CN108512531A - 脉冲波生成装置、车辆及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种脉冲波生成装置、车辆及方法，其中，装置包括：存储模块，用于存储脉冲信息；时间模块，用于根据标尺信息获取时间刻度信息，并在时间刻度信息满足预设条件时，根据脉冲信息控制引脚电平输出，以生成脉冲波形；控制模块，在生成新的脉冲波形时，用于根据新的脉冲波形配置新的脉冲信息和新的标尺信息。该装置可以生成任意复杂脉冲，且在提高控制器性能的同时，有效保证控制精度，简单易实现。

Description

脉冲波生成装置、车辆及方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种脉冲波生成装置、车辆及方法。

背景技术

相关技术中，采用PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制器输出脉冲的方式，只能周期性地输出固定形式的简单脉冲，在需要输出复杂脉冲时，需要预先把复杂脉冲分解为一定数目的简单脉冲，然后利用软件中断的方式，不断更改PWM控制器相关寄存器的设定值来实现不同脉冲之间的切换，通过简单脉冲拼接的方式来实现更复杂的脉冲波形。

然而，上述方法有两方面缺点：一是需要产生脉冲信号的复杂程度越高(比如：信号频率高且周期或占空比改变频繁)，中断越频繁，占用处理器时间越长，影响控制器性能，且在需要切换复杂脉冲信号的场合，最多会产生一个当前简单脉冲长度的时间延迟，影响控制精度；二是采用定时器匹配输出的方式，对于复杂脉冲每个高低电平边沿的变化都需要产生中断，占用处理器时间更长，且中断程序复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种脉冲波生成装置，该装置可以提高控制器性能，并且有效保证控制精度，简单易实现。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种脉冲波生成装置，包括：存储模块，用于存储脉冲信息；时间模块，用于根据标尺信息获取时间刻度信息，并在所述时间刻度信息满足预设条件时，根据所述脉冲信息控制引脚电平输出，以生成脉冲波形；控制模块，在生成新的脉冲波形时，用于根据所述新的脉冲波形配置新的脉冲信息和新的标尺信息。

进一步地，所述存储模块包括：脉冲信息存储单元，用于存储所述脉冲信息，其中，所述脉冲信息包括脉冲间隔信息和脉冲边沿信息；存储循环控制单元，用于对所述脉冲信息存储单元的读写指针进行复位，以读取所述新的脉冲信息。

进一步地，所述时间模块包括：运行标尺单元，用于提供对脉冲宽度的时间度量；触发单元，用于存储预设输出脉冲边沿发生改变时的标尺刻度；边沿控制单元，在所述触发单元的触发刻度值与所述运行标尺单元的当前时间刻度值相等时，用于根据预设边沿类型控制脉冲输出接口输出。

进一步地，还包括：自动传输控制单元，用于将新的脉冲信息的脉冲间隔信息加载至所述触发单元，并且将所述新的脉冲信息的脉冲边沿信息加载至所述边沿控制单元。

另外，所述时间模块还包括：自由运行标尺控制单元，用于控制所述运行标尺单元的最大刻度值和复位时刻。

相对于现有技术，本发明所述的脉冲波生成装置具有以下优势：

本发明所述的脉冲波生成装置，通过配置脉冲信合和标识信息，从而可以生成任意复杂脉冲，不但提高控制器性能，有效保证控制精度，而且提高脉冲波生成效率，节约时间，简单易实现。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆，该车辆可以提高控制器性能，并且有效保证控制精度，简单易实现。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，设置有如上述实施例所述的脉冲波生成装置。

所述的车辆与上述的脉冲波生成装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的再一个目的在于提出一种脉冲波生成方法，该方法可以提高控制器性能，并且有效保证控制精度，简单易实现。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种脉冲波生成方法，包括以下步骤：配置脉冲信息和标尺信息；根据所述标尺信息获取时间刻度信息，并判断所述时间刻度信息是否满足预设条件；如果是，则根据所述脉冲信息控制引脚电平输出，以生成脉冲波形；在生成新的脉冲波形时，根据所述新的脉冲波形配置新的脉冲信息和标尺信息。

进一步地，所述脉冲信息包括脉冲间隔信息和脉冲边沿信息，且在生成所述新的脉冲波形时，还包括：对读写指针进行复位，以读取所述新的脉冲信息。

进一步地，所述根据所述标尺信息获取时间刻度信息，并判断所述时间刻度信息是否满足预设条件，进一步包括：获取对脉冲宽度的时间度量；判断触发刻度值与所述运行标尺单元的当前时间刻度值是否相等；如果是，则根据预设边沿类型控制脉冲输出接口输出。

进一步地，还包括：判断脉冲是否完成一个周期；如果是，则对所述读写指针进行复位的同时，对当前时间刻度值进行复位。

所述的脉冲波生成方法与上述的脉冲波生成装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明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为根据本发明实施例所述的脉冲波生成装置的结构示意图；

图2为根据本发明一个具体实施例所述的脉冲波生成装置的结构示意图。

图3为根据本发明一个实施例的所述的脉冲波生成装置的工作流程图；

图4为根据本发明实施例所述的脉冲波生成方法的流程图。

附图标记说明：

10-脉冲波生成装置、200-时间模块、300-控制模块、400-自动传输控制单元、101-脉冲信息存储单元、102-存储循环控制单元、201-运行标尺单元、202-触发单元、203-边沿控制单元、204-脉冲输出接口和205-自由运行标尺控制单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面在描述根据本发明实施例提出的脉冲波生成装置、车辆及方法之前，先来简单说明一下现有的缺陷。

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，其可以广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。例如，在内燃机领域，柴油和机燃油多次喷射控制、液压自由活塞发动机液压阀的控制都要求控制器具有输出复杂控制脉冲的能力。

目前，微控制器输出调制脉冲信号主要有两种方式：PWM控制器输出和定时器匹配输出。PWM控制器按照预先设定的周期、占空比、脉冲组成成分周期性地输出目标脉冲信号，不需要软件程序的参与，因此不会占用处理器时间；定时器匹配输出方式可以在自由运行定时器值与匹配寄存器值相同时控制脉冲高低电平变化，并通过软件中断的方式对下次匹配的时间间隔、引脚输出电平进行设置，因此可以产生精度范围内的任意复杂脉冲输出形式。

然而，如上所述，相关技术中存在缺陷，如产生复杂脉冲时需要频繁产生中断，占用处理器时间，并且产生复杂脉冲时中断服务程序复杂，需要不断记录脉冲位置时序，以及在进行复杂脉冲切换时易出现时间延迟，有待改进。

本发明正是基于上述问题，而提出了一种脉冲波生成装置、车辆及方法。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明实施例的脉冲波生成装置的结构示意图。

如图1所示，根据本发明实施例的脉冲波生成装置10，其包括：存储模块100、时间模块200和控制模块300。

具体而言，如图1所示，存储模块100用于存储脉冲信息。时间模块200用于根据标尺信息获取时间刻度信息，并在时间刻度信息满足预设条件时，根据脉冲信息控制引脚电平输出，以生成脉冲波形。在生成新的脉冲波形时，控制模块300用于根据新的脉冲波形配置新的脉冲信息和新的标尺信息。本发明实施例的装置10可以生成任意复杂脉冲，且在提高控制器性能的同时，有效保证控制精度，简单易实现。

进一步地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，存储模块包括100：脉冲信息存储单元101、存储循环控制单元102。

其中，脉冲信息存储单元101用于存储脉冲信息，其中，脉冲信息包括脉冲间隔信息和脉冲边沿信息。存储循环控制单元102用于对脉冲信息存储单元101的读写指针进行复位，以读取新的脉冲信息。

可以理解的是，存储模块100中的脉冲信息存储单元101存储着组成复杂脉冲波形的一系列基本单位的间隔信息和边沿信息，间隔信息和边沿信息可以以链表的形式存储在FLASH、RAM或其他可读写存储介质中，且成对出现。脉冲间隔信息以时间模块200的运行标尺单元201定义(下面会详细介绍)的标尺刻度值的形式存储，脉冲边沿信息为上升沿或下降沿中的一种。存储循环控制单元102负责脉冲信息存储单元101读写指针的复位，以实现复杂脉冲新周期的数据读取或脉冲切换时的信息再配置。

进一步地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，时间模块200包括：运行标尺单元201、触发单元202、边沿控制单元203。

其中，运行标尺单元201用于提供对脉冲宽度的时间度量。触发单元202用于存储预设输出脉冲边沿发生改变时的标尺刻度。在触发单元202的触发刻度值与运行标尺单元201的当前时间刻度值相等时，边沿控制单元203用于根据预设边沿类型控制脉冲输出接口204输出。

可以理解的是，时间模块200根据存储模块100的配置信息产生具体的复杂脉冲波形。具体地，运行标尺单元201提供对脉冲宽度的时间度量，其可以是以固定频率自由运行的定时器。触发单元202存储着预期输出脉冲边沿发生改变时的最新标尺刻度，当运行标尺单元201的当前刻度值与触发单元的刻度值相等时，边沿控制单元203根据其存储的边沿动作类型(产生上升沿或下降沿)，控制脉冲输出接口204的引脚电平产生相对应的变化，同时，脉冲信息存储单元101中的脉冲间隔信息(下次触发时刻标尺刻度值)会在不需要软件程序和处理器干预的情况下通过自动传输控制单元加载到触发单元202、脉冲边沿信息自动加载到边沿控制单元203，为下次触发脉冲输出电平变化做准备。

进一步地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，本发明实施例的装置10还包括：自动传输控制单元400。自动传输控制单元400用于将新的脉冲信息的脉冲间隔信息加载至触发单元202，并且将新的脉冲信息的脉冲边沿信息加载至边沿控制单元203。

具体而言，自动传输控制单元400可以为DMA(Direct Memory Access，直接存储器访问)控制器，采用直接内存存取的方式将存储数据由存储介质直接传输至时间模块200的相关寄存器。

另外，在本发明的一个实施例中，如图2所示，时间模块200还包括：自由运行标尺控制单元205。其中，自由运行标尺控制单元205用于控制运行标尺单元201的最大刻度值和复位时刻。

可以理解的是，自由运行标尺控制单元205负责管控运行标尺的最大刻度值及标尺的复位时刻，运行标尺的最大值与复杂脉冲的周期相关，标尺复位时刻与脉冲新周期或者脉冲切换时刻相关。

具体地，复杂脉冲切换控制单元即上述的控制单元300用于从当前复杂脉冲波形切换至新的脉冲形式时的相关设置，其主要包括：通过自由运行标尺控制单元205控制运行标尺复位并设置新的标尺最大刻度值、更新脉冲信息存储单元101内容、通过存储循环控制单元102复位读写指针、设置DMA传输方向、源地址、目标地址和触发一次DMA传输以启动复杂脉冲波形的输出。

举例而言，如图3所示，图中灰色部分为软件配置部分，需占用处理器时间，在配置完成后，复杂脉冲的生成与输出均由微控制器硬件操作完成，不需要额外的中断处理程序进行更新协调，有助于提高微控制器的运行性能。软件程序可在任意需要的时候进行复杂脉冲输出的切换，在需要进行切换时，程序首先复位并停止运行标尺201单元，然后按照新脉冲波形的参数重新进行一次各模块配置，而不用等待原复杂脉冲某一部分的完成，减小了新脉冲的输出延迟。

根据本发明实施例的脉冲波生成装置，通过配置脉冲信合和标识信息，从而可以生成任意复杂脉冲，在产生周期性复杂脉冲波形时只需要由软件进行一次预设，波形产生过程中不需要处理器参与，不占用处理器时间，并且在需要进行复杂脉冲切换时，可立即由软件进行配置、硬件进行执行，时间延迟小，不但提高控制器性能，有效保证控制精度，而且提高脉冲波生成效率，节约时间，简单易实现。

进一步地，如图4所示，本发明的实施例还公开了一种脉冲波生成方法，包括以下步骤：

步骤S401，配置脉冲信息和标尺信息。

步骤S402，根据标尺信息获取时间刻度信息，并判断时间刻度信息是否满足预设条件。

步骤S403，如果是，则根据脉冲信息控制引脚电平输出，以生成脉冲波形。

进一步地，在本发明的一个实施例中，脉冲信息包括脉冲间隔信息和脉冲边沿信息，且在生成新的脉冲波形时，还包括：对读写指针进行复位，以读取新的脉冲信息。

步骤S404，在生成新的脉冲波形时，根据新的脉冲波形配置新的脉冲信息和标尺信息。

进一步地，在本发明的一个实施例中，根据标尺信息获取时间刻度信息，并判断时间刻度信息是否满足预设条件，进一步包括：获取对脉冲宽度的时间度量；判断触发刻度值与运行标尺单元的当前时间刻度值是否相等；如果是，则根据预设边沿类型控制脉冲输出接口输出。

进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的方法还包括：判断脉冲是否完成一个周期；如果是，则对读写指针进行复位的同时，对当前时间刻度值进行复位。

需要说明的是，本发明实施例的脉冲波生成方法的具体实现方式与脉冲波生成装置的具体实现方式类似，为了减少冗余，此处不做赘述。

根据本发明实施例的脉冲波生成方法，通过配置脉冲信合和标识信息，从而可以生成任意复杂脉冲，在产生周期性复杂脉冲波形时只需要由软件进行一次预设，波形产生过程中不需要处理器参与，不占用处理器时间，并且在需要进行复杂脉冲切换时，可立即由软件进行配置、硬件进行执行，时间延迟小，不但提高控制器性能，有效保证控制精度，而且提高脉冲波生成效率，节约时间，简单易实现。

进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，该车辆设置有上述实施例所述的脉冲波生成装置。该车辆由于具有了上述装置，可以通过配置脉冲信合和标识信息，从而可以生成任意复杂脉冲，在产生周期性复杂脉冲波形时只需要由软件进行一次预设，波形产生过程中不需要处理器参与，不占用处理器时间，并且在需要进行复杂脉冲切换时，可立即由软件进行配置、硬件进行执行，时间延迟小，不但提高控制器性能，有效保证控制精度，而且提高脉冲波生成效率，节约时间，简单易实现。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种脉冲波生成装置，其特征在于，包括：

存储模块，用于存储脉冲信息；

时间模块，用于根据标尺信息获取时间刻度信息，并在所述时间刻度信息满足预设条件时，根据所述脉冲信息控制引脚电平输出，以生成脉冲波形；以及

控制模块，在生成新的脉冲波形时，用于根据所述新的脉冲波形配置新的脉冲信息和新的标尺信息。

2.根据权利要求1所述的脉冲波生成装置，其特征在于，所述存储模块包括：

脉冲信息存储单元，用于存储所述脉冲信息，其中，所述脉冲信息包括脉冲间隔信息和脉冲边沿信息；

存储循环控制单元，用于对所述脉冲信息存储单元的读写指针进行复位，以读取所述新的脉冲信息。

3.根据权利要求2所述的脉冲波生成装置，其特征在于，所述时间模块包括：

运行标尺单元，用于提供对脉冲宽度的时间度量；

触发单元，用于存储预设输出脉冲边沿发生改变时的标尺刻度；

边沿控制单元，在所述触发单元的触发刻度值与所述运行标尺单元的当前时间刻度值相等时，用于根据预设边沿类型控制脉冲输出接口输出。

4.根据权利要求3所述的脉冲波生成装置，其特征在于，还包括：

自动传输控制单元，用于将新的脉冲信息的脉冲间隔信息加载至所述触发单元，并且将所述新的脉冲信息的脉冲边沿信息加载至所述边沿控制单元。

5.根据权利要求2所述的脉冲波生成装置，其特征在于，所述时间模块还包括：

自由运行标尺控制单元，用于控制所述运行标尺单元的最大刻度值和复位时刻。

6.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求1-5任一项所述的脉冲波生成装置。

7.一种脉冲波生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

配置脉冲信息和标尺信息；

根据所述标尺信息获取时间刻度信息，并判断所述时间刻度信息是否满足预设条件；

如果是，则根据所述脉冲信息控制引脚电平输出，以生成脉冲波形；以及

在生成新的脉冲波形时，根据所述新的脉冲波形配置新的脉冲信息和标尺信息。

8.根据权利要求7所述的脉冲波生成方法，其特征在于，所述脉冲信息包括脉冲间隔信息和脉冲边沿信息，且在生成所述新的脉冲波形时，还包括：

对读写指针进行复位，以读取所述新的脉冲信息。

9.根据权利要求8所述的脉冲波生成方法，其特征在于，所述根据所述标尺信息获取时间刻度信息，并判断所述时间刻度信息是否满足预设条件，进一步包括：

获取对脉冲宽度的时间度量；

判断触发刻度值与所述运行标尺单元的当前时间刻度值是否相等；

如果是，则根据预设边沿类型控制脉冲输出接口输出。

10.根据权利要求8所述的脉冲波生成方法，其特征在于，还包括：

判断脉冲是否完成一个周期；

如果是，则对所述读写指针进行复位的同时，对当前时间刻度值进行复位。