捕獲模擬信號周期的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種捕獲模擬信號周期的方法，包括以下步驟：掃描接收到的模擬信號并實時采樣信號值，在信號值超過上限閥值或低于下限閥值時，觸發(fā)AWD中斷，并記錄觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值，并且若是信號值超過上限閥值而觸發(fā)AWD中斷時，將上限閥值設置為預設最大上限值，將下限閥值設置為預設正常下限值，若是信號值低于下限閥值而觸發(fā)AWD中時，將上限閥值設置為預設正常上限值，將下限閥值設置為預設最小下限值，然后返回繼續(xù)掃描接收到的模擬信號循環(huán)之前的步驟。本發(fā)明還公開一種捕獲模擬信號周期的系統(tǒng)。本發(fā)明利用單片機的AWD功能實現(xiàn)模擬信號周期的捕獲，提高了模擬信號周期捕獲的準確性和靈活性。
【專利說明】捕獲模擬信號周期的方法及系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及信號處理【技術領域】，尤其涉及一種捕獲模擬信號周期的方法及系統(tǒng)?！颈尘凹夹g】
[0002]意法半導體(STMicroelectronics,簡稱為ST)公司推出的單片機大都具有AWD(Analog Watch Dog,模擬看門狗)功能，即單片機的GP10(General Purpose Input Output,通用輸入/輸出)口具有AWD功能,AWD功能就是通過ADC(Analog-to_Digital Converter,模擬/數(shù)字轉換器)不停地檢測單片機的GPIO 口的電壓值，一旦檢測到GPIO 口的電壓值高于設定的上限閥值或低于設定的下限閥值就會產生相應的信號量，以實現(xiàn)單片機復位功倉泛。
[0003]目前業(yè)界對各種模擬信號進行信號解析時，都利用比較器檢測單片機的GPIO口的電壓值，一旦檢測到GPIO 口的電壓值高于設定的上限閥值或低于設定的下限閥值就會翻轉GPIO 口為高電平或低電平，通過脈沖寬度調制方式對外部輸入的模擬信號進行周期數(shù)據(jù)的捕獲。然而，這種方案中比較器只能比較一個固定值，這會出現(xiàn)漏檢現(xiàn)象，導致檢測出錯，同時利用比較器檢測需要外圍滯回電路來調節(jié)上限閥值和下限閥值，閥值調節(jié)不夠靈活，而且成本較高，實現(xiàn)方式也復雜。
[0004]上述內容僅用于輔助理解本發(fā)明的技術方案，并不代表承認上述內容是現(xiàn)有技術。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明的主要目的是提供一種捕獲模擬信號周期的方法及系統(tǒng)，旨在提高模擬信號周期測量的靈活性和準確性。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種捕獲模擬信號周期的方法，該捕獲模擬信號周期的方法包括以下步驟:
[0007]步驟SlO:掃描接收到的模擬信號并實時采樣信號值；
[0008]步驟S20:判斷所述信號值是否超過AWD中斷的上限閥值或者低于AWD中斷的下限閥值；
[0009]步驟S30:若所述信號值超過上限閥值或者低于下限閥值，則觸發(fā)AWD中斷，進入步驟S40 ;若所述信號值未超過上限閥值或者低于下限閥值，則返回執(zhí)行步驟SlO ；
[0010]步驟S40:記錄觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值，計算模擬信號的半周期值；
[0011]步驟S50:判斷當前觸發(fā)AWD中斷的條件是否是所述信號值超過上限閥值；
[0012]步驟S60:若是所述信號值超過上限閥值而觸發(fā)AWD中斷，則將上限閥值設置為預設最大上限值，并將下限閥值設置為預設正常下限值，返回執(zhí)行步驟SlO ;若不是所述信號值超過上限閥值而觸發(fā)AWD中斷，則將上限閥值設置為預設正常上限值，并將下限閥值設置為預設最小下限值，返回執(zhí)行步驟S10。
[0013]優(yōu)選地，在所述步驟SlO之前，還包括步驟S70:配置AWD功能，設置AWD中斷初始的上限閥值和下限閥值。
[0014]優(yōu)選地，所述設置AWD中斷初始的上限閥值和下限閥值具體為:將上限閥值設置為預設正常上限值，將下限閥值設置為預設正常下限值。
[0015]優(yōu)選地，所述步驟SlO具體為:通過GPIO 口接收模擬信號，使能模擬/數(shù)字轉換器，掃描GPIO 口接收到的模擬信號并實時采樣信號值。
[0016]優(yōu)選地,所述步驟S40具體為:
[0017]存儲上一次觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值t0，記錄當前觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值tl，將tl與to做差，計算出模擬信號的半周期值。
[0018]本發(fā)明進一步提供一種捕獲模擬信號周期的系統(tǒng)，該捕獲模擬信號周期的系統(tǒng)包括:
[0019]信號采樣模塊，用于掃描接收到的模擬信號并實時采樣信號值；
[0020]信號檢測模塊，用于判斷所述信號值是否超過AWD中斷的上限閥值或者低于AWD中斷的下限閥值，且在所述信號值超過上限閥值或者低于下限閥值時，輸出觸發(fā)信號觸發(fā)AffD中斷；以及
[0021]數(shù)據(jù)處理模塊，用于記錄觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值，計算模擬信號的半周期值；以及
[0022]參數(shù)設置模塊，用于根據(jù)觸發(fā)AWD中斷的條件，動態(tài)調整上限閥值和下限閥值。
[0023]優(yōu)選地，所述參數(shù)設置模塊還用于配置AWD功能，設置AWD中斷初始的上限閥值和下限閥值。
[0024]優(yōu)選地，所述參數(shù)設置模塊設置AWD中斷初始的上限閥值和下限閥值具體為:將上限閥值設置為預設正常上限值，將下限閥值設置為預設正常下限值。
[0025]優(yōu)選地，所述信號采樣模塊包括GPIO 口和模擬/數(shù)字轉換器，所述信號采樣模塊具體用于:通過GPIO 口接收模擬信號，使能模擬/數(shù)字轉換器，掃描GPIO 口接收到的模擬信號并實時米樣信號值。
[0026]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理模塊具體用于:存儲上一次觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值t0，記錄當前觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值tl，將tl與tO做差，計算出模擬信號的半周期值。
[0027]本發(fā)明提供的捕獲模擬信號周期的方法，通過掃描接收到的模擬信號并實時采樣信號值，當信號值超過上限閥值或者低于下限閥值時，觸發(fā)AWD中斷，并記錄觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值，然后判斷當前觸發(fā)AWD中斷的條件是否是信號值超過上限閥值，若是信號值超過上限閥值而觸發(fā)AWD中斷，則將上限閥值設置為預設最大上限值，并將下限閥值設置為預設正常下限值，若是信號值低于下限閥值而觸發(fā)AWD中斷，則將上限閥值設置為預設正常上限值，并將下限閥值設置為預設最小下限值，然后繼續(xù)掃描接收到的模擬信號實時采樣信號值，記錄觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值。本發(fā)明捕獲模擬信號周期的方法，利用單片機的AWD功能，檢測一段時間內的模擬信號，通過記錄觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值來捕獲模擬信號的周期，上限閥值和下限閥值由可根據(jù)模擬信號幅值任意調整，從而相對于比較器檢測方式容錯性更好，能夠提高模擬信號周期捕獲的準確性和靈活性，而且不需增加外圍電路來調節(jié)AWD中斷上/下限閥值，節(jié)約成本，易于實現(xiàn)?！緦＠綀D】
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明捕獲模擬信號周期的方法一實施例的流程示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明捕獲模擬信號周期的方法設置AWD中斷上/下限閥值的實例圖；
[0030]圖3為本發(fā)明捕獲模擬信號周期的方法另一實施例的流程示意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明捕獲模擬信號周期的系統(tǒng)較佳實施例的功能模塊示意圖；
[0032]圖5為本發(fā)明捕獲模擬信號周期的系統(tǒng)中信號采樣模塊的功能模塊示意圖。
[0033]本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0034]以下結合說明書附圖及具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術方案。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0035]本發(fā)明提供一種捕獲模擬信號周期的方法。
[0036]參照圖1和圖2，圖1為本發(fā)明捕獲模擬信號周期的方法一實施例的流程示意圖；圖2為本發(fā)明捕獲模擬信號周期的方法設置AWD中斷上/下限閥值的實例圖。圖2中，縱軸表不電壓軸(V),橫軸表不時間軸(t)。
[0037]如圖1所示，本發(fā)明實施例中，捕獲模擬信號周期的方法包括以下步驟:
[0038]步驟SlO:掃描接收到的模擬信號并實時采樣信號值；
[0039]系統(tǒng)在接收到外部輸入的模擬信號后，連續(xù)掃描所接收到的模擬信號，并存在該模擬信號每一時刻對應的信號值(即電壓值)，從而能夠實時采樣到一信號值，通過檢測采樣到的信號值來檢測所接收到的模擬信號。
[0040]步驟S20:判斷所述信號值是否超過AWD中斷的上限閥值或者低于AWD中斷的下限閥值；
[0041]在采樣到某一時刻模擬信號對應的信號值后，系統(tǒng)檢測該信號值的大小，判斷采樣到的信號值是否超過當前設置的AWD中斷的上限閥值或者低于當前設置的AWD中斷的下限閥值。
[0042]步驟S30:若所述信號值超過上限閥值或者低于下限閥值，則觸發(fā)AWD中斷，進入步驟S40 ;若所述信號值未超過上限閥值或者低于下限閥值，則返回執(zhí)行步驟SlO ；
[0043]在本實施例中，設定AWD中斷被觸發(fā)的條件是采樣到的信號值超過當前設置的AffD中斷的上限閥值或者低于當前設置的AWD中斷的下限閥值，因此，在掃描模擬信號過程中，當采樣到模擬信號對應的信號值超過當前設置的AWD中斷的上限閥值時，就會觸發(fā)一次AWD中斷，或者當采樣到模擬信號對應的信號值低于當前設置的AWD中斷的下限閥值時，就會觸發(fā)一次AWD中斷。如果在掃描模擬信號過程中沒有采樣到高于上限閥值或者低于下限閥值的信號值，那么系統(tǒng)將繼續(xù)掃描模擬信號，直到采樣到的信號值高于上限閥值或者低于下限閥值，才會觸發(fā)一次AWD中斷。
[0044]步驟S40:記錄觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值，計算模擬信號的半周期值；
[0045]為了捕獲模擬信號的周期，在觸發(fā)AWD中斷時，系統(tǒng)記錄當前觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值，即記錄當前觸發(fā)AWD中斷時對應的時間，并且在下一次觸發(fā)時，將此時記錄的系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值作為前一次觸發(fā)AWD中斷記錄的計數(shù)值，而將下一次觸發(fā)時記錄的計數(shù)值作為當前記錄的計數(shù)值，依次類推，在記錄當前觸發(fā)AWD中斷系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值后，將該當前觸發(fā)AWD中斷系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值作為前一次觸發(fā)AWD中斷記錄的計數(shù)值，根據(jù)記錄當前觸發(fā)AWD中斷系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值和前一次觸發(fā)AWD中斷記錄的計數(shù)值，即可計算出模擬信號的半周期值，從而連續(xù)兩次計算出的半周期值即為模擬信號的周期值。
[0046]步驟S50:判斷當前觸發(fā)AWD中斷的條件是否是所述信號值超過上限閥值；
[0047]步驟S60:若是所述信號值超過上限閥值而觸發(fā)AWD中斷，則將上限閥值設置為預設最大上限值MAX_UMIT，并將下限閥值設置為預設正常下限值L0W_UMIT，返回執(zhí)行步驟SlO ;若不是所述信號值超過上限閥值而觸發(fā)AWD中斷，則將上限閥值設置為預設正常上限值HIGH_LIMIT，并將下限閥值設置為預設最小下限值MIN_LIMIT，返回執(zhí)行步驟S10。
[0048]在本實施例中，在采樣到的信號值超過當前設置上限閥值的情況下，或者采樣到的信號值低于當前設置下限閥值的情況下，系統(tǒng)都會觸發(fā)AWD中斷，因此，為了確保在信號值超過當前設置上限閥值或者低于當前設置下限閥值條件下觸發(fā)一次AWD中斷后，在后續(xù)的信號值超過當前設置上限閥值或者低于當前設置下限閥值都不會再觸發(fā)AWD中斷，系統(tǒng)根據(jù)AWD中斷被觸發(fā)的條件，動態(tài)調整AWD中斷的上限閥值和下限閥值。
[0049]如圖2所示，在采樣到的信號值超過了 AWD中斷的上限閥值，系統(tǒng)觸發(fā)AWD中斷后，將上限閥值設置為預設最大上限值MAX_UMIT，并將下限閥值設置為預設正常下限值L0ff_LIMIT,使得即使后面連續(xù)采樣到的信號值高于預設正常上限值HIGH_UMIT，系統(tǒng)也不會再觸發(fā)AWD中斷，直至采樣到的信號值低于預設正常下限值L0W_UMIT時，才會觸發(fā)AWD中斷。
[0050]同理，在采樣到的信號值低于AWD中斷的下限閥值，系統(tǒng)觸發(fā)AWD中斷后，將上限閥值設置為預設正常上限值HIGH_UMIT，并將下限閥值設置為預設最小下限值MIN_LIMIT,使得即使后面連續(xù)采樣到的信號值低于預設正常下限值L0W_LIMIT，系統(tǒng)也不會再觸發(fā)AWD中斷，直至采樣到的信號值高于預設正常上限值HIGH_UMIT時，才會觸發(fā)AWD中斷。
[0051]在本實施例中，如圖2所示，上述預設最大上限值MAX_LIMIT高于所接收到的模擬信號的最大值MAX，具體可根據(jù)實際需求而設定，例如，若所接收到的模擬信號的最大值MAX為2.5V，則可以將該預設最大上限值MAX_UMIT設定為大于2.5V的值(如3V)。
[0052]上述預設最小下限值MIN_LIMIT低于所接收到的模擬信號的最小值MIN (即負最大值)，具體可根據(jù)實際需求而設定，例如，若所接收到的模擬信號的最小值MIN為-2.5V，則可以將該預設最小下限值MIN_LMIT設定為小于-2.5V的值(如-3V)。
[0053]上述預設正常上限值HIGH_UMIT為所接收到的模擬信號的正半周期中對應的一個信號值，是系統(tǒng)觸發(fā)AWD中斷所設定的上限閥值，當采樣到的信號值高于該預設正常上限值HIGH_LIMIT，系統(tǒng)觸發(fā)AWD中斷。為了減小相鄰的信號對待測信號周期的影響，優(yōu)選設置預設正常上限值HIGH_UMIT為大于O且小于模擬信號的最大值MAX的十分之一的值，例如，所接收到的模擬信號的最大值MAX為2.5V，可根據(jù)實際需求將該預設正常上限值HIGH_LIMIT設定為O?0.25V (不包含0V)之間的任意一信號值(如0.15V)。
[0054]上述預設正常下限值L0W_LIMIT為所接收到的模擬信號的負半周期中對應的一個信號值，是系統(tǒng)觸發(fā)AWD中斷所設定的下限閥值，當采樣到的信號值低于該預設正常下限值L0W_LIMIT，系統(tǒng)觸發(fā)AWD中斷。為了減小相鄰的信號對待測信號周期的影響，優(yōu)選設置預設正常下限值L0W_UMIT為大于模擬信號的最小值MIN的十分之一且小于O的值，例如，所接收到的模擬信號的最小值MIN為-2.5V，可根據(jù)實際需求將該預設正常下限值LOW_LIMIT設定為-0.25~OV (不包含0V)之間的任意一信號值(如-0.15V)。
[0055]應當說明的是，上述預設正常上限值HIGH_UMIT和預設正常下限值L0W_UMIT相對于OV對稱，如預設正常上限值HIGH_UMIT設定為0.15V時，預設正常下限值L0W_UMIT應當設定為-0.15V ;預設正常上限值HIGH_UMIT設定為0.2V時，預設正常下限值L0W_LIMIT應當設定為-0.2V。
[0056]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供的捕獲模擬信號周期的方法，利用單片機的AWD功能，檢測一段時間內的模擬信號，通過記錄觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值來捕獲模擬信號的周期，上限閥值和下限閥值由可根據(jù)模擬信號幅值任意調整，從而相對于比較器檢測方式容錯性更好，能夠提高模擬信號周期捕獲的準確性和靈活性，而且不需增加外圍電路來調節(jié)AWD中斷上/下限閥值，節(jié)約成本，易于實現(xiàn)。
[0057]具體地，上述步驟SlO具體為:通過GPIO 口接收模擬信號，使能模擬/數(shù)字轉換器，掃描GPIO 口接收到的模擬信號并實時采樣信號值。
[0058]在GPIO 口接收到外部輸入的模擬信號后，系統(tǒng)使能模擬/數(shù)字轉換器，掃描GPIO口接收到的模擬信號，將接收到的連續(xù)的模擬信號轉換為離散的數(shù)字信號，以實時采樣所接收到的模擬信號在每一時刻對應的信號值。
[0059]進一步地，上述步驟S40具體為:存儲上一次觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值t0，記錄當前觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值tl，將tl與t0做差，計算出模擬信號的半
周期值。
[0060]在本實施例中，在每次觸發(fā)AWD中斷時，系統(tǒng)都記錄一次觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值，因此系統(tǒng)會存儲上一次觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值t0，并記錄當前觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值tl，而且在下一次觸發(fā)時，將當前記錄的系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值tl作為上一次觸發(fā)AWD中斷記錄的計數(shù)值t0，而將下一次觸發(fā)時記錄的計數(shù)值作為當前記錄的計數(shù)值tl。由于在采樣到的信號值超過AWD中斷的上限閥值或者低于AWD中斷的下限閥值時，才會觸發(fā)從而AWD中斷，因此將當前觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值tl與上一
次觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值t0做差后，可得到模擬信號的半周期值
【權利要求】
1.一種捕獲模擬信號周期的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟SlO:掃描接收到的模擬信號并實時采樣信號值； 步驟S20:判斷所述信號值是否超過AWD中斷的上限閥值或者低于的下限閥值； 步驟S30:若所述信號值超過上限閥值或者低于下限閥值，則觸發(fā)AWD中斷，進入步驟S40 ;若所述信號值未超過上限閥值或者低于下限閥值，則返回執(zhí)行步驟SlO ； 步驟S40:記錄觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值，計算模擬信號的半周期值； 步驟S50:判斷當前觸發(fā)AWD中斷的條件是否是所述信號值超過上限閥值； 步驟S60:若是所述信號值超過上限閥值而觸發(fā)AWD中斷，則將上限閥值設置為預設最大上限值，并將下限閥值設置為預設正常下限值，返回執(zhí)行步驟SlO ;若不是所述信號值超過上限閥值而觸發(fā)AWD中斷，則將上限閥值設置為預設正常上限值，并將下限閥值設置為預設最小下限值，返回執(zhí)行步驟S10。
2.如權利要求1所述的捕獲模擬信號周期的方法，其特征在于，在所述步驟SlO之前，還包括步驟S70:配置AWD功能，設置AWD中斷初始的上限閥值和下限閥值。
3.如權利要求2所述的捕獲模擬信號周期的方法，其特征在于，所述設置AWD中斷初始的上限閥值和下限閥值具體為:將上限閥值設置為預設正常上限值，將下限閥值設置為預設正常下限值。
4.如權利要求1所述的捕獲模擬信號周期的方法，其特征在于，所述步驟SlO具體為:通過GPIO 口接收模擬信號，使能模擬/數(shù)字轉換器，掃描GPIO 口接收到的模擬信號并實時米樣信號值。
5.如權利要求1所述的捕獲模擬信號周期的方法，其特征在于，所述步驟S40具體為: 存儲上一次觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值t0，記錄當前觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值tl，將tl與to做差，計算出模擬信號的半周期值。
6.一種捕獲模擬信號周期的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 信號采樣模塊，用于掃描接收到的模擬信號并實時采樣信號值； 信號檢測模塊，用于判斷所述信號值是否超過AWD中斷的上限閥值或者低于AWD中斷的下限閥值，且在所述信號值超過上限閥值或者低于下限閥值時，輸出觸發(fā)信號觸發(fā)AWD中斷； 數(shù)據(jù)處理模塊，用于記錄觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值，計算模擬信號的半周期值；以及 參數(shù)設置模塊，用于根據(jù)觸發(fā)AWD中斷的條件，動態(tài)調整上限閥值和下限閥值。
7.如權利要求6所述的捕獲模擬信號周期的系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)設置模塊還用于配置AWD功能，設置AWD中斷初始的上限閥值和下限閥值。
8.如權利要求7所述的捕獲模擬信號周期的系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)設置模塊設置AWD中斷初始的上限閥值和下限閥值具體為:將上限閥值設置為預設正常上限值，將下限閥值設置為預設正常下限值。
9.如權利要求6所述的捕獲模擬信號周期的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采樣模塊包括GPIO 口和模擬/數(shù)字轉換器，所述信號采樣模塊具體用于:通過GPIO 口接收模擬信號，使能模擬/數(shù)字轉換器，掃描GPIO 口接收到的模擬信號并實時采樣信號值。
10.如權利要求6所述的捕獲模擬信號周期的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊具體用于:存儲上一次觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值tO，記錄當前觸發(fā)AWD中斷時系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值tl，將tl與tO做差，計算出模 擬信號的半周期值。
【文檔編號】G06F11/07GK103793287SQ201410016480
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權日:2014年1月14日
【發(fā)明者】陳柳章 申請人:深圳市文鼎創(chuàng)數(shù)據(jù)科技有限公司