出一個(gè)控制信號(hào)接通控制器，通過(guò)控制器使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作而關(guān)好門(mén)窗或打開(kāi)雨搭等保護(hù)措施。

三、基于PSoC片上系統(tǒng)的雨滴檢測(cè)器設(shè)計(jì)

雨滴檢測(cè)器電路如圖3所示。該設(shè)計(jì)中，PSoc芯片CY8C2714 的I/O端口P0.1-P0.7共連接8個(gè)雨滴檢測(cè)電路，芯片通過(guò)內(nèi)部硬件配置和軟件算法，循環(huán)檢測(cè)端口P0.1-P0.7，檢測(cè)是否有雨滴，該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單。

PSoC芯片內(nèi)所具有的模塊功能如圖4所示，不用外設(shè)放大器、濾波器等相關(guān)外圍電路，節(jié)省了大量的外部資源。設(shè)計(jì)人員可在PSoC的設(shè)備編輯器中，通過(guò)配置模擬模塊陣列和數(shù)字模塊陣列完成信號(hào)放大、濾波、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、通信等工作，并避免了由于放大器等外圍器件在PCB布線時(shí)造成的電磁干擾問(wèn)題。

結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)中，利用PSoC可以快速、便捷地完成相應(yīng)程序的開(kāi)發(fā)工作，檢測(cè)范圍廣，靈活方便，適應(yīng)于大型的雨水及液體監(jiān)測(cè)場(chǎng)所。