CN104809278B - 多路pwm波生成方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供多路PWM波生成方法及系统,应用于具有多个端口以及多个与所述端口对应的位口的微处理器,通过对各位口的占空比值按一定的顺序进行存储,当定时器计时的时间与某占空比值对应时,令相应的位口执行电平翻转的动作,在计时到一个周期时,即对所有占空比值对应的位口进行了逻辑操作,即在现有的硬件平台上,主要通过软件方面的改进,生成多路的PWM波,成本低,效率高。

Description

多路PWM波生成方法及系统
技术领域
本发明涉及PWM波的生成方法及系统,特别是涉及一种利用软件设计生成多路PWM的方法及系统。
背景技术
在现代照明系统中,例如汽车行业照明系统中,一个灯所用的led灯数量越来越多,而一般的采用数字开关电源的方式对多路led灯进行针对性调光的难度非常高,因为对于大部分微处理器而言,由于片子内部结构和尺寸等的限制的原因,无法集成足够多的pwm生成通道,因此在减少开发成本情况下如何通过软件来实现微处理器生成多路pwm具有很重要的意义。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种多路PWM波生成方法及系统,用于解决现有技术中不能通过有限的硬件资源生成多路PWM波的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种多路PWM波生成方法,应用于具有多个端口以及多个与所述端口对应的位口的微处理器,包括如下步骤:S11:配置表格以及PWM波的周期,所述表格包括第一表格、第二表格、和第三表格,所述第一表格存储各所述位口欲输出的PWM波占空比值,并按照预设的顺序对所述占空比值进行排序,所述第二表格存储欲输出PWM波的各端口信息,所述第三表格存储欲输出PWM波的各位口信息;S12:初始化定时器以及各所述位口;S13:当定时中断函数判断所述定时器计时的时间与一PWM波占空比值相对应时,令与所述PWM波占空比值相对应的所述位口进行电平的翻转;S14:当定时中断函数判断所述定时器计时的时间达到所述周期时,返回步骤S12。
可选的,还包括如下步骤:当判断一位口的PWM波占空比值发生更新时,根据所述预设的顺序将所述位口的PWM波占空比值存入第一表格的对应位置。
可选的,在步骤S11中,对值为0%和100%的所述位口欲输出的PWM波占空比值不进行存储。
可选的,所述微处理器的型号为MC9S12G48。
可选的,所述多路PWM波生成方法应用于对多个大功率LED进行动态控制。
可选的,所述第一表格存储的各所述位口欲输出的PWM波占空比值,进行冒泡排序。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明还提供一种多路PWM波生成系统,应用于具有多个端口以及多个与所述端口对应的位口的微处理器,其特征在于,包括如下模块:配置模块,用于配置表格以及PWM波的周期,所述表格包括第一表格、第二表格、和第三表格,所述第一表格存储各所述位口欲输出的PWM波占空比值,并按照预设的顺序对所述占空比值进行排序,所述第二表格存储欲输出PWM波的各端口信息,所述第三表格存储欲输出PWM波的各位口信息;初始化模块,初始化定时器以及各所述位口;逻辑处理模块,用于当定时中断函数判断所述定时器计时的时间与一PWM波占空比值相对应时,令与所述PWM波占空比值相对应的所述位口进行电平的翻转;且用于当定时中断函数判断所述定时器计时的时间达到所述周期时,令所述初始化模块初始化定时器以及各所述位口。
可选的,还包括:更新模块,当判断一位口的PWM波占空比值发生更新时,根据所述预设的顺序将所述位口的PWM波占空比值存入第一表格的对应位置。
可选的,所述配置模块对值为0%和100%的所述位口欲输出的PWM波占空比值不存储于所述第一表格中。
可选的,所述第一表格存储的各所述位口欲输出的PWM波占空比值,进行冒泡排序。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明还提供一种多路PWM波生成系统,包括:具有多个端口以及多个与所述端口对应的位口的微处理器;所述微处理器用于配置表格以及PWM波的周期,所述表格包括第一表格、第二表格、和第三表格,所述第一表格存储各所述位口欲输出的PWM波占空比值,并按照预设的顺序对所述占空比值进行排序,所述第二表格存储欲输出PWM波的各端口信息,所述第三表格存储欲输出PWM波的各位口信息;且在配置结束时,所述微处理器初始化定时器以及各所述位口;且当判断所述定时器计时的时间与一PWM波占空比值相对应时,令与所述PWM波占空比值相对应的所述位口进行电平的翻转;且在判断所述定时器计时的时间达到所述周期时,所述微处理器初始化定时器以及各所述位口。
如上所述,本发明的一种多路PWM波生成方法及系统,通过将各位口的PWM波占空比值按预定的顺序排列,当计时到与某一占空比值相对应时,令与占空比值相对应的位口进行电平的翻转,当计时达到一个周期时,也即对所有与各占空比值相对应的位口进行了相应的逻辑处理,本发明可在现有的硬件平台上,主要通过软件方面的改进,生成多路的PWM波,成本低,效率高。
附图说明
图1显示为本发明的多路PWM波生成方法在一具体实施例中的流程示意图。
图2显示为本发明的多路PWM波生成系统在一具体实施例中的模块结构示意图。
图3显示为本发明的多路PWM波生成系统在一具体实施例中的模块结构示意图。
元件标号说明
1、2 多路PWM波生成系统
11 配置模块
12 初始化模块
13 逻辑处理模块
21 微处理器
S11~S14 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
由于PWM波广泛运用于电机控制、数字开关电源、以及LED驱动等电路设计中,而在采用微处理器生成PWM波的技术,由于微处理器自身尺寸大小和集成工艺上的限制,一般微处理器自身集成的PWM波生成路数比较少(大部分不会超过10路),因此在软件上进行改进以生成多路PWM波的具有很重大的意义。
请参阅图1,显示为本发明的多路PWM波生成方法在一具体实施例中的流程示意图,所述多路PWM波生成方法,应用于具有多个端口以及多个与所述端口对应的位口的微处理器,所述微处理器的型号例如为飞思卡尔MC9S12G48。例如微处理器包括端口P1、P2、以及P3,各端口具有相应的位口,例如端口P1具有位口P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.7。所述端口P2也具有与其对应的位口,例如P2.0~P2.7,所述端口P3也具有与其对应的位口,例如P3.0~P3.7。
所述方法包括如下步骤:
S11:配置表格以及PWM波的周期,所述表格包括第一表格、第二表格、和第三表格,所述第一表格存储各所述位口欲输出的PWM波占空比值,并按照预设的顺序对所述占空比值进行排序,所述第二表格存储欲输出PWM波的各端口信息,所述第三表格存储欲输出PWM波的各位口信息;于一具体实施例中,所述位口的PWM波占空比值以冒泡顺序进行排列,且当判断一位口的PWM波占空比值发生更新时,根据所述预设的顺序将所述位口的PWM波占空比值存入第一表格的对应位置。
S12:初始化定时器以及各所述位口;即令所述定时器以及各所述位口的值清零。
S13:当定时中断函数判断所述定时器计时的时间与一PWM波占空比值相对应时,令与所述PWM波占空比值相对应的所述位口进行电平的翻转;于一具体实施例中,例如位口P1.0的占空比值为10%,位口P1.1的占空比值为20%,位口P1.2的占空比值为30%,位口P1.3的占空比值为40%,位口P1.4的占空比值为50%,位口P1.5的占空比值为60%,位口P1.6的占空比值为70%,位口P1.7的占空比值为80%。例如所述PWM波的周期被设置为100ms,即当所述定时器计时的时间为20ms时,所述位口P1.7进行电平的翻转,即位口P1.7由0变为1,当所述定时器计时的时间为30ms时,所述位口P1.6进行电平的翻转,当所述定时器计时的时间为40ms时,所述位口P1.5进行电平的翻转,当所述定时器计时的时间为50ms时,所述位口P1.4进行电平的翻转,当所述定时器计时的时间为60ms时,所述位口P1.3进行电平的翻转,当所述定时器计时的时间为70ms时,所述位口P1.2进行电平的翻转,当所述定时器计时的时间为80ms时,所述位口P1.1进行电平的翻转,当所述定时器计时的时间为90ms时,所述位口P1.0进行电平的翻转。
S14:当定时中断函数判断所述定时器计时的时间达到所述周期时,返回步骤S12。即当所述定时器计时的时间为100ms时,即对所有占空比值对应的位口进行了逻辑处理,一个周期结束,初始化定时器以及各所述位口。并重复以上PWM波的生成步骤。
优选的,在步骤S11中,对值为0%和100%的所述位口欲输出的PWM波占空比值不进行存储。因为对值为0%和100%的所述位口不需要进行电平的翻转,只需要在初始配置的时候对对应位口设置为固定的高电平和低电平即可。这样可以减轻微处理器的数据处理负担,提高处理效率。
于本具体实施例中,所述微处理器运用精密定时器计数法,提高计时的精度,计时偏差可限制在1%以内,且本方法可以实现多路频率在300Hz以上PWM独立输出,可用于满足多路大功率LED调光需求,PWM波路数越少可以产生的PWM频率越高。
请参阅图2,显示为本发明的多路PWM波生成系统在一具体实施例中的模块结构示意图。所述多路PWM波生成系统1应用于具有多个端口以及多个与所述端口对应的位口的微处理器,所述微处理器的型号例如为飞思卡尔MC9S12G48。例如微处理器包括端口P1、P2、以及P3,各端口具有相应的位口,例如端口P1具有位口P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.7。所述端口P2也具有与其对应的位口,例如P2.0~P2.7,所述端口P3也具有与其对应的位口,例如P3.0~P3.7。所述多路PWM波生成系统1包括:
配置模块11,用于配置表格以及PWM波的周期,所述表格包括第一表格、第二表格、和第三表格,所述第一表格存储各所述位口欲输出的PWM波占空比值,并按照预设的顺序对所述占空比值进行排序,所述第二表格存储欲输出PWM波的各端口信息,所述第三表格存储欲输出PWM波的各位口信息;于一具体实施例中,所述位口的PWM波占空比值以冒泡顺序进行排列,且当判断一位口的PWM波占空比值发生更新时,根据所述预设的顺序将所述位口的PWM波占空比值存入第一表格的对应位置。优选的,所述配置模块11对值为0%和100%的所述位口欲输出的PWM波占空比值不进行存储。因为对值为0%和100%的所述位口不需要进行电平的翻转,只需要在初始配置的时候对对应位口设置为固定的高电平和低电平即可。这样可以减轻微处理器的数据处理负担,提高处理效率。
初始化模块12,初始化定时器以及各所述位口;即令所述定时器以及各所述位口的值清零。
逻辑处理模块13,用于当定时中断函数判断所述定时器计时的时间与一PWM波占空比值相对应时,令与所述PWM波占空比值相对应的所述位口进行电平的翻转;且用于当定时中断函数判断所述定时器计时的时间达到所述周期时,令所述初始化模块初始化定时器以及各所述位口。当定时中断函数判断所述定时器计时的时间与一PWM波占空比值相对应时,令与所述PWM波占空比值相对应的所述位口进行电平的翻转;于一具体实施例中,例如位口P1.0的占空比值为10%,位口P1.1的占空比值为20%,位口P1.2的占空比值为30%,位口P1.3的占空比值为40%,位口P1.4的占空比值为50%,位口P1.5的占空比值为60%,位口P1.6的占空比值为70%,位口P1.7的占空比值为80%。例如所述PWM波的周期被设置为100ms,即当所述定时器计时的时间为20ms时,所述位口P1.7进行电平的翻转,即位口P1.7由0变为1,当所述定时器计时的时间为30ms时,所述位口P1.6进行电平的翻转,当所述定时器计时的时间为40ms时,所述位口P1.5进行电平的翻转,当所述定时器计时的时间为50ms时,所述位口P1.4进行电平的翻转,当所述定时器计时的时间为60ms时,所述位口P1.3进行电平的翻转,当所述定时器计时的时间为70ms时,所述位口P1.2进行电平的翻转,当所述定时器计时的时间为80ms时,所述位口P1.1进行电平的翻转,当所述定时器计时的时间为90ms时,所述位口P1.0进行电平的翻转。
且当所述定时器计时的时间为100ms时,即对所有占空比值对应的位口进行了逻辑处理,一个周期结束,初始化定时器以及各所述位口。并令所述初始化模块12初始化定时器以及各所述位口。
于本具体实施例中,所述微处理器运用精密定时器计数法,提高计时的精度,计时偏差可限制在1%以内,且本方法可以实现多路频率在300Hz以上PWM独立输出,可用于满足多路大功率LED调光需求,PWM波路数越少可以产生的PWM频率越高。
请参阅图3,显示为本发明的多路PWM波生成系统在一具体实施例中的模块结构示意图。所述多路PWM波生成系统2,包括:具有多个端口以及多个与所述端口对应的位口的微处理器21。所述微处理器的型号例如为飞思卡尔MC9S12G48。
所述微处理器21用于配置表格以及PWM波的周期,所述表格包括第一表格、第二表格、和第三表格,所述第一表格存储各所述位口欲输出的PWM波占空比值,并按照预设的顺序对所述占空比值进行排序,所述第二表格存储欲输出PWM波的各端口信息,所述第三表格存储欲输出PWM波的各位口信息;且在配置结束时,所述微处理器21初始化所述定时器以及各所述位口;且当判断所述定时器计时的时间与一PWM波占空比值相对应时,令与所述PWM波占空比值相对应的所述位口进行电平的翻转;且在判断所述定时器计时的时间达到所述周期时,所述微处理器21初始化定时器以及各所述位口。
优选的,所述微处理器21对值为0%和100%的所述位口欲输出的PWM波占空比值不进行存储。因为对值为0%和100%的所述位口不需要进行电平的翻转,只需要在初始配置的时候对对应位口设置为固定的高电平和低电平即可。这样可以减轻所述微处理器21的数据处理负担,提高处理效率。
综上所述,本发明的一种多路PWM波生成方法及系统,通过将各位口的PWM波占空比值按预定的顺序排列,当计时到与某一占空比值相对应时,令与占空比值相对应的位口进行电平的翻转,当计时达到一个周期时,也即对所有与各占空比值相对应的位口进行了相应的逻辑处理,本发明可在现有的硬件平台上,主要通过软件方面的改进,生成多路的PWM波,成本低,效率高。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种多路PWM波生成方法,应用于具有多个端口以及多个与所述端口对应的位口的微处理器,其特征在于,包括如下步骤:
S11:配置表格以及PWM波的周期,所述表格包括第一表格、第二表格、和第三表格,所述第一表格存储各所述位口欲输出的PWM波占空比值,并按照预设的顺序对所述占空比值进行排序,所述第二表格存储欲输出PWM波的各端口信息,所述第三表格存储欲输出PWM波的各位口信息;
S12:初始化定时器以及各所述位口;
S13:当定时中断函数判断所述定时器计时的时间与一PWM波占空比值相对应时,令与所述PWM波占空比值相对应的所述位口进行电平的翻转;
S14:当定时中断函数判断所述定时器计时的时间达到所述周期时,返回步骤S12。
2.根据权利要求1所述的多路PWM波生成方法,其特征在于:还包括如下步骤:
当判断一位口的PWM波占空比值发生更新时,根据所述预设的顺序将所述位口的PWM波占空比值存入第一表格的对应位置。
3.根据权利要求1所述的多路PWM波生成方法,其特征在于:
在步骤S11中,对值为0%和100%的所述位口欲输出的PWM波占空比值不进行存储。
4.根据权利要求1所述的多路PWM波生成方法,其特征在于:所述多路PWM波生成方法应用于对多个大功率LED进行动态控制。
5.根据权利要求1所述的多路PWM波生成方法,其特征在于:所述第一表格存储的各所述位口欲输出的PWM波占空比值,进行冒泡排序。
6.一种多路PWM波生成系统,其特征在于:应用于具有多个端口以及多个与所述端口对应的位口的微处理器,其特征在于,包括如下模块:
配置模块,用于配置表格以及PWM波的周期,所述表格包括第一表格、第二表格、和第三表格,所述第一表格存储各所述位口欲输出的PWM波占空比值,并按照预设的顺序对所述占空比值进行排序,所述第二表格存储欲输出PWM波的各端口信息,所述第三表格存储欲输出PWM波的各位口信息;
初始化模块,初始化定时器以及各所述位口;
逻辑处理模块,用于当定时中断函数判断所述定时器计时的时间与一PWM波占空比值相对应时,令与所述PWM波占空比值相对应的所述位口进行电平的翻转;且用于当定时中断函数判断所述定时器计时的时间达到所述周期时,令所述初始化模块初始化定时器以及各所述位口。
7.根据权利要求6所述的多路PWM波生成系统,其特征在于:还包括:
更新模块,当判断一位口的PWM波占空比值发生更新时,根据所述预设的顺序将所述位口的PWM波占空比值存入第一表格的对应位置。
8.根据权利要求6所述的多路PWM波生成系统,其特征在于:所述配置模块对值为0%和100%的所述位口欲输出的PWM波占空比值不存储于所述第一表格中。
9.根据权利要求6所述的多路PWM波生成系统,其特征在于:所述第一表格存储的各所述位口欲输出的PWM波占空比值,进行冒泡排序。
10.一种多路PWM波生成系统,其特征在于:包括:
具有多个端口以及多个与所述端口对应的位口的微处理器;
所述微处理器用于配置表格以及PWM波的周期,所述表格包括第一表格、第二表格、和第三表格,所述第一表格存储各所述位口欲输出的PWM波占空比值,并按照预设的顺序对所述占空比值进行排序,所述第二表格存储欲输出PWM波的各端口信息,所述第三表格存储欲输出PWM波的各位口信息;且在配置结束时,所述微处理器初始化定时器以及各所述位口;且当判断所述定时器计时的时间与一PWM波占空比值相对应时,令与所述PWM波占空比值相对应的所述位口进行电平的翻转;且在判断所述定时器计时的时间达到所述周期时,所述微处理器初始化定时器以及各所述位口。
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