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Débuter avec PsoC ou PsoC niveau 0 Objectifs : se familiariser avec les circuit

Débuter avec PsoC ou PsoC niveau 0 Objectifs : se familiariser avec les circuits PsoC et leur environnement, prendre en main le logiciel et le kit d'évaluation, développer une application simple avec le kit d'évaluation. Késaco PSoC ? En quelques lignes... PsoC : Programmable System on Chip, est une famille de circuits intégrés introduits au début des années 2000 par Cypress. C'est un circuit intégré qui comprend un microcontrôleur et des fonctions logiques et analogiques configurables et inter-connectables entre eux. L'idée est de remplacer le microcontrôleur et les circuits d'interfaces analogiques (convertisseurs AN et NA, filtres, amplificateurs opérationnels, etc..) ou numériques (compteurs, timers, uart, interfaces pour bus divers, etc..) associés par un circuit unique. On intègre ainsi un système électronique embarqué complet dans un circuit intégré unique, ou tout au moins, on réduit très considérablement le nombre de composants ! Louis REYNIER – Lycée Cabanis – Brive – PSOC niveau 0 – Avril 2012 1 Le PsoC est un circuit reconfigurable en fonctionnement : on peut par exemple imaginer un système embarqué qui s'arrête de fonctionner 1 à 2 minutes par jour pour se reconfigurer en modem et envoyer toutes les données qu'il a acquises dans la journée. Les fonctions utilisées pour la mesure sont reconfigurées en modem. Quelles applications ? Elles sont très variées ainsi que le montre ce document Cypress. Louis REYNIER – Lycée Cabanis – Brive – PSOC niveau 0 – Avril 2012 2 Architecture d'un PSoC Quelles sont les différences entre PIC et PSOC ? Le PIC ne possède pas de circuits logiques ou analogiques configurables, en conséquence lorsque l'on développe une application, en fonction de ses besoins, on doit choisir son circuit dans toute une série de PICs avec des variantes spécifiques. Avec un PsoC, un seul modèle peut répondre à une multitude d'application. En bref, le PIC c'est chic, mais le PSOC, c'est choc ! Quels types de PsoC ? A ce jour (2011), il existe 3 grandes familles de PsoC, nommées PsoC1, PsoC 3 et PsoC 5. PsoC 1 : C'est la famille d'origine qui date du début des années 2000. PsoC 3 et PsoC 5 : Deux nouvelles familles de PsoC introduites par Cypress début 2010. Voici comment Cypress définit ses 3 grandes familles : A ce jour (février 2011), nous n'utilisons à Cabanis que des PsoC 1. Louis REYNIER – Lycée Cabanis – Brive – PSOC niveau 0 – Avril 2012 3 Un coeur Microcontrôleur8-bits, avec • Mémoire Flash • Oscillateurs internes(pas de quartz externe) • Multiplieur/accumulateur • Contrôleur d'interruptions, Sleep Timer, Watchdog Timer • Contrôleur I2C Des blocs logiques et analogiques banalisés configurables • Blocs logiques configurables en compteurs, timers, UARTs, PWMs, SPI, générateurs CRC, séquences pseudo aléatoires, etc. • Blocs analogiques configurables en amplis-op simples, comparateurs, filtres, CNAs, CANs, modem, etc. Voici les différents types de PsoC 1ainsi que leurs principales caractéristiques : Ordre de grandeur de prix pour 1 composant entre 1 et 10 euros. L'environnement PSoC Quels outils de développement ? Cypress fournit des outils de développements gratuits téléchargeables gratuitement sur son site (il faut toutefois s'inscrire). Le développement des PsoC1 s'effectue à l'aide du logiciel PsoC Designer (Version 5.1 à ce jour, février 2011, incluant le compilateur C gratuit, ce qui n'était pas toujours le cas précedemment). Le développement des PsoC 3 et 5 se fait à l'aide du logiciel PsoC Creator. La programmation du circuit peut se faire in-situ à l'aide de PsoC programmer, accessible aussi à partir de PSoC Designer et PsoC Creator. Il est nécessaire de disposer d'un petit accessoire de programmation (périphérique USB) type PsoC MiniProg. Louis REYNIER – Lycée Cabanis – Brive – PSOC niveau 0 – Avril 2012 4 Programmateur MiniProg et câble USB « Philosophie » de PsoC designer Conception en 4 étapes 1. Sélection et placement des modules 2. Configuration des modules et des drivers d'entrées et sorties 3. Connexion des modules 4. Coder, Compiler, vérifier, débugger Choisir les modules analogiques et numériques Configurer les paramètres globaux (horloge, etc..) ; les parametres des modules et les entrées sorties (type, vitesse, etc..) Routage des connections avec l'outil graphique. Programmation en C ou en assembleur, compilation et programmation. Louis REYNIER – Lycée Cabanis – Brive – PSOC niveau 0 – Avril 2012 5 Peut-on programmer graphiquement en PsoC ? A l'origine, Cypress avait prévu un outil de conception uniquement graphique, qui permettait de programmer un PSoC en quelques minutes sans écrire aucune ligne de C ou d'assembleur : PsoC Express. Cet outil intéressant pour des applications simples a été hélas récemment abandonné par Cypress à partir de la version 5.1 de PsoC designer. Cypress recommande de ne plus utiliser cet outil de développement pour des systèmes en production ! Logiciel PsoC Express Carte d'évaluation Pour le PSOC 1 il existe un kit d'évaluation : PsoC 1 Evaluation kit : CY3210-PSoCEVAL1. Ce kit est disponible chez Radiospares ou Farnell pour environ 100 euros. Le kit comprend : – une carte d'évaluation incluant un support pour un PsoC DIL 28 broches, 1 afficheur LCD, leds, potentiomètre sur Vcc, circuit d'alimentation, interface RS232, connecteur pour programmation, espace « Labdec » pour prototypage. – 2 circuit PsoC 1 en DIL 24 (CY8C29466-24PXI et CY8C27445-24PXI) – Programmateur MiniProg + cable USB – jeu de fils pour faire des connexions – CD et notice Sur la carte d'évaluation, les ports du PsoC sont accessibles sur des connecteurs. Louis REYNIER – Lycée Cabanis – Brive – PSOC niveau 0 – Avril 2012 6 Avertissement de Cypress sur PsoC express : Beginning with PSoC Designer 5.0, service pack 6, we are de- emphasizing System-Level Design (PSoC Express) . With the next major release of PSoC Designer (PSoC Designer 5.1), System Level Design will be completely removed. While no functionality has been removed from this release, we recommend using Chip-Level Design (PSoC Designer style). We will continue to make service pack 6 available for System Level Design users, and it will co-exist with future PSoC Designer releases. However, we are not recommending System Level Design for production designs. Kit d'évaluation CY3210-PSoCEVAL1 Schéma fonctionnel du kit CY3210-PSoCEVAL1 Conseil : Ne pas utiliser le CD fourni comprenant PsoC Designer et la documentation (fichiers exemples, etc..) : le logiciel et la documentation ne sont pas à jour. Télécharger sur le site de Cypress la dernière version de PsoC designer ainsi que la documentation du kit, incluant les fichiers d'exemples et la notice du kit. Voici un lien pour le kit (actif en février 2011) : http://www.cypress.com/?rID=2541 Louis REYNIER – Lycée Cabanis – Brive – PSOC niveau 0 – Avril 2012 7 Prise en main de PSoC Designer 5.1 Lancement du programme Après avoir installé PsoC Designer, lancer le programme. PsoC Designer présente une page d'accueil. Pour commencer un projet, cliquer sur File (en haut à gauche) puis New Project. Choisir un nom et un répertoire de travail, puis (écran suivant) choisir un circuit (device), pour le kit d'évaluation, le circuit à utiliser est le CY8C29466-24PXI. Choisir un langage de programmation pour le programme main (C ou assembleur). On accède ensuite à l'écran principal de PsoC Designer qui est divisé en plusieurs fenêtres : il vaut mieux travailler sur un grand écran ! On rappelle que la conception d'après Cypress se fait en 4 étapes. Conception en 4 étapes 1. Sélection et placement des modules 2. Configuration des modules et des drivers d'entrées et sorties 3. Connexion des modules 4. Coder, Compiler, vérifier, débugger Choisir les modules analogiques et numériques Configurer les paramètres globaux (horloge, etc..) ; les parametres des modules et les entrées sorties (type, vitesse, etc..) Routage des connections avec l'outil graphique. Programmation en C ou en assembleur, compilation et programmation. Remarque : Les 4 étapes décrites ici ne sont ni formelles, ni irréversibles, rien n'empêche par exemple de rajouter un module après avoir écrit des lignes de code ! Louis REYNIER – Lycée Cabanis – Brive – PSOC niveau 0 – Avril 2012 8 Etape 1 : Sélection et placement des modules Il est possible d'accéder à la documentation de chaque module par un clic droit sur le module puis Datasheet. Attention : un seul module peut occuper plusieurs blocs, logiques ou analogiques (en fonction de la complexité). Exemple : 1 module PWM 8 bits occupe un bloc logique, un module PWM 16 bits occupe 2 blocs logiques, un module amplificateur inverseur occupe un bloc analogique, un module ADCIN (CAN incremental ) occupe un bloc logique et un bloc analogique. Les blocs analogiques ne peuvent pas être placés n'importe ou : la première ligne de modules analogiques reçoit les blocs correspondant à des modules amplificateur inverseur ou non inverseur tandis que les deux lignes suivantes de modules reçoivent des blocs à capacités commutés (filtres, etc..). Les modules installés dans la fenêtre [chip] peuvent être déplacés à la souris par glissé-déposé. Louis REYNIER – Lycée Cabanis – Brive – PSOC niveau 0 – Avril 2012 9 Les modules (constitués de blocs logiques et analogiques) se trouvent dans la section User Modules. On installe un module en double-cliquant sur celui-ci. Les blocs uploads/Philosophie/ psoc-pdf.pdf