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PSoC的模拟功能非常强大，可以实现各种不同的模拟器件，如ADC、 DAC、滤波等等， CapSense也是用模拟功能实现的。传感器各种的应用、控制应用等等都是由这些模拟模块的功能来实现的。
PSoC 不同于固定功能的MCU，它集成度高、使用灵活、实时可编程，这些优点帮助设计者减少成本，使产品快速进入市场，并且增加市场份额。其中，集成度高是因为 PSoC是一个系统级的解决方案，内含可编程的数字和模拟模块、8位控制器，以及Flash和SRAM等；使用灵活是指可以使用集可视化嵌入式设计工具为一体PSoC Designer进行设计，设计灵活、节省时间，并且即使在最后一刻也可以修改设计；实时可编程性是指PSoC提供了一系列模拟和数字用户模块 (例如放大器、滤波器、比较器、定时器、计数器等等)，用户可以根据需要进行配置，或者动态配置。总之，PSoC作为灵活的片上系统，有助于增加产品的价值。 |
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超声波传感器的使用类似于雷达，它主要完成两项任务：发送超声声波和接收超声声波。发送超声波相对简单，只要对超声波传感器发送的超声波进行脉冲宽度调制，同时开启计时器。而接收部分较为复杂，需要对信号进行调配，以便控制器能正确低识别反射回的超声波、确定接收时间并停止计时器威廉希尔官方网站
，然后根据“距离 = 时间×音速”计算距离。通过图2，可以看到信号是如何被发送出去的。由控制芯片产生的PWM信号通过功率放大器放大，送到超声波传感器进行脉冲宽度调制，然后开启计时器。超声信号接收和处理的过程相对要复杂一些（图3）。从超声传感器输入的信号经PGA放大，在利用带通滤波器滤除噪声以后，将信号与直流偏置进行对比，通过输出调制信号，然后再将其将发送至低通滤波器，生成调制信号的包络线。该包络线再通过比较器或者AD转换器来判断它是否是真正的反弹信号，同时停止计时器，最后通过计数器的值和音速计算出距离。
图1 PSoC产品框图 图2 超声波信号发送 图4显示出倒车雷达发展的趋势，从图中可以看到，最初的倒车雷达，只有后方探测，现在的倒车雷达不仅实现了前后方探测，甚至连左右侧都可以进行探测。还有一些更先进的威廉希尔官方网站 ，已经使用在高档汽车上。 低端倒车雷达系统 倒车雷达系统一般由两部分组成，分别是探头部分和主控部分。探头部分一般安装在汽车的尾部或两侧，而主控部分则位于汽车的前端，靠近汽车驾驶员。低端倒车雷达（图5）的探头部分，通常只包含超声波传感器，而主控部分包括CPU和所有的外围电路。探头和主控板通过传导线连接，传送发送和回波信号，一个主控板带3到4个探头。低端的倒车雷达系统成本通常较低，多采用分立元件，集成度也较低，因而性能较差，有效测量距离小于 1.5m。此外，报警也采用简单的蜂鸣器。 图3 超声波信号接收 图4 倒车雷达的发展趋势 图5 低端倒车雷达系统框图 |
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中端倒车雷达系统
中端的倒车雷达系统在探头上除了安装超声传感器以外，还包括发射信号的放大和驱动电路，以及接收信号的放大和信号调理电路，这样可以减小信号在长线传输中引入的噪声的影响。另外，在控制板上，使用了两级放大和带通滤波器以提高测量的性能。而测量的距离，通常通过数字显示的方式来显示，并且伴有声音的报警和提示。 |
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高端倒车雷达系统
图7是一个高端的倒车雷达系统的系统框图。可以看到，本来处于主控端的一些功能模块都被转移到探头一端，它的特点是在探头上带有信号放大电路以及处理器，测量信号在传感器上实现处理，因此没有长线传输存在的信号干扰问题。另外，它可对每个传感器进行单独校准，通过LIN或其他串行方式与主CPU进行通讯。因为通常探头部分的体积都比较小，为了在探头上实现信号的放大和处理，就需要较高集成度的器件以方便传感器和PCB板的集成。 图8给出了倒车雷达传感器覆盖区域的要求，它要求在水平方向上70±5cm范围内最小100°；在100±5cm范围内，最小 40°。垂直方向上，在50±5cm范围内最小60°；在110±5cm范围内，最小20°。 图6 中端倒车雷达系统框图 图7 高端倒车雷达系统框图 图8 倒车雷达传感器覆盖区域要求 |
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Cypress倒车雷达控制系统参考设计
Cypress的倒车雷达控制系统使用PSoC系统的主要原因是：1、它的资源灵活，PSoC的模块资源具有可编程性，针对不同客户、不同定位的产品需求可重新配置；2、集成度高，集成了PWM w/DB、比较器、A/D转换器PGA等模拟模块，模拟集成度高；3、它几乎不需要外部器件，降低了 BOM 成本, 减小了电路板尺寸；4、它的IP保护能力强，很难被复制。 PSoC倒车雷达控制器采用CY8C24633芯片作为主控芯片。芯片采用 M8C处理器，运行速度高达24M，内含8×8的乘法器和32位的累加器。工作电压范围为3V~5.25V，温度范围为工业级：-40℃~85℃。该 PSoC芯片包括4个数字模块和4个模拟模块(2CT/2SC)。另外它还拥有针对电机控制而优化的高速8 位 SAR AD转换器。 图 9为Cypress倒车雷达系统的硬件框图，采用CY8C24633用于主控板。该设计使用收发一体的传感器，并在传感器端增加初级放大电路。驱动信号为 40kHz的脉冲信号。每个传感器采用3线连接方式与主控板连接，最多可接6路传感器输入。对交流信号进行电平抬升，从而更好地处理回波信号。内部的模拟模块可配置成PGA、比较器及带通滤波器，并在器件内部实现互连。主控板与显示器通过串口连接，显示器通过数字方式显示探测距离。 图10 给出了PSoC内部模块的配置和信号的路由，从图中可以看到，4个数字模块分别被配置成PWM计时器、定时器和串口发生器。而四个模拟模块分别被配置成两个PGA放大器和一个带通滤波器，信号的路由从图中也可以看得非常清楚， 图9 Cypress倒车雷达控制系统硬件框图 图10 PSoC内部模块配置 |
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