懷孕監(jiān)視器采用監(jiān)測荷爾蒙水平來實現(xiàn), 荷爾蒙水平監(jiān)測由三種標(biāo)準(zhǔn)方法:尿液, 唾液和體溫.每種檢測需要模擬前端來實現(xiàn).本文介紹了采用Cypress公司的CY8C38系列來開發(fā)懷孕監(jiān)視器的確具體方案,方框圖以及CY8C38 系列特性,框圖,CY8C38系列典型應(yīng)用電路圖以及CY8CKIT-001 PSoC開發(fā)板主要特性,電路圖和材料清單.

Fertility Monitors are devices that monitor fertility levels by monitoring hormone levels. A fertility monitor may analyze hormone levels in bodily fluids, resistance in bodily fluids, basal temperature, or a combination of these methods. There are three standard methods for monitoring hormone levels:

Urine: Tests for luteinizing hormone surge

Saliva: Detects changing electrolyte levels

Temperature: Monitors basal body temperature to predict cycles

Each of these sensing methods require an analog front end (AFE) to perform the necessary measurements. Fertility Monitors are battery powered devices so active power consumption and sleep current are important considerations. A fertility monitor also includes a display, memory for storage of fertility reading history, serial communication such as USB. A touchscreen or capsense user interface may also be seen in fertility monitors.

PSoC® 3 and PSoC 5 provide a scalable platform which provides all the requisite circuitry to provide a configurable Fertility Monitor on Chip, including:

•  High precision Analog front end, including a 0.1% accurate Voltage reference and up to 20 bits of resolution

•  Circuitry for sequencing and driving LED for optical measurement of the test strip and the circuitry for reading the photodiode to create a full optical measurement system

•  LCD direct drive and control 

•  Low active and sleep mode power consumption, with full operation down to 0.5V

•  CapSense fully integrated

•  FS USB

•  On chip EEPROM

圖1. 懷孕監(jiān)視器框圖

PSoC®3 具有獨特的可配置模塊陣列，是真正的系統(tǒng)級解決方案，能夠通過單個芯片提供 MCU、存儲器、模擬和數(shù)字外設(shè)功能。

CY8C38 系列提供了一種新型的信號采集、信號處理和控制方法，并具有高精度、高帶寬和高靈活性等特點。其模擬功能涵蓋了從熱電偶信號（接近直流電壓）到超聲波信號的廣泛信號范圍。CY8C38 系列可以處理數(shù)十個數(shù)據(jù)采集通道以及每個 GPIO 引腳上的模擬輸入。CY8C38 系列還是一個高性能的可配置數(shù)字系統(tǒng)，具有 USB、多主控 I2C 以及 CAN 等接口。除了通信接口之外，CY8C38 系列還具有易于配置的邏輯陣列，至所有 I/O 引腳的靈活路由，以及高性能的單周期 8051 微處理器內(nèi)核。通過分層式電路圖設(shè)計輸入工具 PSoC® Creator™，設(shè)計人員可以使用包含眾多預(yù)建組件和布爾基元的資料庫，輕松創(chuàng)建系統(tǒng)級設(shè)計。使用 CY8C38 系列不僅可以實現(xiàn)模擬和數(shù)字材料表的集成，而且只需通過簡單的固件更新，即可輕松納入最新的設(shè)計變更。

CY8C38 系列特性:

?? 單周期 8051 CPU 內(nèi)核
?? 工作頻率介于 DC 至 67 MHz 之間
?? 8x8 乘法和除法指令
?? 閃速程序存儲器，高達(dá) 64 KB，100,000 次寫循環(huán)，20 年保留時間，多種安全特性
?? 高達(dá) 8 KB 的 ECC 或配置閃存
?? 高達(dá) 8 KB 的 SRAM 存儲器
?? 高達(dá) 2 KB 的 EEPROM 存儲器，1M 次寫循環(huán)，20 年保留時間
?? 24 通道 DMA，多層 AHB 總線訪問
• 可編程鏈?zhǔn)矫枋龇蛢?yōu)先級
• 支持高帶寬 32 位傳輸
?? 低電壓，超低功耗
?? 寬廣的工作電壓范圍：0.5V 至 5.5V
?? 高效升壓調(diào)節(jié)器（輸入 0.5V，輸出 1.8V-5.0V）
?? 在 3 MHz 下為 0.8 mA，在 6 MHz 下為 1.2 mA，在 48 MHz下為 6.6 mA
?? 低功耗模式包括：
• 1 μA 睡眠模式，提供實時時鐘和欠壓檢測 (LVD) 中斷
• 200 nA 休眠模式， RAM 保留數(shù)據(jù)
?? 通用 I/O 系統(tǒng)
?? 28 至 72 個 I/O （62 個 GPIO、8 個 SIO、2 個 USBIO[1]）
?? 可從任意 GPIO 路由至任意數(shù)字或模擬外設(shè)
?? 任何 GPIO 都具有 LCD 直接驅(qū)動功能，能夠驅(qū)動多達(dá) 46x16個段 (Segment)[1]
?? 任何 GPIO 均提供 CapSense® 支持 [4]
?? 1.2V 至 5.5V I/O 接口電壓，多達(dá) 4 個電壓域
?? 任何引腳或端口都可設(shè)置成可接受獨立的可屏蔽 IRQ
?? 施密特觸發(fā)器 TTL 輸入
?? 所有 GPIO 均可配置為開漏高電平/ 低電平、上拉/ 下拉、High-Z 或強(qiáng)輸出
?? 在加電復(fù)位 (POR) 時可配置 GPIO 引腳的狀態(tài)
?? SIO 具有 25 mA 的灌電流能力
?? 數(shù)字外設(shè)
?? 20 至 24 個基于 PLD 的可編程通用數(shù)字模塊
?? Full CAN 2.0b RX 緩沖區(qū)（16 個）和 TX 緩沖區(qū)（8 個）[1]
?? 全速 (FS) USB 2.0 12 Mbps （采用內(nèi)部振蕩器） [1]
?? 多達(dá) 4 個 16 位可配置定時器、計數(shù)器和 PWM 模塊
?? 標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫
• 8、16、24 和 32 位定時器、計數(shù)器和 PWM
• SPI、UART、I2C
• 目錄中列出的許多其他外設(shè)
?? 高級外設(shè)庫
• 循環(huán)冗余校驗 (Cyclic Redundancy Check, CRC)
• 偽隨機(jī)序列 (Pseudo Random Sequence, PRS) 發(fā)生器
• LIN 總線 2.0
• 正交解碼器
?? 模擬外設(shè) (1.71V ≤ Vdda ≤ 5.5V)
?? -40℃ 至 +85℃ 時內(nèi)部電壓參考為 1.024V±0.1% (14 ppm/℃)
?? 具有 12 至 20 位分辨率的可配置 Delta-Sigma ADC
• 采樣率高達(dá) 192 ksps
• 可編程增益級：x0.25 至 x16
• 12 位模式， 192 ksps， 70 dB SNR， 1 位 INL/DNL
• 16 位模式， 48 ksps， 90 dB SNR， 1 位 INL/DNL
?? 67 MHz 24 位定點數(shù)字濾波器模塊 (DFB)，用于實現(xiàn) FIR 和IIR 濾波器
?? 多達(dá)四個 8 位 8 Msps IDAC 或 1 Msps VDAC
?? 四個響應(yīng)時間為 75 ns 的電壓比較器
?? 多達(dá)四個驅(qū)動能力為 25 mA 的未賦定運(yùn)算放大器
?? 多達(dá)四個可配置的多功能模擬模塊。配置示例包括 PGA、TIA、混頻器，以及采樣和保持 (Sample and Hold)
?? CapSense 支持
?? 編程、調(diào)試和跟蹤
?? JTAG（4 線）接口，串行線調(diào)試 (Serial Wire Debug, SWD)（2 線）接口，以及單線瀏覽器 (Single Wire Viewer, SWV)接口
?? 8 個地址斷點和 1 個數(shù)據(jù)斷點
?? 4 KB 的指令跟蹤緩沖區(qū)
?? 支持通過 I2C、SPI、UART、USB 以及其他接口進(jìn)行引導(dǎo)加載程序編程
?? 高精度、可編程時鐘
?? 涵蓋整個溫度和電壓范圍的 3 至 62 MHz 內(nèi)部振蕩器
?? 4 至 33 MHz 晶振，能夠?qū)崿F(xiàn)晶振 PPM 精度
?? 內(nèi)部 PLL 能夠生成高達(dá) 67 MHz 的時鐘
?? 32.768 kHz 監(jiān)視晶振
?? 頻率為 1 kHz、33 kHz 和 100 kHz 的低功耗內(nèi)部振蕩器
?? 溫度和封裝
?? -40℃ 至 +85℃ 工業(yè)級溫度
?? 48 引腳 SSOP、48 引腳 QFN、68 引腳 QFN 以及 100 引腳TQFP 封裝可供選擇

圖2. CY8C38 系列簡化的框圖

圖3. CY8C38 系列PSoC供電系統(tǒng)框圖

圖4. CY8C38系列典型應(yīng)用電路圖

CY8CKIT-001 PSoC開發(fā)板

The CY8CKIT-001 PSoC® Development Kit provides you a common development platform where you can prototype and evaluate different solutions using any one of the PSoC 1, PSoC 3, or PSoC 5 architectures. This guide and kit gives you a practical understanding of PSoC technology. In addition, the kit gives several example projects with step-by-step instructions to enable you to easily get started developing PSoC solutions. This kit includes PSoC CY8C28, CY8C38, and CY8C55 Family Processor Modules. The CY8CKIT-001 PSoC Development Kit supports projects across the PSoC 1, PSoC 3, and PSoC 5 architectures.

CY8CKIT-001 PSoC開發(fā)板包括:

The CY8CKIT-001 PSoC Development Kit includes:

■ PSoC Development Board
■ PSoC CY8C28 Family Processor Module
■ PSoC CY8C38 Family Processor Module
■ PSoC CY8C55 Family Processor Module
■ MiniProg3 Programmer and Debug tool
■ USB Cable
■ 12V Power Supply Adapter
■ Wire Pack
■ Printed Documentation
? Quick Start
? Schematic PSoC Development Board Design
■ Software CD for PSoC 1, which includes
? PSoC® Designer™ IDE
? PSoC® Programmer™ Software
? CY8C28 Data Sheets
? Kit Release Notes
? Software Release Notes
? Example Project Files, Firmware, And Documentation
■ Software CD for PSoC 3 / PSoC 5, which includes
? PSoC® Creator™ IDE
? PSoC Programmer Software
? CY8C38 Data Sheet
? CY8C55 Data Sheet
? Kit Release Notes
? Software Release Notes
? Example Project Files, Firmware, And Documentation



圖5.CY8CKIT-001 PSoC開發(fā)板外形圖

圖6.CY8CKIT-001B開發(fā)板電路圖

圖7. CY8C28系列處理器模塊電路圖

圖8. CY8C29系列處理器模塊電路圖

圖9. CY8C38系列處理器模塊電路圖

圖10. CY8C55系列處理器模塊電路圖

CY8CKIT-001 PSoC開發(fā)板材料清單:


CY8C28處理器模塊材料清單:

CY8C29處理器模塊材料清單:

CY8C38處理器模塊材料清單:


CY8C55處理器模塊材料清單:



詳情請見:
http://www.cypress.com/?docID=28743
和
http://www.cypress.com/?docID=26945