一种面向复杂应用的多元DA转换控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种面向复杂应用的多元DA转换控制系统及控制方法，控制系统包括总线接口模块，所述总线接口模块上双向连接有2～4路控制单元，每一路控制单元配合总线接口模块控制一个DA转换器，所述控制单元包括与总线接口模块双向连接的寄存器控制模块，所述寄存器控制模块和多功能控制模块双向通讯连接，所述多功能控制模块和数据存储模块以及对应DA转换器的时序控制模块双向通讯连接；满足二至四种DA转换器的控制需求；可以同时控制多片不同类型DA转换器，用户的可选择性高；通过参数配置后，可以实现利用DA输出周期性的波形，包括正弦波和三角波，幅值和频率配置，支持方波波输出，幅值、频率和占空比可配置，可以满足多种应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种面向复杂应用的多元DA转换控制系统及控制方法
本专利技术属于数/模(DA)转换控制
，即将数字信号转换成模拟信号的技术，具体涉及一种面向复杂应用的多元DA转换控制系统及控制方法。
技术介绍
在现有的数/模(DA)转换控制
中，每种DA转换器的控制时序各不相同，每一种DA控制器往往只支持一种DA转换器的控制时序，如果换成另一种DA转换器，DA控制器就必须重新设计；DA控制器的输出往往是单点输出，如果要通过DA转换器去输出一定的波形，往往是通过软件去控制，而软件控制实时性不高，且要会加重处理器的负载。上述DA控制器的设计方法都存在一定的缺陷，很难满足当前复杂多变的应用需求。缺陷如下：(1)DA控制器只支持一种DA转换器，用户可选择性不高；(2)功能不够完善，周期性波形需要通过在处理器上运行驱动软件完成，实时性不高，处理器的负载重。
技术实现思路
本专利技术针对DA转换器在多种应用领域使用的广泛性，以及DA转换器的多样性和DA应用的复杂性，提出一种面向复杂应用的多元DA转换控制系统及控制方法。针对多种常用的DA转换器，实现DA时序可配置功能，并且支持多种控制模式，可以覆盖多种场景的应用需求。本专利技术时序设计具有灵活性，功能设计具有多样性，用户具有多种选择性。为达到上述目的，本专利技术所述一种面向复杂应用的多元DA转换控制系统，包括总线接口模块，所述总线接口模块上双向连接有2～4路控制单元，每一路控制单元配合总线接口模块控制一个DA转换器；所述控制单元包括与总线接口模块双向连接的寄存器控制模块，所述寄存器控制模块和多功能控制模块双向通讯连接，所述多功能控制模块和数据存储模块以及对应DA转换器的时序控制模块双向通讯连接；所述总线接口模块用于对与其连接的寄存器控制模块中的参数进行配置，并将DA转换器的状态数据回读；所述寄存器控制模块用于配置DA转换器时序控制相关寄存器，所述寄存器控制模块包括模式寄存器、双口RAM深度配置寄存器、DA数据寄存器、双口RAM数据锁定寄存器、双口RAM输出启动寄存器、状态寄存器、控制寄存器和超时寄存器；所述多功能控制模块用于控制与其连接的数据存储模块的数据读取、维持时间读取以及读写地址管理；所述数据存储模块用于存储DA转换器输出的电压二进制码值以及所述电压二进制码要维持的时间；所述时序控制模块包含时序控制状态机，用于控制DA转换器的时序以及DA转换器单点输出。进一步的，多功能控制模块内部包含一个DA连续输出控制状态机，所述DA连续输出控制状态机用于控制从与其连接的数据存储模块中取数，控制每个数据点维持的时间间隔，并且控制与其连接的数据存储模块的读写地址管理。进一步的，DA连续输出控制状态机包含五个状态：空闲状态S201、读双口RAM数据状态S202、DA输出启动状态S203、等待状态S204以及单点结束状态S205；在空闲状态S201下，状态机处于未启动状态，等待所有配置数据配置完成后，然后使能启动信号，当检测到启动信号使能后，状态机跳转到读双口RAM数据状态S202；在读双口RAM数据状态S202下产生一个双口RAM读信号，将双口RAM中的数据读出，并将低16位数据部分和高16位时间部分分别锁存，同时启动计时器，状态机跳转到DA输出启动状态S203；在DA输出启动状态S203状态下产生一个信号，该信号传入对应的DA时序控制模块，用于启动DA时序控制的状态机，完成一次单点DA输出的时序控制，状态机由DA输出启动状态S203跳转到等待状态S204；在等待状态S204下，当计时器的时间达到需要维持的时间且DA转换器输出控制完成时，或者计时器的时间到达超时时间时，则状态机由等待状态S204跳转到单点结束状态S205；在单点结束状态S205下，如果启动信号使能，则状态机单点结束状态S205跳转到读双口RAM数据状态S202，启动下一次读双口RAM操作，如果启动信号关闭，则状态机由单点结束状态S205跳转到空闲状态S201。进一步的，寄存器控制模块中的模式寄存器用于配置DA输出模式，DA输出模式包含单点输出模式和周期性波形输出模式；双口RAM深度配置寄存器用于配置双口RAM深度；DA数据寄存器在单点输出模式下为一个32位寄存器，在周期性波形输出模式下是双口RAM数据的写端口；双口RAM数据锁定寄存器用于锁定双口RAM数据；双口RAM输出启动寄存器用于启动双口RAM数据读操作，产生周期性波形的启动信号，并启动对应的多功能控制模块中的DA连续输出控制状态机；状态寄存器用于记录DA连续输出控制状态机状态，DA时序控制模块是否空闲的状态，以及DA转换器是否异常状态；控制寄存器用于复位双口RAM读写地址，以及对DA时序控制模块和DA转换器进行软复位；超时寄存器用于配置单点输出的超时时间，在DA转换器异常情况下，当单点输出时间超过该时间时，则当前DA输出控制结束，启动下一次DA单点输出，返回异常状态，并存储在状态寄存器中。进一步的，数据存储控制模块为一个32位位宽2048深度的双口RAM，32位数据的低16位是DA即将输出的数据，高16位是该数据输出的时间长度，单位是微秒，最大是65535微秒，双口RAM的一个端口可读可写，用于配置DA需要输出的二进制码和维持时间；另一个端口只读不写，用于将DA数据读出，再通过DA时序控制模块将二进制码输出给DA转换器。一种上述的控制系统的面向复杂应用的多元DA转换控制方法，包括以下步骤：步骤1、配置各个寄存器控制模块中的模式寄存器和超时寄存器；步骤2、如果模式寄存器被配置成单点输出模式，则配置DA数据寄存器即可；如果模式寄存器被配置成周期性波形输出模式，则配置双口RAM深度配置寄存器和DA数据寄存器，根据需要的周期性波形的幅值、频率和占空比，计算出对应幅值的二进制码，和每个二进制码所需要的点的个数，以及每个点的需要持续的时间，然后按照顺序写入DA数据寄存器中，所有二进制码所需要的点的个数的总和就是双口RAM深度配置寄存器需要配置的数值，最后配置双口RAM数据锁定寄存器锁定双口RAM中的数据；步骤3、配置双口RAM输出启动寄存器，产生单点输出启动信号或者周期性波形的启动信号，在周期性波形输出模式下启动DA多功能控制模块中的DA连续输出控制状态机；步骤4、DA连续输出控制状态机检测到启动信号后，由空闲状态S201跳转到读双口RAM数据状态S202；步骤5、在读双口RAM数据状态S202下产生一个双口RAM读信号，将双口RAM中的数据读出，并将低16位数据部分和高16位时间部分分别锁存，同时启动计时器，状态机由读双口RAM数据状态S202跳转到DA输出启动状态S203；步骤6、在DA输出启动状态S203下产生一个启动DA时序控制状态机的信号，该信号传入对应的DA时序控制模块，用于启动DA时序控制的状态机，完成一次单点DA输出的时序控制，状态机由启动状态S203跳转到等待状态S204；步骤7、在等待状态S204下，当计时器的时间达到需要维持的时间且DA输出控制完成时，或者计时器的时间到达超时时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向复杂应用的多元DA转换控制系统，其特征在于，包括总线接口模块(101)，所述总线接口模块(101)上双向连接有2～4路控制单元，每一路控制单元配合总线接口模块(101)控制一个DA转换器；所述控制单元包括与总线接口模块(101)双向连接的寄存器控制模块，所述寄存器控制模块和多功能控制模块双向通讯连接，所述多功能控制模块和数据存储模块以及对应DA转换器的时序控制模块双向通讯连接；/n所述总线接口模块(101)用于对与其连接的寄存器控制模块中的参数进行配置，并将DA转换器的状态数据回读；/n所述寄存器控制模块用于配置DA转换器时序控制相关寄存器，所述寄存器控制模块包括模式寄存器、双口RAM深度配置寄存器、DA数据寄存器、双口RAM数据锁定寄存器、双口RAM输出启动寄存器、状态寄存器、控制寄存器和超时寄存器；/n所述多功能控制模块用于控制与其连接的数据存储模块的数据读取、维持时间读取以及读写地址管理；/n所述数据存储模块用于存储DA转换器输出的电压二进制码值以及所述电压二进制码要维持的时间；/n所述时序控制模块(114)包含时序控制状态机，用于控制DA转换器的时序以及DA转换器单点输出。/n...

【技术特征摘要】
1.一种面向复杂应用的多元DA转换控制系统，其特征在于，包括总线接口模块(101)，所述总线接口模块(101)上双向连接有2～4路控制单元，每一路控制单元配合总线接口模块(101)控制一个DA转换器；所述控制单元包括与总线接口模块(101)双向连接的寄存器控制模块，所述寄存器控制模块和多功能控制模块双向通讯连接，所述多功能控制模块和数据存储模块以及对应DA转换器的时序控制模块双向通讯连接；
所述总线接口模块(101)用于对与其连接的寄存器控制模块中的参数进行配置，并将DA转换器的状态数据回读；
所述寄存器控制模块用于配置DA转换器时序控制相关寄存器，所述寄存器控制模块包括模式寄存器、双口RAM深度配置寄存器、DA数据寄存器、双口RAM数据锁定寄存器、双口RAM输出启动寄存器、状态寄存器、控制寄存器和超时寄存器；
所述多功能控制模块用于控制与其连接的数据存储模块的数据读取、维持时间读取以及读写地址管理；
所述数据存储模块用于存储DA转换器输出的电压二进制码值以及所述电压二进制码要维持的时间；
所述时序控制模块(114)包含时序控制状态机，用于控制DA转换器的时序以及DA转换器单点输出。


2.根据权利要求1所述的一种面向复杂应用的多元DA转换控制系统，其特征在于，所述多功能控制模块内部包含一个DA连续输出控制状态机，所述DA连续输出控制状态机用于控制从与其连接的数据存储模块中取数，控制每个数据点维持的时间间隔，并且控制与其连接的数据存储模块的读写地址管理。


3.根据权利要求2所述的一种面向复杂应用的多元DA转换控制系统，其特征在于，所述DA连续输出控制状态机包含五个状态：空闲状态S201、读双口RAM数据状态S202、DA输出启动状态S203、等待状态S204以及单点结束状态S205；
在空闲状态S201下，状态机处于未启动状态，等待所有配置数据配置完成后，然后使能启动信号，当检测到启动信号使能后，状态机跳转到读双口RAM数据状态S202；
在读双口RAM数据状态S202下产生一个双口RAM读信号，将双口RAM中的数据读出，并将低16位数据部分和高16位时间部分分别锁存，同时启动计时器，状态机跳转到DA输出启动状态S203；在DA输出启动状态S203状态下产生一个信号，该信号传入对应的DA时序控制模块，用于启动DA时序控制的状态机，完成一次单点DA输出的时序控制，状态机由DA输出启动状态S203跳转到等待状态S204；在等待状态S204下，当计时器的时间达到需要维持的时间且DA转换器输出控制完成时，或者计时器的时间到达超时时间时，则状态机由等待状态S204跳转到单点结束状态S205；在单点结束状态S205下，如果启动信号使能，则状态机单点结束状态S205跳转到读双口RAM数据状态S202，启动下一次读双口RAM操作，如果启动信号关闭，则状态机由单点结束状态S205跳转到空闲状态S201。


4.根据权利要求1所述的一种面向复杂应用的多元DA转换控制系统，其特征在于，所述寄存器控制模块中的模式寄存器用于配置DA输出模式，DA输出模式包含单点输出模式和周期性波形输出模式；双口RAM深度配置寄存器用于配置双口RAM深度；DA数据寄存器在单点输出模式下为一个32位寄存器，在周期性波形输出模式下是双口RAM数据的写端口；双口RAM数据锁定寄存器用于锁定双口RAM数据；双口RAM输出启动寄存器用于启动双口RAM数据读操作，产生周期性波形的启动信号，并启动对应的多功能控制模块中的DA连续输出控制状态机；...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐雷雷，和攀峰，赵海婷，哈云雪，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61