提高单片机的模数转换精度的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及提高单片机的模数转换精度的方法及装置。该方法包括：判断是否由单片机的内部原因造成所述单片机的电源电压波动；在由所述单片机的内部原因造成所述单片机的电源电压波动的情况下，配置所述单片机的PWM模块相应的寄存器以及所述单片机的模数转换器相应的寄存器，以使所述PWM模块的输出频率等于所述模数转换器的时钟频率的整数倍。通过配置单片机的寄存器，使单片机的PWM模块的输出频率等于单片机的模数转换器的时钟频率的整数倍，根据本发明专利技术的提高单片机的模数转换精度的方法及装置能够在不增加硬件的前提下，保证单片机的模数转换精度不受电源电压波动的影响。

Method and device for improving precision of analog to digital conversion of single chip microcomputer

The invention relates to a method and a device for improving the precision of analog to digital conversion of a single chip computer. The method includes: judging whether the internal reasons caused by the MCU power supply voltage fluctuation of the power supply voltage fluctuation caused by the microcontroller; the microcontroller in the internal cause by the single case, register the PWM module configuration the MCU and the corresponding single-chip analog-to-digital converter corresponding to the integer register the output frequency of the PWM module is equal to the clock frequency of the analog-to-digital converter. By configuring the MCU registers, the integer times of the clock frequency of the output frequency is equal to the PWM module MCU analog-to-digital converter MCU according to the device of the invention and methods to improve the precision of the analog-to-digital conversion chip can without additional hardware, to ensure the effect of single-chip analog-to-digital conversion precision is not influenced by fluctuations in power supply voltage.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种提高单片机的模数转换精度的方法及装置。
技术介绍
在很多单片机的应用场景中，单片机的电源电压Vcc都会不可避免地波动。如果搭载模数转换器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)的单片机应用于这些应用场景中，则模数转换器的转换精度会严重下降。图1示出单片机通过一个引脚与一个MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金属-氧化物-半导体)管相连的电路示意图。图1所示的电路被应用于大量的应用场景中。在图1所示的电路中，当单片机输出PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)波信号去开关MOS管时，单片机的电源电压会随着PWM波周期性地波动。电源电压的波动越剧烈，则模数转换器的性能越差。因此，目前提高单片机的模数转换精度的常规思路是降低电源电压的波动剧烈程度。影响电源电压波动的剧烈程度的因素主要包括：PWM波对应的输出驱动电流的大小；PWM波上升沿的上升时间和下降沿的下降时间；电源系统在负载变化时输出电压的稳定性。相应地，降低电源电压的波动剧烈程度主要包括以下三个方案。方案一：图2示出在PWM模块对应的输出引脚与MOS管之间串联电阻的示意图。如图2所示，在PWM模块对应的输出引脚与MOS管之间串联电阻R1，以减小PWM波对应的输出驱动电流。方案二：配置寄存器以调节PWM波上升沿的上升时间和下降沿的下降时间。方案三：改善电源系统使电源系统对负载变化有较强的适应能力。对于方案一，需要增加硬件，且会降低MOS管的开关速度。MOS管开关速度的降低会影响一些应用场景的性能(例如移动电源的效率)。对于方案二，仅有少数的单片机能够通过配置寄存器来调节PWM波上升沿的上升时间和下降沿的下降时间，而对于大多数单片机都无法调节PWM波上升沿的上升时间和下降沿的下降时间。此外，对于能够通过配置寄存器来调节PWM波上升沿的上升时间和下降沿的下降时间的单片机而言，增加PWM波上升沿的上升时间和下降沿的下降时间会降低MOS管的开关速度，从而影响一些应用场景的性能。对于方案三，改善电源系统也需要增加硬件。增加硬件将导致成本提高，且会增加系统方案的空间开销。
技术实现思路
技术问题有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题是，如何在不增加硬件的前提下，提高单片机的模数转换精度。解决方案为了解决上述技术问题，根据本专利技术的一实施例，提供了一种提高单片机的模数转换精度的方法，包括：判断是否由单片机的内部原因造成所述单片机的电源电压波动；在由所述单片机的内部原因造成所述单片机的电源电压波动的情况下，配置所述单片机的PWM模块相应的寄存器以及所述单片机的模数转换器相应的寄存器，以使所述PWM模块的输出频率等于所述模数转换器的时钟频率的整数倍。对于上述方法，在一种可能的实现方式中，配置所述单片机的PWM模块相应的寄存器以及所述单片机的模数转换器相应的寄存器，包括：配置所述PWM模块的第一寄存器以及所述PWM模块的第二寄存器，并配置所述模数转换器相应的寄存器，以调节所述PWM模块的输出频率以及所述模数转换器的时钟频率。对于上述方法，在一种可能的实现方式中，配置所述PWM模块的第一寄存器以及所述PWM模块的第二寄存器，并配置所述模数转换器相应的寄存器，以调节所述PWM模块的输出频率以及所述模数转换器的时钟频率，包括：配置所述PWM模块的第一寄存器，以在所述PWM模块中对所述单片机的振荡频率进行2n分频，其中，n为大于或等于0的整数；配置所述PWM模块的第二寄存器，以使所述PWM模块的计数周期为m，其中，m为正整数；配置所述模数转换器相应的寄存器，以使所述模数转换器的时钟频率为所述单片机的振荡频率的2k分频，其中，k为大于或等于0的整数；其中，(1+m)x＝2k-n，x为正整数。为了解决上述技术问题，根据本专利技术的另一实施例，提供了一种提高单片机的模数转换精度的方法，包括：判断是否由单片机的外部原因造成所述单片机的电源电压波动；在由所述单片机的外部原因造成所述单片机的电源电压波动的情况下，配置所述单片机的模数转换器相应的寄存器，以使所述单片机的PWM模块的输出频率等于所述模数转换器的时钟频率的整数倍。对于上述方法，在一种可能的实现方式中，配置所述单片机的模数转换器相应的寄存器，包括：配置所述模数转换器相应的寄存器，以使所述模数转换器的时钟频率并使fPWM＝fVcc＝y·fADC，其中，k和y均为正整数，fOSC为所述单片机的振荡频率，fPWM为所述PWM模块的输出频率，fVcc为所述电源电压的波动频率。为了解决上述技术问题，根据本专利技术的另一实施例，提供了一种提高单片机的模数转换精度的装置，包括：判断模块，用于判断是否由单片机的内部原因造成所述单片机的电源电压波动；配置模块，用于在由所述单片机的内部原因造成所述单片机的电源电压波动的情况下，配置所述单片机的PWM模块相应的寄存器以及所述单片机的模数转换器相应的寄存器，以使所述PWM模块的输出频率等于所述模数转换器的时钟频率的整数倍。对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述配置模块用于：配置所述PWM模块的第一寄存器以及所述PWM模块的第二寄存器，并配置所述模数转换器相应的寄存器，以调节所述PWM模块的输出频率以及所述模数转换器的时钟频率。对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述配置模块包括：第一配置子模块，用于配置所述PWM模块的第一寄存器，以在所述PWM模块中对所述单片机的振荡频率进行2n分频，其中，n为大于或等于0的整数；第二配置子模块，用于配置所述PWM模块的第二寄存器，以使所述PWM模块的计数周期为m，其中，m为正整数；第三配置子模块，用于配置所述模数转换器相应的寄存器，以使所述模数转换器的时钟频率为所述单片机的振荡频率的2k分频，其中，k为大于或等于0的整数；其中，(1+m)x＝2k-n，x为正整数。为了解决上述技术问题，根据本专利技术的另一实施例，提供了一种提高单片机的模数转换精度的装置，包括：判断模块，用于判断是否由单片机的外部原因造成所述单片机的电源电压波动；配置模块，用于在由所述单片机的外部原因造成所述单片机的电源电压波动的情况下，配置所述单片机的模数转换器相应的寄存器，以使所述单片机的PWM模块的输出频率等于所述模数转换器的时钟频率的整数倍。对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述配置模块用于：配置所述模数转换器相应的寄存器，以使所述模数转换器的时钟频率并使fPWM＝fVcc＝y·fADC，其中，k和y均为正整数，fOSC为所述单片机的振荡频率，fPWM为所述PWM模块的输出频率，fVcc为所述电源电压的波动频率。有益效果通过配置单片机的寄存器，使单片机的PWM模块的输出频率等于单片机的模数转换器的时钟频率的整数倍，根据本专利技术实施例的提高单片机的模数转换精度的方法及装置能够在不增加硬件的前提下，保证单片机的模数转换精度不受电源电压波动的影响。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本专利技术的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本专利技术的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本专利技术的原理。图1示出单片机通过一个引脚与一个MOS管相连的电路示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高单片机的模数转换精度的方法，其特征在于，包括：判断是否由单片机的内部原因造成所述单片机的电源电压波动；在由所述单片机的内部原因造成所述单片机的电源电压波动的情况下，配置所述单片机的PWM模块相应的寄存器以及所述单片机的模数转换器相应的寄存器，以使所述PWM模块的输出频率等于所述模数转换器的时钟频率的整数倍。

【技术特征摘要】
1.一种提高单片机的模数转换精度的方法，其特征在于，包括：判断是否由单片机的内部原因造成所述单片机的电源电压波动；在由所述单片机的内部原因造成所述单片机的电源电压波动的情况下，配置所述单片机的PWM模块相应的寄存器以及所述单片机的模数转换器相应的寄存器，以使所述PWM模块的输出频率等于所述模数转换器的时钟频率的整数倍。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，配置所述单片机的PWM模块相应的寄存器以及所述单片机的模数转换器相应的寄存器，包括：配置所述PWM模块的第一寄存器以及所述PWM模块的第二寄存器，并配置所述模数转换器相应的寄存器，以调节所述PWM模块的输出频率以及所述模数转换器的时钟频率。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，配置所述PWM模块的第一寄存器以及所述PWM模块的第二寄存器，并配置所述模数转换器相应的寄存器，以调节所述PWM模块的输出频率以及所述模数转换器的时钟频率，包括：配置所述PWM模块的第一寄存器，以在所述PWM模块中对所述单片机的振荡频率进行2n分频，其中，n为大于或等于0的整数；配置所述PWM模块的第二寄存器，以使所述PWM模块的计数周期为m，其中，m为正整数；配置所述模数转换器相应的寄存器，以使所述模数转换器的时钟频率为所述单片机的振荡频率的2k分频，其中，k为大于或等于0的整数；其中，(1+m)x＝2k-n，x为正整数。4.一种提高单片机的模数转换精度的方法，其特征在于，包括：判断是否由单片机的外部原因造成所述单片机的电源电压波动；在由所述单片机的外部原因造成所述单片机的电源电压波动的情况下，配置所述单片机的模数转换器相应的寄存器，以使所述单片机的PWM模块的输出频率等于所述模数转换器的时钟频率的整数倍。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，配置所述单片机的模数转换器相应的寄存器，包括：配置所述模数转换器相应的寄存器，以使所述模数转换器的时钟频率并使fPWM＝fVcc＝yfADC，其中，k和y均为正整数，fOSC为所述单片机的振荡频率，fPWM为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘攀峰，张文荣，陆健，罗鹏，党朝，
申请(专利权)人：上海晟矽微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31