Hình2.17: Sơ đồ khối của hệ thống tơng tự trong PSoC
Các khối PSoC là những tài nguyên có thể cấu hình đợc. Các khối tơng tự trên chíp PSoC sẽ giảm thiểu sự cần thiết cho nhiều loại chíp và những thiết bị ngoại vi bên ngoài. Các khối PSoC tơng tự đợc cấu hình để cung cấp những chức năng ngoại vi đa dạng. Phần mềm PSoC Desiger tích hợp với môi trờng phát triển sẽ cung cấp cho ta cấu hình tự động của các khối PSoC bằng cách lựa chọn những chức năng mong muốn.
Mỗi một khối Analog có rất nhiều khả năng cho đầu vào và một vài đầu ra. Những đầu vào tới những khối này bao gồm cả những tín hiệu tơng tự từ những khối khác. Nguồn điện áp tham chiếu có thể lấy từ trong chíp hay ngoài chíp tuỳ ý.
Có ba loại khối PSoC: khối thời gian liên tục (Continues Time – CT), khối chuyển mạch cho tụ (Switch Capacitior – SC) điện loại C và loại D. Những khối tơng tự này đợc tổ chức thành các cột. Có bốn cột trong dòng họ CY8C27xxx. Một cột khối tơng tự bao gồm 1 khối CT, 1 khối SC loại C và 1 khối SC loại D. Những khối trong cùng một cột sẽ sử dụng nguồn xung nhịp nh nhau.
Mỗi một khối tơng tự có 3 đầu ra:
- Bus đầu ra tơng tự (ABUS) là một đầu ra đợc chia sẻ với các khối trong cùng một cột. Trong một thời điểm chỉ có duy nhất một khối đợc phép sử dụng bus đầu ra này. Đây cũng là bus đầu ra tơng tự duy nhất trực tiếp kích thích cho chân ra tơng tự.
- Bus so sánh là một bus số đợc chia sẻ với các khối trong cùng một cột. Tại một thời điểm chỉ có duy nhất một khối đợc phép sử dụng bus so sánh này.
- Đầu ra nội bộ trong khối CT đợc dùng để kết nối với các khối liền kề
Mời hai khối PSoC tơng tự có thể hoạt động độc lập hoặc kết hợp với các khối số để có đợc những chức năng thích hợp. Với điện áp tham chiếu chính xác sẽ cho phép việc so sánh tơng tự rất chính xác.
Giao diện với hệ thống tơng tự
2.2.14.1. Giao diện Bus dữ liệu tơng tự
Giao diện Bus tơng tự cách ly dãy tơng tự và những thanh ghi giao diện hệ thống tơng tự với bus dữ liệu hệ thống CPU để giảm thiểu tải cho bus. Bộ truyền nhận đợc bổ xung bởi bus dữ liệu hệ thống để cách ly bus dữ liệu tơng tự với bus dữ liệu hệ thống. Điều này đòi hỏi phải tạo ra một hệ thống bus tơng tự nội bộ.
2.2.14.2. Giao diện với bus so sánh tơng tự
Mỗi một cột tơng tự có một bus so sánh kết hợp với nó. Tất cả các khối PSoC tơng tự đều có đầu ra so sánh có thể trực tiếp kích thích bus so sánh này. Tuy nhiên, tại một thời điểm chỉ có một khối duy nhất trong một cột đợc phép kích thích cho bus so sánh này. Đầu ra của bus so sánh này có thể kích thích các khối số nh là một đầu vào dữ liệu. Nó cũng có thể phục vụ nh là một đầu vào cho bộ decimator, hoặc một đầu vào ngắt.
2.2.14.3. Nguồn xung nhịp cho các khối tơng tự
Các khối SC yêu cầu hai pha không gối lên nhau. Những khối này đợc phân chia thành 4 cột, hai khối cho mỗi cột. Mỗi cột có một đầu vào xung nhịp riêng và nguồn xung nhịp này sử dụng chung cho các khối trong cột. Có bốn lựa chọn xung nhịp đầu vào đó là 24V1, 24V2, ACLK0, ACLK1. Nguồn xung nhịp 24V1, 24V2 là nguồn xung nhịp hệ thống. Hai nguồn xung nhịp ACLK0, ACLK1 là hai đầu vào lựa chọn nguồn xung nhịp lấy từ các khối PSoC số nhằm có đợc một nguồn xung nhịp thích hợp
Hình 2.18 : Sơ đồ khối vào ra tơng tự với chân ngoài
Bảng 4-1 : Thanh ghi cấu hình vào ra tơng tự
Thanh ghi AMX_IN
Thanh ghi AMX_IN là thanh ghi lựa chọn đầu vào từ chân vào ra của bộ MUX cho các cột tơng tự. Các giá trị cả hai bit tơng ứng sẽ cho phép lựa chọn đợc 4 đầu vào tơng ứng với 4 chân đã đợc quy định cho nó. Cột ACI1 có thêm bộ lựa chọn ACOL1MUX cho phép lựa chọn giữa hai đầu ra của bộ ACI0 và ACI1. Tơng tự nh vậy Cột ACI2 có thêm bộ lựa chọn ACOL2MUX cho phép lựa chọn giữa hai đầu ra của bộ ACI2 và ACI3. Những bit điều khiển cho ACOL1MUX và ACOL2MUX đợc đặt tại thanh ghi ABF_CR0. Ngoài ra còn có thêm 4 đờng vào Analog trực tiếp tới các khối SC.
Thanh ghi ABF_CR0
Đây là thanh ghi điều khiển đầu vào tơng tự từ cổng 0, và các bộ khuếch đại đệm cho đầu ra tới các chân ra tơng tự.
Bit 7: ACoI1MUX: Lựa chọn đầu ra của bộ ACI0 hay ACI1 cho cột tơng tự 1
Bit 6: ACoI2MUX: Lựa chọn đầu ra của bộ ACI2 hay ACI3 cho cột tơng tự 2
Bit 5 tới 2: Mở và khoá bộ khuếch đại đầu ra cho từng cột.
Bit 1: Bypass. Chế độ Bypass sẽ nối đầu vào của bộ khuếch đại trực tiếp tới đầu ra của bộ khuyếch đại (Nghĩa là bỏ qua bộ khuếch đại đệm trung gian). Khi bit này đợc thiết lập thì toàn bộ các bộ khuếch đại điểu khiển bởi thanh ghi này sẽ ở chế độ Bypass.
Bit 0: PWR. Bit này đợc sử dụng để đặt mức năng lợng cho bộ khuếch đại. Khi bit này đợc đặt thì toàn bộ các bộ khuếch đại sẽ hoạt động ở mức năng l- ợng cao.
2.2.14.5 . Nguồn tham chiếu điện áp cho các khối tơng tự.
PSoC là một thành phần sử dụng nguồn đơn, vì vậy nó không có điện áp âm. Một giải pháp đặt ra là tạo một đất giả là khoảng điện áp VCC/2. Đất này sẽ đợc nối tới tất cả các khối tơng tự và đợc đêm ngăn cách giữa các khối. Lu ý rằng có thể có một độ lệch nhỏ về điện áp giữa các bộ đêm đất cho tín hiệu t - ơng tự. Đất giả này đợc tạo ra theo sơ đồ sau
Hình 2.19: Sơ đồ nguyên lý mạch tạo đất giả
Việc điều khiển tham chiếu điện áp đợc thực hiện bằng cách thay đổi giá trị của thanh ghi ARF_CR.
Với việc điều chỉnh các bit REF[2:0] trong thanh ghi ARF_CR ta có thể thiết lập đợc điện áp tham chiếu cho chíp theo bảng sau đây:
Bảng 2.34: Bảng điện áp tham chiếu có thể tạo đợc trong PSoC