PSoC のコンポーネントを作ろう!

この記事は 高知工科大学 Advent Calender 2015 の 12/25 の記事です

はじめに

どうも、ラスト担当の ＼ﾋｯｶﾘｰﾝ／ です。

みなさん PSoC 使ってますか? 私は PSoC 大好きです。

さてマイコンといえば PIC おじさんとか SH おじさんが沸いてきそうですが、最近は Arduino とか mbed とかが流行ってるみたいです。 それもこれも超お手軽だからですね。 ですがお手軽さでいえば PSoC だって負けていません。 なんたって回路図を書くだけでLチカできるくらいですからね。

今回はその PSoC のコンポーネントを作る際の手順について書きます。

PICおじさんの例

環境

今回は PSoC Creator 3.3 と PSoC 5 を使用します。 PSoC 5 は秋月電子で PSoC 5LP Prototyping Kit というお手軽ボードが売っているので持ってない人は今すぐポチろう!

LPF

突然ですが Analog タブ にある LPF の存在を知っていますか?

実はこれを使おうとしてもコンポーネントがありません。

っていうのは嘘で PSoC Creator のメニューバーの Tools -> Options から Options のウィンドウを開いて Design Entry -> Component Catalog の Show Hidden Components のチェックを付けます。

すると Component Catalog に Analog Primitives -> lpf が現れます。

でもこのコンポーネントはカットオフ周波数とかを設定する項目とかがなくて使い物になりません。

なのでこいつをラップしたコンポーネントを作っていきたいと思います。

が、その前にもう少し LPF について調べてみます。

TRM の Low Pass Filter の項目を見るとこの LPF はRCフィルタで R: 1M, 200k , C: 5p, 10p が選択できるようです。
なのでカットオフ周波数は 15k, 30k, 76k, 153k の4つになります。

そしてこれらを設定するためには LPFn_CR0 のレジスタをいじれば良いそうなので Registers TRM の該当箇所を見ます。

これによると csel と rsel を設定すれば良いみたいなので

f	R	C	LPFn_CR0
15k	1M	10p	0x30 = 48
30k	1M	5p	0x10 = 16
76k	200k	10p	0x20 = 32
153k	200k	5p	0x00 = 0

となります。

ちなみにデータシートとかのドキュメントを探すときは PSoC Creator と一緒にインストールされる Cypress Document Manager が超便利なのでこれを使いましょう。

コンポーネントを作ろう

Symbol作成

Workspacd Explorer -> Components のタブを開いて Project 'Project name' を右クリックし Add Component Item をクリック

するとなんか出てくるので Symbol Wizard を選択 Component name を LPF_v0_0 にして Create New !

そのあと下図のように Pin 名などを設定して OK を押します。

するとコンポーネントの Symbol ができるので、ちょっと形とかを整えて Symbol の完成!

Properties の設定

Symbol の近くの空白部分を右クリックして Properties をクリック

Properties を設定するウィンドウが出てくるので Symbol のとこを下図のように設定

Parameters の作成

また Symbol 横の空白を右クリックして Symbol Parameters をクリック
ここでカットオフ周波数のパラメータを追加するのですが、まず左下の Types をクリックし新しく LPF_CUT_OFF という列挙型を作ります。 それから CutOffFreq という名前の LPF_CUT_OFF 型のパラメータを追加します。

回路図の作成

Workspace Explorer -> Components で LPF_v0_0 を右クリックし Add Component Item をクリック

するとまたなんか出てくるので今度は Schematic を選択
Analog Primitives -> lpf を配置して Symbol Wizard で設定したPin名と同じ名前の Terminal を付けます。

APIの作成

また Workspace Explorer -> Components で LPF_v0_0 を右クリックし Add Component Item をクリックし API C File と API Header File から LPF.c と LPF.h を作成

LPF.h

#ifndef LPF_`$INSTANCE_NAME`_H
#define LPF_`$INSTANCE_NAME`_H

#include "cytypes.h"
#include "cyfitter.h"

`#DECLARE_ENUM LPF_CUT_OFF`
enum `$INSTANCE_NAME`_CUTOFF_FREQ {
	`$INSTANCE_NAME`_15kHz = `$INSTANCE_NAME`__LPF_15KHZ,
	`$INSTANCE_NAME`_30kHz = `$INSTANCE_NAME`__LPF_30KHZ,
	`$INSTANCE_NAME`_76kHz = `$INSTANCE_NAME`__LPF_76KHZ,
	`$INSTANCE_NAME`_153kHz = `$INSTANCE_NAME`__LPF_153KHZ
};

void `$INSTANCE_NAME`_Start();
void `$INSTANCE_NAME`_SetCutoffFreq(enum `$INSTANCE_NAME`_CUTOFF_FREQ);

#endif // LPF_`$INSTANCE_NAME`_H

LPF.c

#include "`$INSTANCE_NAME`.h"

#define `$INSTANCE_NAME`_CR_MASK (`$INSTANCE_NAME`__LPF_15KHZ | `$INSTANCE_NAME`__LPF_30KHZ | `$INSTANCE_NAME`__LPF_76KHZ | `$INSTANCE_NAME`__LPF_153KHZ)

void `$INSTANCE_NAME`_Start() {
	`$INSTANCE_NAME`_SetCutoffFreq((enum `$INSTANCE_NAME`_CUTOFF_FREQ)`$CutOffFreq`);
}

void `$INSTANCE_NAME`_SetCutoffFreq(const enum `$INSTANCE_NAME`_CUTOFF_FREQ cutoff) {
	const void CYFAR *pCR = (void CYFAR*)`$INSTANCE_NAME`_lpf_1__CR0;
	const uint8 nextCR = (CY_GET_XTND_REG8(pCR) & ~`$INSTANCE_NAME`_CR_MASK) | cutoff;
	CY_SET_XTND_REG8(pCR, nextCR);
}

** `$ParamName` ** はこのコンポーネントのインスタンスのパラメータに置き換わります。
** `$DECLARE_ENUM TypeName` ** は Symbol Parameters の設定のとこで作成した列挙型を定義した Define に置き換わります。
詳しくは Component Author Guide を見てください。

##完成!! いつもの TopDesign.cysch に戻ってください。
すると Component Catalog に Custum タブが追加され Analog -> LPF コンポーネントが出てきました。

生成された API ファイルはこうなってます

LPF_1.h

#ifndef LPF_LPF_1_H
#define LPF_LPF_1_H

#include "cytypes.h"
#include "cyfitter.h"

#define LPF_1__LPF_15KHZ 48
#define LPF_1__LPF_30KHZ 16
#define LPF_1__LPF_76KHZ 32
#define LPF_1__LPF_153KHZ 0

enum LPF_1_CUTOFF_FREQ {
	LPF_1_15kHz = LPF_1__LPF_15KHZ,
	LPF_1_30kHz = LPF_1__LPF_30KHZ,
	LPF_1_76kHz = LPF_1__LPF_76KHZ,
	LPF_1_153kHz = LPF_1__LPF_153KHZ
};

void LPF_1_Start();
void LPF_1_SetCutoffFreq(enum LPF_1_CUTOFF_FREQ);

#endif // LPF_LPF_1_H

LPF_1.c

#include "LPF_1.h"

#define LPF_1_CR_MASK (LPF_1__LPF_15KHZ | LPF_1__LPF_30KHZ | LPF_1__LPF_76KHZ | LPF_1__LPF_153KHZ)

void LPF_1_Start() {
	LPF_1_SetCutoffFreq((enum LPF_1_CUTOFF_FREQ)16);
}

void LPF_1_SetCutoffFreq(const enum LPF_1_CUTOFF_FREQ cutoff) {
	const void CYFAR *pCR = (void CYFAR*)LPF_1_lpf_1__CR0;
	const uint8 nextCR = (CY_GET_XTND_REG8(pCR) & ~LPF_1_CR_MASK) | cutoff;
	CY_SET_XTND_REG8(pCR, nextCR);
}

超簡単でしたね。

結論

• Cypress Document Manager は神
• Component Author Guide を読もう
• TRM を読もう
• Registers TRM を読もう
• ARM Cortex Code Optimization とかも読もう

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Arduino とは

mbed とは