基于PSoC片上系统的雨滴检测器设计

【摘 要】本文采用PSoC片上系统芯片，实现了对水、雨滴等液体的检测器设计，可用在无人职守的机房、宾馆高楼的门窗以及各种货场等的自动控制。它将对水滴信号的放大、处理、模数转换功能集成到微处理器的内部完成，减少了芯片的器件，提高了系统整体的集成性能。

【关键词】PSoC片上系统；雨滴；检测

一、PSoC片上系统

Cypress公司的可编程片上系统（Programmable System-on-Chip， PSoC）将微控制器、数字可编程阵列、模拟可编程阵列等资源集成在单芯片上。PSoC具有与普通单片机不同的结构和特点。PSoC微处理器包括PSoC内核（PSoc Core）、数字系统（Digital System）、模拟系统（Analog System）、系统资源（System Resource）四部分组成，如图1所示。这四个主要部分通过系统总线通信网络联系在一起。数字系统可配置成定时器、计数器、串行通信口（UARTS）、CRC发生器、PWM脉宽调制等功能模块。模拟系统可配置成模数转换器、数模转换器、可编程增益放大器、可编程滤波器、差分比较器等功能模块。

二、雨滴检测电路设计

雨滴检测电路如图2所示。J1、J2两端的迂回导线检测是否有雨滴，一旦有雨滴，J1、J2便导通形成回路，Rp1变阻器调节检测灵敏度，根据工作电压和电流选取适当的限流电阻以保证其正常工作。将雨滴检测电路放在适当的位置，保证能在刚下雨时就能接受到雨滴，当其接收到雨滴后，由PSoc片上系统运算并送出一个控制信号接通控制器，通过控制器使执行机构动作而关好门窗或打开雨搭等保护措施。

三、基于PSoC片上系统的雨滴检测器设计

雨滴检测器电路如图3所示。该设计中，PSoc芯片CY8C2714 的I/O端口P0.1-P0.7共连接8个雨滴检测电路，芯片通过内部硬件配置和软件算法，循环检测端口P0.1-P0.7，检测是否有雨滴，该系统的硬件设计非常简单。

PSoC芯片内所具有的模块功能如图4所示，不用外设放大器、滤波器等相关电路，节省了大量的外部资源。设计人员可在PSoC的设备编辑器中，通过配置模拟模块阵列和数字模块阵列完成信号放大、滤波、模/数转换、数据存储、通信等工作，并避免了由于放大器等器件在PCB布线时造成的电磁干扰问题。

结束语

本设计中，利用PSoC可以快速、便捷地完成相应程序的开发工作，检测范围广，灵活方便，适应于大型的雨水及液体监测场所。