CN105353212A - 一种检测信号频率的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种检测信号频率的方法及装置，其中，该方法包括：接收外部时钟源引脚输入的待检测方波信号；在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数；根据统计的所述触发沿次数，确定所述待检测方波信号的频率。本发明提供的一种检测信号频率的方法及装置，在不影响其它程序运行的情况下，可以检测出待检测方波信号的频率。

Description

一种检测信号频率的方法及装置

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，具体而言，涉及一种检测信号频率的方法及装置。

背景技术

在信号处理技术领域，往往需要根据传感器感应得到的信号转换为频率信号。以洗衣机的水位传感器为例，洗衣机水位传感器是一种将测试水位对应的压力信号转换为频率信号的装置。水位越高，压力越大，其输出的频率会越小。不同厂家，其传感器检测的基准值不同，但大多数都会达到几十kHz，是一种频率较高的方波信号。

检测信号频率往往首先需要计算方波信号中方波的个数。在现有技术中，往往按照以下方法计算方波信号中方波的个数：

利用方波信号中上升沿或者下降沿产生的中断来统计防波信号中方波的个数。具体地，以上升沿为例，每当检测到方波信号的上升沿时，便会产生一次中断程序。处理器接收到产生的中断程序后，便会中止当前正在处理的程序，转而去处理产生的中断程序。当中断程序处理完成后，便会继续处理之前被中止的程序。

为了能准确地捕捉到方波信号中的每个上升沿，往往会将上升沿产生的中断程序的优先级设置为最高。这样，一旦上升沿产生中断程序，处理器便可以及时处理，从而统计出方波信号中方波的个数。

然而，现有技术中的这种方法会有明显的缺陷：由于方波信号的频率往往在几十kHz，从而上升沿产生的中断程序会十分频繁。这样就导致其它程序需要不停地被处理器中止，无法流畅地被处理。甚至在其它程序没有处理完时，由于处理器接收到上升沿产生的中断程序，从而其它程序会被强行退出，这样会严重影响到整个程序的运行。

针对上述问题，目前尚未提出有效地解决方式。

发明内容

本发明实施例提供了一种检测信号频率的方法，以达到不影响其它程序的处理过程的目的，该方法包括：

接收外部时钟源引脚输入的待检测方波信号；

在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数；

根据统计的所述触发沿次数，确定所述待检测方波信号的频率。

在一个实施方式中，在所述在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数之前，所述方法还包括：响应于时钟源信号设置指令，将所述外部时钟源引脚输入的待检测方波信号设置为时钟源信号。

在一个实施方式中，所述在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数具体包括：确定预设时长的起始时间点处所述待检测方波信号的触发沿的起始次数；确定所述预设时长的终止时间点处所述待检测方波信号的触发沿的终止次数；将所述终止次数与所述起始次数的差值确定为所述预设时长内所述待检测方波信号的触发沿次数。

在一个实施方式中，所述待检测方波信号的触发沿包括所述待检测方波信号的上升沿；相应地，所述在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数具体包括：预先设置电平跳变的正阈值；在预设时长内统计所述待检测方波信号中电平跳变大于或者等于所述正阈值的次数。

在一个实施方式中，所述待检测方波信号的触发沿包括所述待检测方波信号的下降沿；相应地，所述在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数具体包括：预先设置电平跳变的负阈值；在预设时长内统计所述待检测方波信号中电平跳变小于或者等于所述负阈值的次数。

在一个实施方式中，按照下述公式根据统计的所述触发沿次数，确定所述待检测方波信号的频率：

F＝N/t

其中，F表示所述待检测方波信号的频率，N表示所述触发沿次数，t表示所述预设时长。

本发明实施例还提供了一种检测信号频率的装置，以达到不影响其它程序的处理过程的目的，该装置包括：

外部时钟源引脚，用于输入待检测方波信号；

计数器，用于在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数；

处理器，用于根据统计的所述触发沿次数，确定所述待检测方波信号的频率。

在一个实施方式中，所述装置还包括：时钟源信号设置模块，用于响应于时钟源信号设置指令，将所述外部时钟源引脚输入的待检测方波信号设置为时钟源信号。

在一个实施方式中，所述待检测方波信号的触发沿包括所述待检测方波信号的上升沿；相应地，所述计数器具体包括：正阈值设置模块，用于预先设置电平跳变的正阈值；第一统计模块，用于在预设时长内统计所述待检测方波信号中电平跳变大于或者等于所述正阈值的次数。

在一个实施方式中，所述待检测方波信号的触发沿包括所述待检测方波信号的下降沿；相应地，所述计数器具体包括：负阈值设置模块，用于预先设置电平跳变的负阈值；第二统计模块，用于在预设时长内统计所述待检测方波信号中电平跳变小于或者等于所述负阈值的次数。

根据本发明的一种检测信号频率的方法及装置，将外部时钟源引脚作为待检测方波信号的输入引脚，利用计数器统计出预设时长内所述待检测方波信号的触发沿次数，从而计算出方波信号的频率。而在统计过程中，该统计操作完全不会影响到其它程序的处理进程，很好的将该统计操作与其它程序分开，从而可以独立处理统计的过程。这样既减轻了处理器的负担，同时也使程序模块之间不会相互影响，有效提高了程序运行速率。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种检测信号频率的方法流程图；

图2为本申请实施例提供的一种检测信号频率的装置的功能模块图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种检测信号频率的方法流程图。虽然下文描述流程包括以特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些过程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行(例如使用并行处理器或多线程环境)。如图1所示，所述检测信号频率的方法可以包括：

S1：接收外部时钟源引脚输入的待检测方波信号。

在本申请实施例中，进行信号频率检测的过程可以在主芯片中进行。所述主芯片上可以设置外部时钟源引脚，用于将外部输入的信号作为主芯片内部模块的时钟源。所述主芯片中可以集成有处理器，计数器，内存以及模数转换器等模块。

在本申请实施例中，为了避免利用中断的方式对待检测方波信号中的方波个数进行统计，从而可以将所述待检测方波信号输入外部时钟源引脚，这样，所述主芯片便可以接收外部时钟源引脚输入的待检测方波信号，并将该待检测方波信号作为内部模块的时钟源信号。

在某些情况下，所述主芯片内部的计数器模块默认使用主芯片的内置时钟源，在这种情况下，为了让计数器模块能够正常对所述待检测方波信号进行计数，可以在步骤S1之后增加下述子步骤：

S11：响应于时钟源信号设置指令，将所述外部时钟源引脚输入的待检测方波信号设置为时钟源信号。

在实际应用场景中，用户可以向所述主芯片中的计数器模块下达时钟源信号设置指令，该指令可以将所述计数器模块接收的时钟源信号设置为外部时钟源引脚输入的待检测方波信号。也就是说，本申请实施例可以对所述计数器模块预先进行配置，使其在时钟源为外部时钟源输入时有效。这样，所述计数器模块便可以正常对所述待检测方波信号进行检测。

S2：在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数。

将所述待检测方波信号输入外部时钟源引脚后，所述计数器模块便可以开始统计所述待检测方波信号中方波出现的次数。具体地，在本申请实施例中所述计数器模块可以统计所述待检测方波信号的触发沿次数。所述触发沿可以指所述待检测方波信号的上升沿或者下降沿。在实际应用场景中，可以根据所述计数器模块的触发模式不同而统计相对应的触发沿次数。例如，当所述计数器模块为上升沿触发时，便可以统计所述待检测方波信号的上升沿次数；当所述计数器模块为下降沿触发时，便可以统计所述待检测方波信号的下降沿次数。

在本申请实施例中，为了检测所述待检测方波信号的频率，可以在预设的时长内统计方波信号中方波的个数，从而可以计算出所述待检测方波信号的频率。在接收到外部时钟源引脚输入的待检测方波信号后，所述计数器模块便开始统计所述待检测方波信号中触发沿次数。随着时间的推移，所述计数器模块中统计的触发沿次数会不断累加。在本申请实施例中，便可以用预设时长作为时间窗，截取所述待检测方波信号中的一段来统计触发沿次数。具体地，本申请实施例可以按照下述步骤在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数：

S21：确定预设时长的起始时间点处所述待检测方波信号的触发沿的起始次数；

S22：确定所述预设时长的终止时间点处所述待检测方波信号的触发沿的终止次数。

在本申请实施例中，所述预设时长例如可以为100ms，那么便可以在所述预设时长的起始时间点处确定所述待检测方波信号的触发沿的起始次数。所述的预设时长的起始时间点对应着所述计数器模块运行的某一时间点，例如可以是所述计数器模块运行的第6s，那么在该时间点处，所述计数器模块中会寄存着从一开始到第6s统计出的触发沿的次数，例如该次数可以为150次，那么150便可以作为所述的起始次数。

同理，可以在所述预设时长的终止时间点处确定所述待检测方波信号的触发沿的终止次数。

S23：将所述终止次数与所述起始次数的差值确定为所述预设时长内所述待检测方波信号的触发沿次数。

由于随着时间的推移，所述计数器模块中统计的触发沿次数会不断累加。因此所述终止次数会比所述起始次数大，这样可以将所述终止次数与所述起始次数的差值确定为所述预设时长内所述待检测方波信号的触发沿次数。例如在100ms的时间内，所述起始次数为150，所述终止次数为200，那么在100ms内所述待检测方波信号的触发沿次数便可以为50。

在本申请实施例中，所述方波信号往往会在高电平和低电平之间来回跳变，所述高电平往往可以为3.5V～5V，所述低电平往往可以为0V～0.25V，这样，所述计数器模块可以在预设时长内通过统计所述待检测方波信号中电平按照预设规则跳变的次数，从而可以确定出所述预设时长内所述待检测方波信号中触发沿的次数。具体地，当所述待检测方波信号的触发沿为上升沿时，所述在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数可以包括：

S201：预先设置电平跳变的正阈值；

S202：在预设时长内统计所述待检测方波信号中电平跳变大于或者等于所述正阈值的次数。

根据实际应用场景中高电平和低电平的值，可以预先设置电平跳变的正阈值。例如，若低电平为0V，高电平为3.5V，那么便可以将所述正阈值设置为3V。也就是说，当所述待检测方波信号中的电平跳变大于或者等于3V时，便可以认为所述待检测方波信号中出现了一次上升沿，那么通过统计所述正阈值出现的次数，便可以统计出所述上升沿出现的次数。同时，由于下降沿出现时电平的跳变是负数，那么所述计数器模块便不会统计下降沿出现的次数，从而可以保证统计数据的精确。

同理，当所述待检测方波信号的触发沿为下降沿时，所述在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数可以包括：

S2001：预先设置电平跳变的负阈值；

S2002：在预设时长内统计所述待检测方波信号中电平跳变小于或者等于所述负阈值的次数。

具体地，若低电平为0V，高电平为3.5V，那么便可以将所述负阈值设置为-3V。也就是说，当所述待检测方波信号中的电平跳变小于或者等于-3V时，便可以认为所述待检测方波信号中出现了一次下降沿，那么通过统计所述负阈值出现的次数，便可以统计出所述下降沿出现的次数。同时，由于上升沿出现时电平的跳变是正数，那么所述计数器模块便不会统计上升沿出现的次数，从而可以保证统计数据的精确。

S3：根据统计的所述触发沿次数，确定所述待检测方波信号的频率。

在本申请实施例中，统计出预设时长内所述待检测方波信号中触发沿的次数后，便可以按照下述公式计算所述待检测方波信号的频率：

F＝N/t

其中，F表示所述待检测方波信号的频率，N表示所述触发沿次数，t表示所述预设时长。

例如，在100ms的时长内统计出所述触发沿的次数为2000，那么便可以根据上述公式计算出所述待检测方波信号的频率为20kHz。

在实际应用场景中，由于一次的统计过程可能会出现异常，这样会造成统计结果的不准确。因此在本申请实施例中可以统计多组数据求取平均值后进行频率的计算。例如，可以统计5组触发沿的次数，每组的时间均为100ms，这5组统计的触发沿次数分别为1990,2000,1980,2100以及1995，那么这5组统计数据的平均值便可以为2013，那么计算出的所述待检测方波信号的频率便可以为20.13kHz。

下面将结合洗衣机水位传感器的实例对本申请的技术方案进行阐述：

洗衣机水位传感器是一种将水位对饮的压力信号转换为频率信号的装置。所述的频率信号往往是一种方波信号，那么利用本申请的技术方案便可以在不影响洗衣机其它程序运行的情况下，检测出所述方波信号的频率。本方案通过将主芯片上用于外部时钟源输入的引脚作为检测水位传感器的方波信号的输入引脚。一般的主芯片都可以选择外部时钟来作为计数器模块的时钟源，芯片上会为对应的计数器模块预留相应的外部时钟源输入引脚。根据芯片规格书，外部时钟源频率不能超过总线时钟频率的1/4，而总线时钟频率一般用的是兆赫兹级别的，最小为4MHZ，所以只要外部时钟源不超过1MHZ即符合要求。而水位传感器的频率是在几十kHz，是符合外部时钟源的频率范围的。

具体实现方法是：

L1：配置计数器模块，使其在时钟源为外部时钟源输入有效；

L2：将水位传感器的方波信号作为一个外部时钟源信号输入到指定引脚上；

L3：触发计数器模块，其计数寄存器会开始计数所述指定引脚上输入信号的触发沿次数；

L4：计算100ms中起始时间点和终止时间点统计的触发沿次数的差值，则当前水位的频率为差值/100ms；

L5：防止出现方波信号异常等情况，每计算5次差值后求平均，即(num1+num2+num3+num4+num5)/5/100ms，得出的频率单位即为kHz。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

因主程序使用的是总线时钟，所以在计数器模块的计数过程中，主程序不受其影响，可以正常运行，其他中断服务程序也可以正常进行。这样就避免了利用中断的方式检测时中断处理太频繁而影响其它程序的运行，既有效的利用了芯片的资源，也使程序的可靠性得到了提高。

本申请实施例还提供一种检测信号频率的装置。图2为本申请实施例提供的一种检测信号频率的装置的功能模块图。如图2所示，所述检测信号频率的装置可以包括：

外部时钟源引脚100，用于输入待检测方波信号；

计数器200，用于在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数；

处理器300，用于根据统计的所述触发沿次数，确定所述待检测方波信号的频率。

在本申请一优选实施例中，所述装置还包括：

时钟源信号设置模块400，用于响应于时钟源信号设置指令，将所述外部时钟源引脚输入的待检测方波信号设置为时钟源信号。

在本申请另一优选实施例中，所述待检测方波信号的触发沿包括所述待检测方波信号的上升沿；

相应地，所述计数器200具体包括：

正阈值设置模块，用于预先设置电平跳变的正阈值；

第一统计模块，用于在预设时长内统计所述待检测方波信号中电平跳变大于或者等于所述正阈值的次数。

在本申请另一优选实施例中，所述待检测方波信号的触发沿包括所述待检测方波信号的下降沿；

相应地，所述计数器200具体包括：

负阈值设置模块，用于预先设置电平跳变的负阈值；

第二统计模块，用于在预设时长内统计所述待检测方波信号中电平跳变小于或者等于所述负阈值的次数。

上述各个功能模块的工作流程及计算公式均与步骤S1至S3中相同，这里便不再赘述。

从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：将外部时钟源引脚作为待检测方波信号的输入引脚，利用计数器统计出预设时长内所述待检测方波信号的触发沿次数，从而计算出方波信号的频率。而在统计过程中，该统计操作完全不会影响到其它程序的处理进程，很好的将该统计操作与其它程序分开，从而可以独立处理统计的过程。这样既减轻了处理器的负担，同时也使程序模块之间不会相互影响，有效提高了程序运行速率。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种检测信号频率的方法，其特征在于，包括：

接收外部时钟源引脚输入的待检测方波信号；

在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数；

根据统计的所述触发沿次数，确定所述待检测方波信号的频率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数之前，所述方法还包括：

响应于时钟源信号设置指令，将所述外部时钟源引脚输入的待检测方波信号设置为时钟源信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数具体包括：

确定预设时长的起始时间点处所述待检测方波信号的触发沿的起始次数；

确定所述预设时长的终止时间点处所述待检测方波信号的触发沿的终止次数；

将所述终止次数与所述起始次数的差值确定为所述预设时长内所述待检测方波信号的触发沿次数。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待检测方波信号的触发沿包括所述待检测方波信号的上升沿；

相应地，

所述在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数具体包括：

预先设置电平跳变的正阈值；

在预设时长内统计所述待检测方波信号中电平跳变大于或者等于所述正阈值的次数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待检测方波信号的触发沿包括所述待检测方波信号的下降沿；

相应地，

所述在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数具体包括：

预先设置电平跳变的负阈值；

在预设时长内统计所述待检测方波信号中电平跳变小于或者等于所述负阈值的次数。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照下述公式根据统计的所述触发沿次数，确定所述待检测方波信号的频率：

F＝N/t

其中，F表示所述待检测方波信号的频率，N表示所述触发沿次数，t表示所述预设时长。

7.一种检测信号频率的装置，其特征在于，所述装置包括：

外部时钟源引脚，用于输入待检测方波信号；

计数器，用于在预设时长内统计所述待检测方波信号的触发沿次数；

处理器，用于根据统计的所述触发沿次数，确定所述待检测方波信号的频率。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

时钟源信号设置模块，用于响应于时钟源信号设置指令，将所述外部时钟源引脚输入的待检测方波信号设置为时钟源信号。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述待检测方波信号的触发沿包括所述待检测方波信号的上升沿；

相应地，

所述计数器具体包括：

正阈值设置模块，用于预先设置电平跳变的正阈值；

第一统计模块，用于在预设时长内统计所述待检测方波信号中电平跳变大于或者等于所述正阈值的次数。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述待检测方波信号的触发沿包括所述待检测方波信号的下降沿；

相应地，

所述计数器具体包括：

负阈值设置模块，用于预先设置电平跳变的负阈值；

第二统计模块，用于在预设时长内统计所述待检测方波信号中电平跳变小于或者等于所述负阈值的次数。