CN101526800A - 一种利用多周期pwm信号传递多个参数的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用多周期PWM信号传递多个参数的方法和系统，解决了传递参数时需要用到通讯接口或多条IO线，甚至D/A资源的问题。所述方法包括：第一控制器产生多周期PWM信号，将其传递到第二控制器；第二控制器测量PWM信号的有效电平时间和周期，根据PWM的周期确认所接收到的参数，并使用有效电平时间或占空比值对参数赋值。所述系统包括：第一控制器，用于产生和传递多周期PWM信号；第二控制器，用于测量PWM信号的有效电平时间和周期，根据PWM的周期确认所接收到的参数，以及使用有效电平时间或占空比值对参数赋值。本发明使用了控制器的定时器或PWM资源，而这种资源在控制器MCU中广泛存在，成本低且抗干扰能力强。

Description

一种利用多周期PWM信号传递多个参数的方法和系统
技术领域
本发明涉及传递参数，更具体地说，涉及一种利用多周期PWM信号传递多个参数的方法和系统。
背景技术
PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，其广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。随着电子技术的发展，出现了多种PWM技术，包括相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等。
在嵌入式控制系统、测量系统的领域中，用于两个控制器之间进行数据交换的方法很多，例如，使用I2C接口、SPI接口、SCI接口、LIN总线、CAN总线、并行PIO、D/A等。然而，这些方案都要用到通讯接口资源或多条IO线，甚至使用到D/A资源。当涉及到传递多个坐标值、开度值、温度值等参数时，这种方法会提高系统的成本，而且其中的一些方法抗干扰能力也不强。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种利用PWM信号传递参数的方法和系统。这种方法和系统使用了控制器的定时器或PWM资源，而这种资源在控制器MCU中广泛存在，成本低且抗干扰能力强，解决了需要用到通讯接口或多条IO线，甚至D/A资源的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种利用PWM信号传递参数的方法，所述方法包括：
S1)第一控制器产生多周期PWM信号，将其传递到第二控制器；
S2)第二控制器测量PWM信号的有效电平时间和周期，根据PWM的周期确认所接收到的参数，并使用有效电平时间或占空比值对参数赋值。
在本发明所述的利用PWM信号传递参数的方法中，所述方法进一步包括第一控制器使用PWM硬件、定时器或软件产生PWM信号。
在本发明所述的利用PWM信号传递参数的方法中，所述方法进一步包括第二控制器使用定时器或软件测量PWM信号的有效电平时间和周期。
在本发明所述的利用PWM信号传递参数的方法中，所述多周期PWM信号包含一个或多个不同的有效电平时间和周期。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种利用PWM信号传递参数的系统，包括：
第一控制器，用于产生和传递多周期PWM信号；
第二控制器，用于测量PWM信号的有效电平时间和周期，根据PWM的周期确认所接收到的参数，以及使用有效电平时间或占空比值对参数赋值。
在本发明所述的利用PWM信号传递参数的系统中，第一控制器包括用于产生PWM信号的PWM硬件、定时器和软件。
在本发明所述的利用PWM信号传递参数的系统中，第二控制器包括用于测量PWM信号的有效电平时间和周期的PWM硬件、定时器和软件。
在本发明所述的利用PWM信号传递参数的系统中，所述多周期PWM信号包含一个或多个不同的有效电平时间和周期。
实施本发明的利用PWM信号传递参数的方法和系统，具有以下有益效果：使用控制器的定时器或PWM资源，将PWM信号用于传递参数而非直接用于驱动执行器，也不用于产生D/A变换，其特点是在同一导线上传递具有多个不同周期和占空比的PWM信号，将PWM信号的周期和有效时间全部利用起来，这种PWM资源在控制器MCU中广泛存在，成本低且抗干扰能力强。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是具有相同周期和有效电平时间的PWM信号的示意图；
图2是具有两个不同周期和有效电平时间的PWM信号的示意图；
图3是本发明利用PWM信号传递参数的系统框图；
图4是本发明利用PWM信号传递参数的方法流程图；
图5是本发明利用PWM信号传递参数的一个实施例的电路原理图。
具体实施方式
本发明提供了一种利用PWM信号传递参数的方法和系统，相比传递参数时利用通讯接口或多条IO线，甚至D/A资源，所述方法和系统使用控制器的定时器或PWM资源，将PWM信号用于传递参数而非直接用于驱动执行器，也不用于产生D/A变换，其特点是在同一导线上传递具有多个不同周期和占空比的PWM信号，将PWM信号的周期和有效时间全部利用起来(即用周期区分)，这种PWM资源在控制器MCU中广泛存在，成本低且抗干扰能力强。
如图1所示，PWM信号具有相同的周期T，是一个有效电平在前的低电平有效的PWM信号。而在实际应用中，PWM信号既可以是低电平有效，也可以是高电平有效。PWM信号的有效电平可以在前，同样也可以在后。其周期为T，有效电平时间为Duty，Duty/T即为PWM信号的占空比。
图2所示的PWM信号具有两个不同的周期T1、T2和两个不同的有效电平时间Duty1、Duty2，而本发明的技术方案可以传递任意多个周期和有效电平时间的PWM信号，并不局限于此。
图3是本发明利用PWM信号传递参数的系统框图。所示系统包括第一控制器，用于产生和传递PWM信号；第二控制器，用于测量PWM信号的有效电平时间和周期，根据PWM的周期确认所接收到的参数，以及使用有效电平时间或占空比值对参数赋值。第一控制器包括用于产生PWM信号的PWM硬件、定时器或软件；第二控制器包括用于测量PWM信号的有效电平时间和周期的PWM硬件、定时器或软件。所述PWM信号包含一个或多个不同的有效电平时间和周期。在实际应用中，本发明也不局限于两个控制器之间的数据传递，同样也可应用在同一控制器内部的两个MCU之间的数据传递。
图4是本发明利用PWM信号传递参数的方法流程图。在步骤402，第一控制器产生PWM信号，并将其传递到第二控制器。所述PWM信号包括一个或多个不同的周期和有效电平时间。第一控制器可以采用PWM硬件产生PWM信号，同样也可以用定时器产生PWM信号，甚至可以用软件产生PWM信号。在步骤404，第二控制器测量PWM信号的有效电平时间和周期，根据PWM的周期确认所接收到的参数，并使用有效电平时间或占空比值对参数赋值。所述的测量步骤是使用第二控制器的定时器或软件完成的。
如图5所示，图中示出了本发明的一个实施例的电路原理图。控制器1因资源不够等原因，将步进电机驱动功能交给控制器2实现。为了避免传输线上可能引入的高电压损坏MCU，因此在控制器1的PWM输出上加了驱动缓冲，在控制器2的输入通道上加了三极管进行反相隔离。
控制器1只使用了MCU的一个定时器输出比较通道(或PWM通道)，控制器2只使用了MCU的1个定时器输入捕捉通道。
控制器1产生的PWM周期分别为10mS±0.5mS和20mS±1mS。控制器2收到周期为10mS±1mS的PWM信号时，将其占空比经过变换解释为步进电机1的目标步数；收到周期为20mS±2mS的PWM信号时，将其占空比经过变换解释为步进电机2的目标步数。控制器2丢弃周期为其它值的PWM信号。
可能的变换公式为：Steps＝(X-B)*C/(A-B)，其中：Steps为相应步进电机的目标步数，X为PWM的实际占空比(A≥X≥B)，A为控制器1产生的最大占空比(A％)，B为控制器1产生的最小占空比(B％)，C为步进电机的最大步数。由于系统误差的存在，实际上X可能超出【AB】区间。这时应首先将其限制在【AB】区间内，再进行变换。
本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1、一种利用多周期PWM信号传递多个参数的方法，其特征在于，所述方法包括：
S1)第一控制器产生多周期PWM信号，将其传递到第二控制器；
S2)第二控制器测量PWM信号的有效电平时间和周期，根据PWM的周期确认所接收到的参数，并使用有效电平时间或占空比值对参数赋值。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括第一控制器使用PWM硬件、定时器或软件产生PWM信号。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括第二控制器使用定时器或软件测量PWM信号的有效电平时间和周期。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多周期PWM信号包含一个或多个不同的有效电平时间和周期。
5、一种利用多周期PWM信号传递多个参数的系统，其特征在于，包括：
第一控制器，用于产生和传递多周期PWM信号；
第二控制器，用于测量PWM信号的有效电平时间和周期，根据PWM的周期确认所接收到的参数，以及使用有效电平时间或占空比值对参数赋值。
6、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，第一控制器包括用于产生多周期PWM信号的PWM硬件、定时器硬件和软件。
7、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，第二控制器包括用于测量PWM信号的有效电平时间和周期的定时器和软件。
8、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述多周期PWM信号包含一个或多个不同的有效电平时间和周期。
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CN104780084A (zh) * 2015-02-14 2015-07-15 河南西瑞医疗电子技术有限公司 一种pwm主从式单向多机通信的发送方法
CN111800203A (zh) * 2020-07-14 2020-10-20 南通西塔自动化科技有限公司 一种基于pwm的单总线通讯远程i/o实现方法及系统

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