CN117741226A - 一种脉冲信号的有效值获取方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脉冲信号的有效值获取方法、系统、设备及介质,涉及嵌入式信号测量技术领域,该方法包括:根据采样指令在预置的采样周期内获取多个目标信号,多个目标信号的采样间隔相同;将模拟量信号形式的多个目标信号分别转化为数字量信号形式的多个目标信号;根据采样周期的起始同步信号和结束标志位,并利用在采样周期内为数字量信号形式的多个目标信号,计算得到目标信号对应的信号有效值;通过可以灵活调整的采样周期的长短、采样间隔的时间长短,每个周期内采集的数量确定,同时为周期采集,这样避免了每周期非等同数量计算积分会出现较大偏差的问题,最终达到积分的计算精度,有效的增加了有效值的计算精度。
Description
技术领域
本发明涉及嵌入式信号测量技术领域,更具体地说,它涉及一种脉冲信号的有效值获取方法、系统、设备及介质。
背景技术
现有软件信号采样处理方法大致可以通过软件持续采样法来获取,即:软件对MCU自身发出PWM或DAC输出的周期性控制信号,非随意或大致一整周期周期性采样一段数据,再将采样各数据平方和除数量开平方,得到有效ADC值;但此种方式存在采集周期不确定或采集周期相位偏差等因素,导致不符合一完整周期积分计算条件,并且每个周期内采集数量不确定,同时由于为非周期采集,导致每周期非等同数量计算积分会出现较大偏差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脉冲信号的有效值获取方法、系统、设备及介质,以解决上述背景技术中存在的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
第一方面,本申请提供了一种脉冲信号的有效值获取方法,包括以下具体步骤:
获取采样指令,并根据采样指令在预置的采样周期内获取多个目标信号,多个目标信号的采样间隔相同;
将模拟量信号形式的多个目标信号分别转化为数字量信号形式的多个目标信号;
根据采样周期的起始同步信号和结束标志位,并利用在采样周期内为数字量信号形式的多个目标信号,计算得到目标信号对应的信号有效值。
本发明的有益效果是:本方案中,主要针对MCU自身发出控制信号,即PWM转电压或DAC信号,通过获取在采样周期内的多个目标信号,再对目标信号进行信号类型的转换,也就是将模拟量信号形式的目标信号转化为数字量信号形式的目标信号,并且依据各个采样周期的起始同步信号和结束标志位,在通过计算就能够得到在这个采样周期内目标信号对应的有效值;同时,通过对采样周期的设置,可以实现被采样信号的总周期实现动态可变,通过对采样间隔的长度设置,决定了一个采样周期内目标信号的数量,一般来讲,采样间隔的时间越长,采样处理后精度偏差越大,因此不同MCU处理性能可适当调整采样间隔时间以达最佳效果。
本方案中,通过可以灵活调整的采样周期的长短、采样间隔的时间长短,在此两个参数为已知的情况下,后续得到的信号数据更加利于积分计算的条件,并对传统的采样处理方式,本方案中每个周期内采集的数量确定,同时为周期采集,这样避免了每周期非等同数量计算积分会出现较大偏差的问题,最终达到积分的计算精度,有效的增加了有效值的计算精度。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,上述获取采样指令,并根据采样指令在预置的采样周期内获取多个目标信号,多个目标信号的采样间隔相同,具体为:
利用配置完成的主定时器调控采样周期,利用配置完成的从定时器调控采样间隔。
进一步,上述将模拟量信号形式的多个目标信号分别转化为数字量信号形式的多个目标信号,具体为:
利用配置完成的ADC模块完成模拟量信号到数字量信号的转换,其中,从定时器与ADC模块连接,ADC模块在从定时器触发时执行信号形式的转换。
进一步,上述将模拟量信号形式的多个目标信号分别转化为数字量信号形式的多个目标信号,还包括:
对于为数字量信号形式的各个目标信号,通过直接寻址模块传输至预置缓存器中进行存储。
第二方面,本申请提供了一种脉冲信号的有效值获取系统,应用于第一方面中任一项的一种脉冲信号的有效值获取方法,包括:
第一模块,用于获取采样指令,并根据采样指令在预置的采样周期内获取多个目标信号,多个目标信号的采样间隔相同;
第二模块,用于将模拟量信号形式的多个目标信号分别转化为数字量信号形式的多个目标信号;
第三模块,用于根据采样周期的起始同步信号和结束标志位,并利用在采样周期内为数字量信号形式的多个目标信号,计算得到目标信号对应的信号有效值。
进一步,上述第一模块中,利用配置完成的主定时器调控采样周期,利用配置完成的从定时器调控采样间隔。
进一步,上述第二模块中,利用配置完成的ADC模块完成模拟量信号到数字量信号的转换,其中,从定时器与ADC模块连接,ADC模块在从定时器触发时执行信号形式的转换。
进一步,上述第二模块,还用于对于为数字量信号形式的各个目标信号,通过直接寻址模块传输至预置缓存器中进行存储。
第三方面,本申请提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现第一方面中任一项的方法。
第四方面,本申请提供了一种非暂态计算机可读存储介质,非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,计算机指令使计算机执行第一方面中任一项的方法。
与现有技术相比,本发明至少具有以下的有益效果:
在本申请中,主要针对MCU自身发出控制信号,即PWM转电压或DAC信号,通过获取在采样周期内的多个目标信号,再对目标信号进行信号类型的转换,也就是将模拟量信号形式的目标信号转化为数字量信号形式的目标信号,并且依据各个采样周期的起始同步信号和结束标志位,在通过计算就能够得到在这个采样周期内目标信号对应的有效值;同时,通过对采样周期的设置,可以实现被采样信号的总周期实现动态可变,通过对采样间隔的长度设置,决定了一个采样周期内目标信号的数量,一般来讲,采样间隔的时间越长,采样处理后精度偏差越大,因此不同MCU处理性能可适当调整采样间隔时间以达最佳效果。
在本申请中,通过可以灵活调整的采样周期的长短、采样间隔的时间长短,在此两个参数为已知的情况下,后续得到的信号数据更加利于积分计算的条件,并对传统的采样处理方式,本方案中每个周期内采集的数量确定,同时为周期采集,这样避免了每周期非等同数量计算积分会出现较大偏差的问题,最终达到积分的计算精度,有效的增加了有效值的计算精度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明实施例中获取方法的方法流程图;
图2为本发明实施例中获取系统的连接示意图;
图3为本发明实施例中电子设备的连接示意图;
图4为本发明实施例中采样周期的示意图。
具体实施方式
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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中,“多个”代表至少2个。
实施例1:本实施例提供一种脉冲信号的有效值获取方法,如图1所示,包括以下具体步骤:
S1,获取采样指令,并根据采样指令在预置的采样周期内获取多个目标信号,多个目标信号的采样间隔相同。
其中,对于采样周期和采样间隔的设置,可以依据不同MCU的处理性能适当调整,以达有效值的最佳效果。
可选的,上述获取采样指令,并根据采样指令在预置的采样周期内获取多个目标信号,多个目标信号的采样间隔相同,具体为:利用配置完成的主定时器调控采样周期,利用配置完成的从定时器调控采样间隔。
其中,通过主定时器来调控采样周期,从定时器来调控采样间隔,在一个采样周期完成时,则利用此采样周期内的目标信号进行有效值的运算;具体地,主定时器的配置可以包括主定时器分频值、计数模式、周期值、频率值、输出PWM电压极性、输出PWM引脚通道号、极性及初始占空比大小、重载影子寄存器使能;从定时器的配置可以包括从定时器分频值、计数模式、触发ADC采集周期值。
具体地,如图4所示,图4中所示的为一个完整的采样周期,在图4中,设置的采样周期为10ms,从左至右的第一个0刻度开始,到第二个0刻度为止,在两个0刻度之间,序号1-99为采样的时间点,0-1之间、1-2之间等等则为采样间隔,图4所示的图中,采样间隔为100us,即在该采样周期中,共采样100个,每个采样信号的采样间隔为100us,采样周期为10ms;图4中的99.8的刻度,表示第99次触发采样席列通道完成后,大约在第99.8时刻左右DMA即将产生中断事件通知后台处理数据;从左至右第二个0刻度表示主定时与从定时同步更新,从定时器触发ADC第一次采样序列通道启动,即重新出发下一个采样周期,两个0刻度则为采样周期的起始同步信号和结束标志位。
其中,主要针对MCU自身发出控制信号,即PWM转电压或DAC信号,通过获取在采样周期内的多个目标信号,再对目标信号进行信号类型的转换,也就是将模拟量信号形式的目标信号转化为数字量信号形式的目标信号,并且依据各个采样周期的起始同步信号和结束标志位,在通过计算就能够得到在这个采样周期内目标信号对应的有效值;同时,通过对采样周期的设置,可以实现被采样信号的总周期实现动态可变,通过对采样间隔的长度设置,决定了一个采样周期内目标信号的数量,一般来讲,采样间隔的时间越长,采样处理后精度偏差越大,因此不同MCU处理性能可适当调整采样间隔时间以达最佳效果。
S2,将模拟量信号形式的多个目标信号分别转化为数字量信号形式的多个目标信号。
可选的,上述将模拟量信号形式的多个目标信号分别转化为数字量信号形式的多个目标信号,具体为:
利用配置完成的ADC模块完成模拟量信号到数字量信号的转换,其中,从定时器与ADC模块连接,ADC模块在从定时器触发时执行信号形式的转换。
其中,通过从定时器与ADC模块的连接,在从定时器经过一个采样间隔后触发时,将会给到ADC模块进行一个信号转换的指令,ADC模块便会执行一次信号类型的转换,将一对应时间点采集的目标信号的类型进行转换。
可选的,上述将模拟量信号形式的多个目标信号分别转化为数字量信号形式的多个目标信号,还包括:
对于为数字量信号形式的各个目标信号,通过直接寻址模块传输至预置缓存器中进行存储。
其中,对采样完成数据进行提取分组存放,即同一个采样周期的数据提取,产生事件通知后台处理,详细步骤见下:检测直接寻址模块的中断事件是否为ADC模块采样完成触发,可以通过核验采样周期的起始同步信号和结束标志位来进行判断,检测直接寻址模块中的中断事件是ADC模块采样完成触发后,则停止从定时器,并立即重置第二组接收缓存器地址到检测直接寻址模块的地址中;再根据翻转接收的ADC模块结果数值组组号标志位,产生ADC模块转换完成的标志位并通知后台处理。
S3,根据采样周期的起始同步信号和结束标志位,并利用在采样周期内为数字量信号形式的多个目标信号,计算得到目标信号对应的信号有效值。
其中,对于在采样周期内为数字量信号形式的多个目标信号,将采样周期内ADC模块的各通道号进行数据进行积分累加,再将累加后结果做有效值计算处理,对处理后有效值结果做数据筛选,至此采集处理完毕;具体计算过程为:先将数字量信号形式的各个目标信号按有效值平方和累计积分,再除累计数量,最后将除累计数量后的结果求平方根,得到的则为目标信号对应的信号有效值。
具体地,通过可以灵活调整的采样周期的长短、采样间隔的时间长短,在此两个参数为已知的情况下,后续得到的信号数据更加利于积分计算的条件,并对传统的采样处理方式,本方案中每个周期内采集的数量确定,同时为周期采集,这样避免了每周期非等同数量计算积分会出现较大偏差的问题,最终达到积分的计算精度,有效的增加了有效值的计算精度。
实施例2:本申请实施例提供了一种脉冲信号的有效值获取系统,应用于实施例1中任一项的一种脉冲信号的有效值获取方法,如图2所示,包括:
第一模块,用于获取采样指令,并根据采样指令在预置的采样周期内获取多个目标信号,多个目标信号的采样间隔相同。
可选的,上述第一模块中,利用配置完成的主定时器调控采样周期,利用配置完成的从定时器调控采样间隔。
第二模块,用于将模拟量信号形式的多个目标信号分别转化为数字量信号形式的多个目标信号。
可选的,上述第二模块中,利用配置完成的ADC模块完成模拟量信号到数字量信号的转换,其中,从定时器与ADC模块连接,ADC模块在从定时器触发时执行信号形式的转换。
可选的,上述第二模块,还用于对于为数字量信号形式的各个目标信号,通过直接寻址模块传输至预置缓存器中进行存储。
第三模块,用于根据采样周期的起始同步信号和结束标志位,并利用在采样周期内为数字量信号形式的多个目标信号,计算得到目标信号对应的信号有效值。
实施例3:本申请实施例提供了一种电子设备,如图3所示,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现实施例1中任一项的方法。
实施例4:本申请实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质,非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,计算机指令使计算机执行实施例1中任一项的方法。
以上的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种脉冲信号的有效值获取方法,其特征在于,包括以下具体步骤:
获取采样指令,并根据所述采样指令在预置的采样周期内获取多个目标信号,多个所述目标信号的采样间隔相同;
将模拟量信号形式的多个目标信号分别转化为数字量信号形式的多个目标信号;
根据所述采样周期的起始同步信号和结束标志位,并利用在采样周期内为数字量信号形式的多个目标信号,计算得到所述目标信号对应的信号有效值。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲信号的有效值获取方法,其特征在于,所述获取采样指令,并根据所述采样指令在预置的采样周期内获取多个目标信号,多个所述目标信号的采样间隔相同,具体为:
利用配置完成的主定时器调控所述采样周期,利用配置完成的从定时器调控所述采样间隔。
3.根据权利要求2所述的一种脉冲信号的有效值获取方法,其特征在于,所述将模拟量信号形式的多个目标信号分别转化为数字量信号形式的多个目标信号,具体为:
利用配置完成的ADC模块完成模拟量信号到数字量信号的转换,其中,所述从定时器与所述ADC模块连接,所述ADC模块在从定时器触发时执行信号形式的转换。
4.根据权利要求3所述的一种脉冲信号的有效值获取方法,其特征在于,所述将模拟量信号形式的多个目标信号分别转化为数字量信号形式的多个目标信号,还包括:
对于为数字量信号形式的各个目标信号,通过直接寻址模块传输至预置缓存器中进行存储。
5.一种脉冲信号的有效值获取系统,应用于权利要求1-4中任一项所述的一种脉冲信号的有效值获取方法,其特征在于,包括:
第一模块,用于获取采样指令,并根据所述采样指令在预置的采样周期内获取多个目标信号,多个所述目标信号的采样间隔相同;
第二模块,用于将模拟量信号形式的多个目标信号分别转化为数字量信号形式的多个目标信号;
第三模块,用于根据所述采样周期的起始同步信号和结束标志位,并利用在采样周期内为数字量信号形式的多个目标信号,计算得到所述目标信号对应的信号有效值。
6.根据权利要求5所述的一种脉冲信号的有效值获取系统,其特征在于,所述第一模块中,利用配置完成的主定时器调控所述采样周期,利用配置完成的从定时器调控所述采样间隔。
7.根据权利要求6所述的一种脉冲信号的有效值获取系统,其特征在于,所述第二模块中,利用配置完成的ADC模块完成模拟量信号到数字量信号的转换,其中,所述从定时器与所述ADC模块连接,所述ADC模块在从定时器触发时执行信号批量通道的转换。
8.根据权利要求7所述的一种脉冲信号的有效值获取系统,其特征在于,所述第二模块,还用于对于为数字量信号形式的各个目标信号,通过直接寻址模块传输至预置缓存器中进行存储。
9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现权利要求1-4中任一项所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,计算机指令使计算机执行权利要求1-4中任一项所述的方法。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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