CN111169184A

CN111169184A - 采样方法和采样装置

Info

Publication number: CN111169184A
Application number: CN202010101129.7A
Authority: CN
Inventors: 施惟
Original assignee: Shanghai Sunmi Technology Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Sunmi Technology Group Co Ltd; Shanghai Sunmi Technology Co Ltd
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2020-05-19

Abstract

本申请提供了一种采样方法，应用于包括第一ADC的测量系统，第一ADC分别与第一传感器和第二传感器连接，第一传感器用于输出第一模拟信号，第二传感器用于输出第二模拟信号，所述方法包括：在第一时段内控制所述第一ADC对所述第一模拟信号进行采样；在所述第一时段的终止时刻将所述第一ADC的输入端从所述第一传感器切换至所述第二传感器；在第二时段内控制所述第一ADC对所述第二模拟信号进行采样，所述第二时段位于所述第一时段之后。在上述测量系统中，ADC在处理器的控制下在不同的时段对不同的传感器进行采样，实现了一个ADC的分时复用。从而减少了智能设备中ADC的使用量，在实现多种功能的同时减小了智能设备的成本。

Description

采样方法和采样装置

技术领域

本申请涉及计算机领域，尤其涉及一种采样方法和采样装置。

背景技术

随着技术发展，一些传统的电子设备由于安装了数字芯片变成了智能设备。例如，智能打印机除了具备传统的打印功能之外，还能够监测电压、温度、纸张数量等信息，这些信息通常是通过传感器获取的，由于传感器输出的信号为模拟信号，而智能打印机负责处理上述信息的芯片通常是数字芯片，因此，智能打印机还需要模拟数字转换器（analog-to-digitalconverter，ADC）对模拟信号进行采样，将模拟信号转换为数字信号才能处理上述信息。

由于传感器通常只能监测一种或少量的几种信息，智能设备为了实现更多的功能，需要多种传感器监测不同的信息，从而需要多个ADC将多种传感器输出的模拟信号转换为数字信号，从而导致智能设备的成本增加。

发明内容

本申请提供了一种采样方法和采样装置，能够减少智能设备上ADC的使用数量。

第一方面，提供了一种采样方法，应用于包括第一ADC的测量系统，所述第一ADC分别与第一传感器和第二传感器连接，所述第一传感器用于输出第一模拟信号，所述第二传感器用于输出第二模拟信号，所述方法包括：在第一时段内控制所述第一ADC对所述第一模拟信号进行采样；在所述第一时段的终止时刻将所述第一ADC的输入端从所述第一传感器切换至所述第二传感器；在第二时段内控制所述第一ADC对所述第二模拟信号进行采样，所述第二时段位于所述第一时段之后。

在上述测量系统中，多个传感器共用一个ADC，分时输出模拟信号；ADC在处理器的控制下在不同的时段对不同的传感器进行采样，实现了一个ADC的分时复用。相比于每个传感器配置一个ADC的方案，减少了智能设备中ADC的使用量，在实现多种功能的同时减小了智能设备的成本。

第二方面，提供了一种采样装置，用于执行上述第一方面的方法。具体地，该装置包括用于执行第一方面的方法的功能模块。

第三方面，提供了一种终端设备，包括处理器和存储器。该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于调用并运行该存储器中存储的计算机程序，执行上述第一方面中的方法。

第四方面，提供了一种芯片，用于执行上述第一方面中的方法。该芯片包括：处理器，用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有该芯片的设备用于执行上述第一方面中的方法。

第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，该计算机程序使得计算机执行上述第一方面中的方法。

第六方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序指令，该计算机程序指令使得计算机执行上述第一方面中的方法。

附图说明

图1是本申请提供的一种测量系统；

图2是本申请提供的一种信号输出时间分配方法；

图3是本申请提供的一种采样方法；

图4是本申请提供的另一种测量系统；

图5是本申请提供的一种采样装置；

图6是本申请提供的另一种采样装置。

具体实施方式

下面，将结合附图对本申请提供的技术方案进行详细描述。

图1是本申请提供的一种测量系统。该测量系统包括ADC110、温度传感器120、纸张数量传感器130、取纸传感器140和单刀多掷开关150。

ADC110用于获取不同传感器输入的模拟信号，将模拟信号转换为数字信号后输出。

温度传感器120用于监测环境温度，以便于智能打印机在温度过高或过低时采取保护措施。

纸张数量传感器130用于监测智能打印机中纸卷是否将用尽，以便于智能打印机在将用尽时提醒用户更换纸卷。

取纸传感器140用于监测智能打印机切刀之后已经打印的纸（比方票据）是否被取走，以便提示用户及时将纸取走。

单刀多掷开关150的一端与ADC110相连，另一端分别能够与温度传感器120、纸张数量传感器130和取纸传感器140相连，使得多个传感器只能同时有一个传感器与ADC110连接。此外，单刀多掷开关150可以是机械开关，也可以是电子开关。

在上述测量系统中，多个传感器共用一个ADC，分时输出模拟信号，相比于每个传感器配置一个ADC的方案，减少了智能设备中ADC的使用量，在实现多种功能的同时减小了智能设备的成本。

可选地，可以基于传感器监测的信息的重要性划分多个传感器的信号输出时间，为监测重要信息的传感器分配较长的信号输出时间，为监测不重要信息的传感器分配较短的信号输出时间。

例如，温度过高过低都可能导致智能打印机出现故障，因此，温度传感器120监测的温度信息是重要信息，可以为温度传感器120分配较长的信号输出时间；纸张数量传感器130和取纸传感器140监测的信息相比于温度信息是不重要信息，可以为纸张数量传感器130和取纸传感器140分配较短的信号输出时间。

一种可选的信号输出时间分配方法如图2所示。每个方框表示一个时隙，一个时隙的时长例如是10毫秒（ms），可以将每100个时隙中的2个时隙分配给纸张数量传感器130和取纸传感器140，其余98个时隙分配给温度传感器120。当纸张数量传感器130分配的时隙来临时，单刀多掷开关150断开温度传感器120与ADC110之间的连接，并且连通纸张数量传感器130和ADC110，使得ADC110开始处理纸张数量传感器130输出的模拟信号。

ADC的工作过程分为信号采样和数据读取，信号采样和数据读取均需要一定的时间来完成，因此，还需要对传感器的切换过程进行规划，以免传感器切换对ADC的工作造成干扰。

图3示出了本申请提供的一种采样方法。该方法例如可以由智能设备或者智能设备中的处理器执行。该方法应用于包括第一ADC的测量系统，该第一ADC分别与第一传感器和第二传感器连接，第一传感器用于输出第一模拟信号，第二传感器用于输出第二模拟信号，该方法包括：

S310，在第一时段内控制所述第一ADC对所述第一模拟信号采样。

第一时段例如是图2中的时隙1，第一模拟信号例如是温度传感器120输出的模拟信号，本申请对第一时段的长短和第一模拟信号的具体内容均不做限定。

处理器可以控制第一ADC的采样频率等参数，第一ADC进行采样的具体过程可以参考现有技术中的相关内容，在此不再赘述。

在所述第一时段的终止时刻，处理器可以控制第一ADC停止对第一模拟信号进行采样，并执行下列步骤。

S320，在所述第一时段的终止时刻将所述第一ADC的输入端从所述第一传感器切换至所述第二传感器。

处理器可以基于定时器中断来执行S320，例如，将定时器的运行时长设置为第一时段的时长，在第一时段的起始时刻启动定时器，定时器运行超时后，生成中断信息，该中断信息可以是一个置“1”的标志位，也可以是其它信息，处理器读取该中断信息后控制开关将第一ADC的输入端切换至第二传感器，从而完成了第一ADC的采样对象的切换。

随后，处理器可以执行下列步骤。

S330，在第二时段内控制所述第一ADC对所述第二模拟信号采样，所述第二时段位于所述第一时段之后。

第一ADC在处理器的控制下在不同的时段对不同的传感器进行采样，实现了一个ADC的分时复用。相比于每个传感器配置一个ADC的方案，减少了智能设备中ADC的使用量，在实现多种功能的同时减小了智能设备的成本。

第二时段可以与第一时段相邻，例如，第二时段可以是图2中的时隙2；第二时段也可以不与第一时段相邻。本申请对第一时段和第二时段的具体时序位置不做限定。

第一ADC可以在第二时段的起始位置开始采样。由于实际使用时ADC需要在电路切换完成后等待一段时段才能获得稳定的采样结果，因此，可以将第二时段划分为多个子时段，该多个子时段包括第一子时段和第二子时段，第二子时段位于第一子时段之后，第一ADC可以不在第一子时段内采样，在第二子时段内开始采样，以便于获取稳定的采样结果。

可选地，第一子时段的时长大于或等于ADC的电路稳定时长，电路稳定时长指的是第一ADC从输入端切换到稳定采样所需的时间长度，以确保第一ADC在第二时段内采样得到的结果是准确的。

可选地，为了提高时间利用率，处理器还可以第一子时段内读取第一模拟信号的采样结果。

上述实施例如图4所示。在时隙1的终止时刻，定时器中断发生，将第一ADC的输入端从温度传感器切换到纸张数量传感器；随后，处理器读取第一ADC在时隙1内对温度传感器输出的模拟信号的采样结果，并且，将定时器的运行时长设置为第一子时段的运行时长；待定时器再次中断，处理器确定第一ADC的电路已经稳定，可以控制第一ADC对纸张数量传感器输出的模拟信号进行采样，并且，将定时器设置为第二子时段的运行时长；待定时器再次中断，处理器确定纸张数量传感器的采样工作结果，可以将第一ADC的输入端从纸张数量传感器切换到温度传感器，并且，重置定时器，在时隙3的开始时刻读取第一ADC对纸张数量传感器输出的模拟信号的采样结果，在时隙3结束时刻内对温度传感器输出的模拟信号进行采样。

图4中的100个时隙可以称为第三时段，该100个时隙中的98个时隙用于对重要性较高的温度模拟信号进行采样，其余两个时隙用于对重要性较低的模拟信号进行采样，因此，在第三时段内，重要性较高的模拟信号的输出时间大于重要性较低的模拟信号的输出时间，满足了智能打印机的测量需求。

可选地，还可以使用多个定时器指示不同的时段，例如，使用第一定时器指示时隙的终止时刻，使用第二定时器指示采样的起始时刻。

在一些智能设备中，存在一些比较重要的参数需要实时测量，例如，智能打印机的电压是一个比温度更加重要的参数，需要不间断地测量电压，因此，可以为电压传感器单独配置一个ADC，如图4中的第二ADC，第二ADC仅用于对电压传感器输出的模拟信号进行采样，以保证处理器能够不间断地获取电压信息。

可选地，第二ADC的采样周期的时长与第一ADC的采样周期的时长相同，并且，第二ADC的采样周期的起始时刻与第一ADC的采样周期的起始时刻相同，如图4所示。当第一ADC和第二ADC满足上述条件时，智能设备可以使用一个定时器控制多个ADC的采样过程，无需使用多个定时器，从而减小了智能设备的硬件成本或者软件开销。

上文详细介绍了本申请提供的采样方法的示例。可以理解的是，采样装置为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文所公开的实施例中描述的单元及算法步骤，本申请的技术方案能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，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申请的范围。

本申请可以根据上述方法示例对采样装置进行功能单元的划分，例如，可以将各个功能划分为各个功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个功能单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。需要说明的是，本申请中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

图5是本申请提供的一种采样装置的结构示意图。

采样装置500应用于包括第一ADC的测量系统，所述第一ADC分别与第一传感器和第二传感器连接，所述第一传感器用于输出第一模拟信号，所述第二传感器用于输出第二模拟信号，采样装置500包处理单元510，用于：

在第一时段内控制所述第一ADC对所述第一模拟信号进行采样；

在所述第一时段的终止时刻将所述第一ADC的输入端从所述第一传感器切换至所述第二传感器；

在第二时段内控制所述第一ADC对所述第二模拟信号进行采样，所述第二时段位于所述第一时段之后。

可选地，所述第二时段包括第一子时段和第二子时段，所述第二子时段位于所述第一子时段之后，所述处理单元510具体用于：在所述第二子时段内控制所述第一ADC对所述第二模拟信号进行采样。

可选地，所述第一子时段的时长大于或等于电路稳定时长，所述电路稳定时长为所述第一ADC从输入端切换到稳定采样所需的时间长度。

可选地，所述处理单元510还用于：在所述第一子时段内读取所述第一模拟信号的采样结果。

可选地，所述测量系统还包括第二ADC和定时器，所述第二ADC用于对第三传感器输出的第三模拟信号进行采样，所述第二ADC的采样周期与所述第一ADC的采样周期相同，并且，所述第二ADC的采样周期的起始时刻与所述第一ADC的采样周期的起始时刻相同。

采样装置500执行采样方法的具体过程以及产生的有益效果可以参考方法实施例中的相关描述，在此不再赘述。

图6示出了本申请提供的另一种采样装置的结构示意图。图6中的虚线表示该单元或该模块为可选的。采样装置600可用于实现上述方法实施例中描述的方法。采样装置600可以是终端设备或芯片。

采样装置600包括一个或多个处理器601，该一个或多个处理器601可控制采样装置600实现上文所述的方法实施例中的方法。处理器801可以是通用处理器或者专用处理器。例如，处理器801可以是中央处理器（central processing unit，CPU）、数字信号处理器（digital signal processor，DSP）、专用集成电路（application specific integratedcircuit，ASIC）、现场可编程门阵列（field programmable gate array，FPGA）或者其它可编程逻辑器件，例如，分立门、晶体管逻辑器件或分立硬件组件。

采样装置600可以包括一个或多个存储器602，其上存有程序604，程序604可被处理器601运行，生成指令603，使得处理器601根据指令603执行上述方法实施例中描述的方法。可选地，存储器602中还可以存储有数据（如传感器数据）。可选地，处理器601还可以读取存储器602中存储的数据，该数据可以与程序604存储在相同的存储地址，该数据也可以与程序604存储在不同的存储地址。

处理器601和存储器602可以单独设置，也可以集成在一起，例如，集成终端设备的系统级芯片（system on chip，SOC）上。

采样装置600还包括ADC605和多个传感器，如传感器606、传感器607和传感器608，ADC605能够在处理器601的控制下切换与该多个传感器之间的连接关系。处理器601控制ADC605执行采样方法的具体方式可以参见方法实施例中的相关描述。

本申请还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品被处理器601执行时实现本申请中任一方法实施例所述的方法。

该计算机程序产品可以存储在存储器602中，例如是程序604，程序604经过预处理、编译、汇编和链接等处理过程最终被转换为能够被处理器601执行的可执行目标文件。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机执行时实现本申请中任一方法实施例所述的方法。该计算机程序可以是高级语言程序，也可以是可执行目标程序。

该计算机可读存储介质例如是存储器602。存储器602可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者，存储器602可以同时包括易失性存储器和非易失性存储器。其中，非易失性存储器可以是只读存储器（read-only memory，ROM）、可编程只读存储器（programmableROM，PROM）、可擦除可编程只读存储器（erasable PROM，EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（electrically EPROM，EEPROM）或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器（randomaccess memory，RAM），其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器（static RAM，SRAM）、动态随机存取存储器（dynamicRAM，DRAM）、同步动态随机存取存储器（synchronous DRAM，SDRAM）、双倍数据速率同步动态随机存取存储器（double data rate SDRAM，DDR SDRAM）、增强型同步动态随机存取存储器（enhanced SDRAM，ESDRAM）、同步连接动态随机存取存储器（synchlink DRAM，SLDRAM）和直接内存总线随机存取存储器（direct rambus RAM，DR RAM）。

本领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和设备的具体工作过程以及产生的技术效果，可以参考前述方法实施例中对应的过程和技术效果，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例的一些特征可以忽略，或不执行。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统。另外，各单元之间的耦合或各个组件之间的耦合可以是直接耦合，也可以是间接耦合，上述耦合包括电的、机械的或其它形式的连接。

应理解，在本申请的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请的实施例的实施过程构成任何限定。

另外，本文中的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

总之，以上所述仅为本申请技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种采样方法，其特征在于，应用于包括第一模拟数字转换器ADC的测量系统，所述第一ADC分别与第一传感器和第二传感器连接，所述第一传感器用于输出第一模拟信号，所述第二传感器用于输出第二模拟信号，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二时段包括第一子时段和第二子时段，所述第二子时段位于所述第一子时段之后，所述在第二时段内控制所述第一ADC对所述第二模拟信号进行采样，包括：

在所述第二子时段内控制所述第一ADC对所述第二模拟信号进行采样。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一子时段的时长大于或等于电路稳定时长，所述电路稳定时长为所述第一ADC从输入端切换到稳定采样所需的时间长度。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第一子时段内读取所述第一模拟信号的采样结果。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述测量系统还包括第二ADC和定时器，所述第二ADC用于对第三传感器输出的第三模拟信号进行采样，所述第二ADC的采样周期与所述第一ADC的采样周期相同，并且，所述第二ADC的采样周期的起始时刻与所述第一ADC的采样周期的起始时刻相同。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一模拟信号的重要性高于所述第二模拟信号的重要性，在第三时段内所述第一模拟信号的输出时间大于所述第二模拟信号的输出时间，所述第三时段包括所述第一时段和所述第二时段。

7.一种采样装置，其特征在于，应用于包括第一模拟数字转换器ADC的测量系统，所述第一ADC分别与第一传感器和第二传感器连接，所述第一传感器用于输出第一模拟信号，所述第二传感器用于输出第二模拟信号，所述装置包括处理单元，用于：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二时段包括第一子时段和第二子时段，所述第二子时段位于所述第一子时段之后，所述处理单元具体用于：

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一子时段的时长大于或等于电路稳定时长，所述电路稳定时长为所述第一ADC从输入端切换到稳定采样所需的时间长度。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：

在所述第一子时段内读取所述第一模拟信号的采样结果。

11.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述测量系统还包括第二ADC和定时器，所述第二ADC用于对第三传感器输出的第三模拟信号进行采样，所述第二ADC的采样周期与所述第一ADC的采样周期相同，并且，所述第二ADC的采样周期的起始时刻与所述第一ADC的采样周期的起始时刻相同。

12.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一模拟信号的重要性高于所述第二模拟信号的重要性，在第三时段内所述第一模拟信号的输出时间大于所述第二模拟信号的输出时间，所述第三时段包括所述第一时段和所述第二时段。

13.一种终端设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，该存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序，执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序，所述计算机程序使得计算机执行：如权利要求1至6中任一项所述的方法。