低成本高實時的ip互聯(lián)通信控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于通信控制領(lǐng)域，尤其涉及一種IP互聯(lián)通信控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，脈寬調(diào)制P麗技術(shù)在工業(yè)自動化、節(jié)能降耗方面均得到廣泛的應(yīng)用，在高精度的應(yīng)用場合中，閉環(huán)反饋機制發(fā)揮著重要作用，如何配合PWM控制和ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換兩者之間的使用就成了 IP互聯(lián)通信反饋機制中的重點和難點?，F(xiàn)有的IP互聯(lián)通信方式之中，PWM技術(shù)和模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC之間均是用軟件來協(xié)調(diào)配合使用，軟件控制PWM信號輸出至被控制裝置，同時通過軟件延時特定時間后，軟件控制啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換。通過軟件來實現(xiàn)PWM技術(shù)和ADC之間配合使用，優(yōu)點是軟件在針對具體應(yīng)用時的擴展性和靈巧性強，缺點是在高精度的應(yīng)用場合中，需要高頻率的PWM信號輸出，此時如果通過軟件來控制輸出PWM信號并且啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換，會導(dǎo)致實時性不強，并且會產(chǎn)生一定的誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服已有IP互聯(lián)通信方式需要通過軟件來控制、實時性不強、精度較低的不足，本發(fā)明提供了一種無需軟件干預(yù)、實時性良好、精度較高的低成本高實時的IP互聯(lián)通信控制裝置。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種低成本高實時的IP互聯(lián)通信控制裝置，所述控制裝置包括PWM單元、SPI單元和ADC單元，其中，
[0006]所述PWM單元用于輸出多路PWM信號和一路硬件觸發(fā)信號，所述PWM單元包括一個PWM信號輸出控制器、一個控制寄存器和一個硬件觸發(fā)信號發(fā)生器，所述PWM信號輸出控制器控制輸出多路PWM信號；控制寄存器在軟件初始化時進行設(shè)置，從而控制每一路的硬件觸發(fā)信號相對于該路PWM信號的產(chǎn)生時刻；硬件觸發(fā)信號發(fā)生器將每路產(chǎn)生的硬件觸發(fā)信號合并成一路輸出至SPI單元；
[0007]所述SPI單元用于接收硬件觸發(fā)信號，啟動ADC采樣轉(zhuǎn)換和接收采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果，所述SPI單元包括一個硬件觸發(fā)信號接收器、一個SPI傳輸控制器和一個接收緩沖器，所述硬件觸發(fā)信號接收器接收到硬件觸發(fā)信號后啟動SPI傳輸控制器，所述SPI傳輸控制器接收由硬件觸發(fā)信號接收器輸出的啟動傳輸信號后，輸出模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動信號至ADC單元，所述接收緩沖器接收ADC單元輸出的采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果并當(dāng)結(jié)果數(shù)據(jù)數(shù)目達到接收緩沖閾值時，產(chǎn)生中斷；
[0008]所述ADC單元用于對被控制裝置輸出的待采樣模擬信號進行采樣轉(zhuǎn)換，所述ADC單元包括一個轉(zhuǎn)換控制器和一個輸出緩沖器，所述轉(zhuǎn)換控制器接收模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動信號以啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換，所述輸出緩沖器存儲并輸出采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果。
[0009]進一步，所述PWM信號輸出控制器中，設(shè)置為左對齊、右對齊或者中心對齊的互補帶死區(qū)時間的PWM信號，或設(shè)置為多路獨立的PWM信號，每一路的PWM信號均可設(shè)置周期及占空比。
[0010]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:1、在軟件初始化完P(guān)WM單元的寄存器后，每個PWM信號周期均由PWM單元硬件觸發(fā)SPI單元從而啟動ADC單元進行采樣轉(zhuǎn)換，初始化結(jié)束后無需軟件對PWM單元、SPI單元和ADC單元三者之間的協(xié)同進行操作；2、裝置功能穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，由于整個連續(xù)觸發(fā)過程無需軟件干預(yù)，實時性強，精度也非常高；3、裝置接口少，與被控制裝置的連接方便，自動控制；4、采用PWM信號對被控制裝置進行操作，具有一定的節(jié)能降耗效果。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的低成本高實時的IP互聯(lián)通信控制裝置的工作原理圖；
[0012]圖2為PWM單元的結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖3為SPI單元的結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖4為ADC單元的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖5為本發(fā)明的工作流程示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
[0017]參照圖1?圖5，一種低成本高實時的IP互聯(lián)通信控制裝置，所述控制裝置包括PWM單元、SPI單元和ADC單元，其中，
[0018]所述PWM單元用于輸出多路PWM信號和一路硬件觸發(fā)信號，所述PWM單元包括一個PWM信號輸出控制器、一個控制寄存器和一個硬件觸發(fā)信號發(fā)生器，所述PWM信號輸出控制器控制輸出多路PWM信號；控制寄存器在軟件初始化時進行設(shè)置，從而控制每一路的硬件觸發(fā)信號相對于該路PWM信號的產(chǎn)生時刻；硬件觸發(fā)信號發(fā)生器將每路產(chǎn)生的硬件觸發(fā)信號合并成一路輸出至SPI單元；
[0019]所述SPI單元用于接收硬件觸發(fā)信號，啟動ADC采樣轉(zhuǎn)換和接收采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果，所述SPI單元包括一個硬件觸發(fā)信號接收器、一個SPI傳輸控制器和一個接收緩沖器，所述硬件觸發(fā)信號接收器接收到硬件觸發(fā)信號后啟動SPI傳輸控制器，所述SPI傳輸控制器接收由硬件觸發(fā)信號接收器輸出的啟動傳輸信號后，輸出模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動信號至ADC單元，所述接收緩沖器接收ADC單元輸出的采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果并當(dāng)結(jié)果數(shù)據(jù)數(shù)目達到接收緩沖閾值時，產(chǎn)生中斷；
[0020]所述ADC單元用于對被控制裝置輸出的待采樣模擬信號進行采樣轉(zhuǎn)換，所述ADC單元包括一個轉(zhuǎn)換控制器和一個輸出緩沖器，所述轉(zhuǎn)換控制器接收模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動信號以啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換，所述輸出緩沖器存儲并輸出采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果。
[0021]進一步，所述PWM信號輸出控制器中，設(shè)置為左對齊、右對齊或者中心對齊的互補帶死區(qū)時間的PWM信號，或設(shè)置為多路獨立的PWM信號，每一路的PWM信號均可設(shè)置周期及占空比。
[0022]本實施例中，PWM單元中，控制寄存器輸出配置信號至硬件觸發(fā)信號發(fā)生器，該配置信號用于分別設(shè)置每個硬件觸發(fā)信號在每路PWM每次輸出信號周期內(nèi)的產(chǎn)生時刻。輸出控制器輸出PWM信號至被控制裝置，根據(jù)被控制裝置所需的PWM信號路數(shù)，在初始化時使能指定路的PWM信號，禁能其余路的PWM信號，并在初始化完成后控制同步輸出PWM信號。硬件觸發(fā)信號發(fā)生器輸出硬件觸發(fā)信號，根據(jù)控制寄存器輸出的配置信息以產(chǎn)生硬件觸發(fā)信號，并將每路產(chǎn)生的硬件觸發(fā)信號合并成一路，輸出至SPI單元。
[0023]SPI單元中，硬件觸發(fā)信號接收器在每次PWM輸出信號周期內(nèi)可接收多個硬件觸發(fā)信號，但是在一個硬件觸發(fā)信號啟動一次采樣轉(zhuǎn)換操作后并且接收到傳輸控制器輸出的采樣完成指示信號前，硬件觸發(fā)信號接收器不接收下一個硬件觸發(fā)信號，直到接收到采樣完成指示信號后，硬件觸發(fā)信號接收器接收下一個硬件觸發(fā)信號，硬件觸發(fā)信號接收器在接收到一個硬件觸發(fā)信號后，啟動SPI傳輸控制器對ADC單元進行操作。SPI傳輸控制器在每次接收到硬件觸發(fā)信號接收器輸出的啟動傳輸信號時，啟動SPI協(xié)議狀態(tài)機，輸出模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動信號以使能一次ADC單元進行采樣轉(zhuǎn)換操作，一次采樣轉(zhuǎn)換操作結(jié)束時輸出一個采樣完成指示信號至硬件觸發(fā)信號接收器。接收緩沖器接收ADC單元輸出的采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)，當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)數(shù)目達到接收緩沖器的閾值時，產(chǎn)生中斷。
[0024]ADC單元中，轉(zhuǎn)換控制器每次接收到傳輸控制器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動信號時，啟動采樣轉(zhuǎn)換狀態(tài)機，對待采樣模擬信號進行采樣和轉(zhuǎn)換操作。輸出緩沖器存儲指定數(shù)目的采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果，并輸出至SPI單元的接收緩沖器。
[0025]按照圖5所示本發(fā)明實施方式的工作流程示意圖，程序開始時，先對PWM控制寄存器進行軟件初始化，以設(shè)置每個硬件觸發(fā)信號在每路PWM每次輸出信號周期內(nèi)的產(chǎn)生時刻。軟件初始化完成后，裝置開始運行，PWM單元輸出指定路的PWM信號，并在每個PWM信號周期產(chǎn)生多個硬件觸發(fā)信號，SPI單元在接收一個硬件觸發(fā)信號之前，判斷前一次ADC采樣轉(zhuǎn)換是否完成，如未完成，SPI單元不接收該硬件觸發(fā)信號，并在接收下一個硬件觸發(fā)信號之前繼續(xù)進行此判斷；如已完成，SPI單元接收該硬件觸發(fā)信號。SPI單元接收到硬件觸發(fā)信號后，傳輸控制器輸出模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動信號以啟動ADC單元對待采樣模擬信號進行采樣和轉(zhuǎn)換。ADC單元將模數(shù)轉(zhuǎn)換得到的結(jié)果數(shù)據(jù)暫存在輸出緩沖器中，并通過輸出緩沖器輸出至SPI單元的接收緩沖器，當(dāng)接收緩沖器接收到的采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)數(shù)目達到閾值時，產(chǎn)生中斷。
【主權(quán)項】
1.一種低成本高實時的IP互聯(lián)通信控制裝置，其特征在于:所述控制裝置包括PWM單元、SPI單元和ADC單元，其中， 所述PWM單元用于輸出多路PWM信號和一路硬件觸發(fā)信號，所述PWM單元包括一個PWM信號輸出控制器、一個控制寄存器和一個硬件觸發(fā)信號發(fā)生器，所述PWM信號輸出控制器控制輸出多路PWM信號；控制寄存器在軟件初始化時進行設(shè)置，從而控制每一路的硬件觸發(fā)信號相對于該路PWM信號的產(chǎn)生時刻；硬件觸發(fā)信號發(fā)生器將每路產(chǎn)生的硬件觸發(fā)信號合并成一路輸出至SPI單元； 所述SPI單元用于接收硬件觸發(fā)信號，啟動ADC采樣轉(zhuǎn)換和接收采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果，所述SPI單元包括一個硬件觸發(fā)信號接收器、一個SPI傳輸控制器和一個接收緩沖器，所述硬件觸發(fā)信號接收器接收到硬件觸發(fā)信號后啟動SPI傳輸控制器，所述SPI傳輸控制器接收由硬件觸發(fā)信號接收器輸出的啟動傳輸信號后，輸出模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動信號至ADC單元，所述接收緩沖器接收ADC單元輸出的采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果并當(dāng)結(jié)果數(shù)據(jù)數(shù)目達到接收緩沖閾值時，產(chǎn)生中斷； 所述ADC單元用于對被控制裝置輸出的待采樣模擬信號進行采樣轉(zhuǎn)換，所述ADC單元包括一個轉(zhuǎn)換控制器和一個輸出緩沖器，所述轉(zhuǎn)換控制器接收模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動信號以啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換，所述輸出緩沖器存儲并輸出采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的低成本高實時的IP互聯(lián)通信控制裝置，其特征在于:所述PWM信號輸出控制器中，設(shè)置為左對齊、右對齊或者中心對齊的互補帶死區(qū)時間的PWM信號，或設(shè)置為多路獨立的PWM信號，每一路的PWM信號均可設(shè)置周期及占空比。
【專利摘要】一種低成本高實時的IP互聯(lián)通信控制裝置，包括PWM單元、SPI單元和ADC單元，所述PWM單元用于輸出多路PWM信號和一路硬件觸發(fā)信號，所述PWM單元包括一個PWM信號輸出控制器、一個控制寄存器和一個硬件觸發(fā)信號發(fā)生器；所述SPI單元用于接收硬件觸發(fā)信號，啟動ADC采樣轉(zhuǎn)換和接收采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果，所述SPI單元包括一個硬件觸發(fā)信號接收器、一個SPI傳輸控制器和一個接收緩沖器；所述ADC單元用于對被控制裝置輸出的待采樣模擬信號進行采樣轉(zhuǎn)換，所述ADC單元包括一個轉(zhuǎn)換控制器和一個輸出緩沖器。本發(fā)明提供了一種無需軟件干預(yù)、實時性良好、精度較高的低成本高實時的IP互聯(lián)通信控制裝置。
【IPC分類】H04L12-02, H04L12-46
【公開號】CN104639336
【申請?zhí)枴緾N201510073004
【發(fā)明人】楊軍, 項延德, 沈君成
【申請人】杭州中天微系統(tǒng)有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月12日