CN106227085B - 单片机数据采样处理的方法、系统、单片机及光伏逆变器 - Google Patents

单片机数据采样处理的方法、系统、单片机及光伏逆变器 Download PDF

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    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors

Abstract

本发明公开了一种单片机数据采样处理的方法，包括：在一次完整的循环片段中包括对至少一种目标数据的数据采样处理和至少一种非目标数据的数据采样处理；其中，所述目标数据的数据采样处理次数大于非目标数据的数据采样处理次数；所述数据采样处理包括数据采集、数据解析、数据发送；该方法通过差异化数据处理方式，可以在一定程度内调整各项参数对应数据的处理频率，以满足不同参数的时间性要求，从而用较低性能的MCU做到高性能的数据采样；本发明还公开了一种单片机数据采样处理的系统、单片机及光伏逆变器。

Description

单片机数据采样处理的方法、系统、单片机及光伏逆变器
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种单片机数据采样处理的方法、系统、单片机及光伏逆变器。
背景技术
单片机(MCU)采样数据处理的通用做法是对各模拟通道逐一进行扫描采集数据，数据解析封装及发送。但在实际项目使用中，上级处理器可能对MCU发过来的各项采样数据具有不同的时间要求，同质化处理方式的结果常常会使得部分参数的传送满足不了时间要求，而另外部分的参数高于系统时间需求而进行无意义的高速率传送。
一个实例情况是光伏逆变器，如图1所示，采用MCU进行数据采样，然后发送给上级处理器，经过数据处理和运算以后，产生控制信号，用于驱动开关管。由于要实现电力转换，开关管的控制为高频信号，而频率越高，越能降低电感的感量需求，从而提高逆变器的性能，降低成本。这个控制信号的频率就受到了某些采样数据频率的限制，而简单提高MCU的主频率来达到这个采样要求，会大幅提高MCU的性能要求和成本。而且有的数据频率要求可能超出了现有MCU的性能，无法实现。因此，如何在一定程度内调整各项参数的处理频率，以满足不同的时间性要求，从而用较低性能的MCU做到高性能的数据采样，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种单片机数据采样处理的方法、系统、单片机及光伏逆变器；能够通过差异化数据处理方式，可以在一定程度内调整各项参数对应数据的处理频率，以满足不同参数的时间性要求，从而用较低性能的MCU做到高性能的数据采样。
为解决上述技术问题，本发明提供一种单片机数据采样处理的方法，包括：
在一次完整的循环片段中包括对至少一种目标数据的数据采样处理和至少一种非目标数据的数据采样处理；
其中，所述目标数据的数据采样处理次数大于所述非目标数据的数据采样处理次数；所述数据采样处理包括数据采集、数据解析、数据发送。
其中，所述目标数据的非第一次数据采样处理在指定的非目标数据完成数据采集后进行。
其中，所述目标数据的非第一次数据采样处理在指定的非目标数据完成数据解析后进行。
其中，确定获取所述目标数据需要的周期时间s；
在一次完整的循环片段中，每隔周期时间s进行一次所述目标数据的数据采样处理。
其中，在所述循环片段中确定所述目标数据的数据采样处理次数的方法，包括：
确定一次数据采样处理需要的时间t；
确定获取目标数据需要的周期时间s；
确定非目标数据处理所需的时间n；
根据公式计算得到目标数据的数据采样处理次数x。
本发明还提供一种单片机数据采样处理的系统，包括：
处理器，用于在一次完整的循环片段中包括对至少一种目标数据的数据采样处理和至少一种非目标数据的数据采样处理；
其中，所述目标数据的数据采样处理次数大于所述非目标数据的数据采样处理次数；所述数据采样处理包括数据采集、数据解析、数据发送。
其中，所述处理器，用于确定获取所述目标数据需要的周期时间s；在一次完整的循环片段中，每隔周期时间s进行一次所述目标数据的数据采样处理。
其中，所述处理器，用于确定一次数据采样处理需要的时间t；确定获取目标数据需要的周期时间s；确定非目标数据处理所需的时间n；根据公式计算得到目标数据的数据采样处理次数x。
本发明还提供一种单片机，包括：如上述任一项所述的单片机数据采样处理的系统。
本发明还提供一种光伏逆变器，包括：如上述所述的单片机。
本发明所提供的单片机数据采样处理的方法，包括：在一次完整的循环片段中包括对至少一种目标数据的数据采样处理和至少一种非目标数据的数据采样处理；其中，所述目标数据的数据采样处理次数大于非目标数据的数据采样处理次数；所述数据采样处理包括数据采集、数据解析、数据发送；
可见，该方法通过差异化数据处理方式，可以在一定程度内调整各项参数对应数据的处理频率，即在一个循环周期即一个循环片段中增加需要提高接收频次的数据的数据采样处理次数，以满足不同参数的时间性要求，从而用较低性能的MCU做到高性能的数据采样；本发明还提供了一种单片机数据采样处理的系统、单片机及光伏逆变器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术所提供的光伏逆变器的结构框图；
图2为现有技术所提供的单片机数据采样处理的循环片段的结构框图；
图3为本发明实施例所提供的一种单片机数据采样处理的循环片段的结构框图；
图4为本发明实施例所提供的另一单片机数据采样处理的循环片段的结构框图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种单片机数据采样处理的方法、系统、单片机及光伏逆变器；能够通过差异化数据处理方式，可以在一定程度内调整各项参数对应数据的处理频率，以满足不同参数的时间性要求，从而用较低性能的MCU做到高性能的数据采样。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的单片机数据采样处理的方法的流程图；该方法可以包括：
在一次完整的循环片段中包括对至少一种目标数据的数据采样处理和至少一种非目标数据的数据采样处理；
其中，所述目标数据的数据采样处理次数大于非目标数据的数据采样处理次数；所述数据采样处理包括数据采集、数据解析、数据发送。
具体的，这里的目标数据是指参数使用频次越高越好的参数所对应的数据，或者是现有单片机数据采样过程中的固有获取频率不能满足该数据对应的参数所需要的获取频次的数据作为目标数据，且目标数据的个数可以根据实际情况进行确定，目标数据所需要增加的数据采样处理次数也可以根据其对应参数的需求频次进行确定。
非目标数据是指参数使用频次很低的参数所对应的数据，或者是现有单片机数据采样过程中的固有获取频率大于该数据对应的参数所需要的获取频次的数据作为非目标数据，且非目标数据的个数可以根据实际情况进行确定，非目标数据所需要的数据采样处理次数也可以根据其对应参数的需求频次进行确定一般每个循环周期内仅获取一次即可。
循环片段可以指完成一次完整的所有数据(目标数据和非目标数据)的数据采样处理一个最小循环周期作为循环片段；如图3中的完成一次完整的所有数据(目标数据和非目标数据)的数据采样处理一个最小循环周期作为循环片段即图中的第一阶段和第二阶段，即A、B、C数据均都进行了数据采样处理的最小周期；如图4中的完成一次完整的所有数据(目标数据和非目标数据)的数据采样处理一个最小循环周期作为循环片段即图中的第一阶段、第二阶段和第三阶段，即A、B、C数据均都进行了数据采样处理的最小的周期。
其中，数据采样处理一般是三个步骤，数据采集，数据解析，和数据发送。该方案的优化程度受三个步骤消耗时间影响，若某一步时间过长，则优化效果会减弱，这时可以考虑将数据解析或者数据发送进一步拆分细化(数据采集一般时间固定且用时不长)。即增加的目标数据的数据采样处理的过程可以添加到指定非目标数据的数据采样步骤之后，这样可以不用经过数据解析的长时间等待，即可获取目标数据。即该方案核心即为合理划分若干阶段，并在每个阶段内分配不同的任务，最终使得在若干阶段组成的一个循环片段中目标数据的数据采样处理次数大于非目标数据的数据采样处理次数。即目标数据的数据采样处理过程设置在哪个阶段，阶段中的哪个位置都可以根据实际需求进行设置，这里并不对具体的设置情况进行限定，只要满足设置后的目标数据的数据采样处理次数大于非目标数据的数据采样处理次数即可。
可选的，目标数据的非第一次数据采样处理在指定的非目标数据完成数据采集后进行。例如包含A、B、C数据，A为目标数据，B、C为非目标数据；则A的第二次数据采样处理过程可以设置在B的数据采集后，则A的第三次数据采样处理过程可以设置在C的数据采集后；可选的，目标数据的非第一次数据解析处理在指定的非目标数据完成数据采集后进行，如图4所示。也可以将目标数据的数据采样处理过程均匀的(即相隔时间周期相同)设置在循环片段内，可选的，确定获取目标数据需要的周期时间s；在一次完整的循环片段中，每隔周期时间s进行一次目标数据的数据采样处理。如图3所示，每隔30us设置一次目标数据即A数据的数据采样处理过程。图3中B数据和C数据均为非目标数据。具体的，这里的指定可以是任意非目标数据。
在仅有一种目标数据，其余均为非目标数据时，在所述循环片段中确定所述目标数据的数据采样处理次数的方法，包括：
确定一次数据采样处理需要的时间t；
确定获取目标数据需要的周期时间s；
确定非目标数据处理所需的时间n；
根据公式计算得到目标数据的数据采样处理次数x。
其中，非目标数据处理所需的时间n为时间t乘以非目标数据的数据采样处理次数。当这里的目标数据至少为两个时，可以联立方程组，按照上述思路，进行求解。
下面通过具体例子说明上述实施例，比如有A，B，C三个数据进行采集发送处理，为了分析方便，假定各任务的数据采集均为5us，数据解析封装即数据解析均为15us，数据发送10us。其中A为目标数据，B、C为非目标数据。
请参考图2显示的是现有技术的简单流程图，3个参数依次完成数据采集、解析封装和发送，这样各参数的周期均为1个循环的时间(5+15+10)x3＝90us。且每个数据的数据采样处理次数均为一，是一样的。
图3显示的是分成2个阶段(2个阶段组成一个循环片段)进行差异化处理一种实例的简单流程图。在第一阶段进行A采集，解析，发送，和B采集，解析，发送。在第二阶段进行A采集，解析，发送，C采集，解析，发送。如此处理后，完成1个循环的时间为(5+15+10)*4＝120us。A在1个循环中发送2次，所以周期为120/2＝60us。B和C在1个循环中发送1次，所以B和C的周期为120us.这样A的周期从现有技术的90us下降为60us。即目标数据的数据采样处理次数为2大于各非目标数据的数据采样处理次数1。
图4显示的是分成3个阶段(3个阶段组成一个循环片段)进行差异化处理一种实例的简单流程图。在第一阶段进行A采集，解析，发送，和B采集，解析。在第二阶段进行A采集，解析，发送，和C采集，解析。在第三阶段进行A采集，解析，发送，B发送，C发送。如此处理后，完成1个循环的时间为(5+15+10)*3+(5+15)*2+(10+10)＝150us。A在1个循环中发送3次，所以A的周期为150/3＝50us。B和C在1个循环中发送1次，所以B和C的周期为150us.这样A的周期从现有技术的90us下降为50us。即目标数据的数据采样处理次数为3大于各非目标数据的数据采样处理次数1。且这里第二次目标数据的数据采样处理过程在B数据解析之后增加的，这里第三次目标数据的数据采样处理过程在C数据解析之后增加的；因此，目标数据的数据采样处理过程增加的位置可以不做限定，在循环片段内均可。且这里的目标数据的数据采样处理周期是一样的。
上述例子以1种2阶段和1种3阶段的方法为实例说明，也可以是其他类似的分阶段和任务分配方法。该处理方法的实质是以牺牲某些参数的处理频率来加快某些参数的处理频率，如果有些项目中有些参数频次很低，而有些参数使用频次则是越高越好，使用这种方法无疑能提高系统性能。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的单片机数据采样处理的方法，通过差异化数据处理方式，可以在一定程度内调整各项参数对应数据的处理频率，即在一个循环周期即一个循环片段中增加需要提高接收频次的数据的数据采样处理次数，以满足不同参数的时间性要求，从而用较低性能的MCU做到高性能的数据采样。
下面对本发明实施例提供的单片机数据采样处理的系统、单片机及光伏逆变器进行介绍，下文描述的单片机数据采样处理的系统、单片机及光伏逆变器与上文描述的单片机数据采样处理的方法可相互对应参照。
本发明实施例提供一种单片机数据采样处理的系统，包括：
处理器，用于在一次完整的循环片段中包括对至少一种目标数据的数据采样处理和至少一种非目标数据的数据采样处理；
其中，所述目标数据的数据采样处理次数大于非目标数据的数据采样处理次数；所述数据采样处理包括数据采集、数据解析、数据发送。
可选的，所述处理器，用于确定获取目标数据需要的周期时间s；在一次完整的循环片段中，每隔周期时间s进行一次目标数据的数据采样处理。
可选的，所述处理器，用于确定一次数据采样处理需要的时间t；确定获取目标数据需要的周期时间s；确定非目标数据处理所需的时间n；根据公式计算得到目标数据的数据采样处理次数x。
本发明实施例提供一种单片机，包括：如上述任意实施例所述的单片机数据采样处理的系统。
本发明实施例提供一种光伏逆变器，包括：如上述任意实施例所述的单片机。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的单片机数据采样处理的方法、系统、单片机及光伏逆变器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种单片机数据采样处理的方法，其特征在于，包括：
在一次完整的循环片段中包括对至少一种目标数据的数据采样处理和至少一种非目标数据的数据采样处理；
其中，所述目标数据的数据采样处理次数大于所述非目标数据的数据采样处理次数；所述数据采样处理包括数据采集、数据解析、数据发送；
在所述循环片段中确定所述目标数据的数据采样处理次数的方法，包括：
确定一次数据采样处理需要的时间t；
确定获取目标数据需要的周期时间s；
确定非目标数据处理所需的时间n；
根据公式计算得到目标数据的数据采样处理次数x。
2.根据权利要求1所述的单片机数据采样处理的方法，其特征在于，
所述目标数据的非第一次数据采样处理在指定的非目标数据完成数据采集后进行。
3.根据权利要求1所述的单片机数据采样处理的方法，其特征在于，
所述目标数据的非第一次数据采样处理在指定的非目标数据完成数据解析后进行。
4.根据权利要求1所述的单片机数据采样处理的方法，其特征在于，
确定获取所述目标数据需要的周期时间s；
在一次完整的循环片段中，每隔周期时间s进行一次所述目标数据的数据采样处理。
5.一种单片机数据采样处理的系统，其特征在于，包括：
处理器，用于在一次完整的循环片段中包括对至少一种目标数据的数据采样处理和至少一种非目标数据的数据采样处理；
其中，所述目标数据的数据采样处理次数大于所述非目标数据的数据采样处理次数；所述数据采样处理包括数据采集、数据解析、数据发送；
所述处理器，用于确定一次数据采样处理需要的时间t；确定获取目标数据需要的周期时间s；确定非目标数据处理所需的时间n；根据公式计算得到目标数据的数据采样处理次数x。
6.根据权利要求5所述的单片机数据采样处理的系统，其特征在于，所述处理器，用于确定获取所述目标数据需要的周期时间s；在一次完整的循环片段中，每隔周期时间s进行一次所述目标数据的数据采样处理。
7.一种单片机，其特征在于，包括：如权利要求5或6所述的单片机数据采样处理的系统。
8.一种光伏逆变器，其特征在于，包括：如权利要求7所述的单片机。
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