倍频信号生成方法及倍频信号发生器技术

本发明专利技术提供一种倍频信号生成方法及倍频信号发生器，涉及多传感器信号同步技术领域，该方法包括：根据单片机主频、分频数列及待输出倍频信号的目标倍频确定时钟计时器频率；根据时钟计时器频率和目标倍频确定计数器最大值；根据计数器最大值及待输出倍频信号的占空比确定计数器比较值；在接收外部中断信号时，重置计数器为0，同时控制时钟比较器输出待输出倍频信号的第一周期的有效电平信号，且有效电平信号的有效沿与外部中断信号的有效沿对齐，之后监测到计数器计数达到计数器比较值和0时，控制时钟比较器输出与前一电平信号相反的电平信号，以生成倍频信号。本发明专利技术能够低成本地实现多个传感器的触发信号准确地和PPS信号成倍数关系并对齐。号成倍数关系并对齐。号成倍数关系并对齐。

【技术实现步骤摘要】
倍频信号生成方法及倍频信号发生器


[0001]本专利技术涉及多传感器信号同步
，尤其涉及一种倍频信号生成方法及倍频信号发生器。

技术介绍

[0002]在多传感器系统中，同步各个传感器的采样时间是经常遇到的问题。传统解决方案是通过一个时钟定时器来发送采样信号，发送采样信号前，先同步时间，然后在预定义的时间点上每个传感器分别进行采样。对于那些成本敏感的应用，该方案很难在低成本的限制下做到毫秒级别的同步。
[0003]在自动驾驶系统中，同步各个传感器采样信号，这个问题更加突出。由于严格的系统时序设计，往往不但需要各个传感器之间同步，还需要与GPS的每秒脉冲数(Pulse Per Second，PPS)信号进行同步。传感器的触发信号往往不超过每秒百次的数量级，但PPS信号每秒是固定一次，如何将传感器的触发信号准确地和PPS信号成倍数关系并对齐是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种倍频信号生成方法及倍频信号发生器，用以解决现有技术中存在的上述技术问题。
[0005]本专利技术提供一种倍频信号生成方法，包括：
[0006]根据单片机主频、分频数列及待输出倍频信号的目标倍频确定时钟计时器频率；
[0007]根据所述时钟计时器频率和所述目标倍频确定计数器最大值；
[0008]根据所述计数器最大值及所述待输出倍频信号的占空比确定计数器比较值；
[0009]在接收外部中断信号时，重置计数器为0，同时控制时钟比较器输出所述待输出倍频信号的第一周期的有效电平信号，且所述有效电平信号的有效沿与外部中断信号的有效沿对齐，之后监测到计数器计数达到所述计数器比较值和0时，控制时钟比较器输出与前一电平信号相反的电平信号，从而生成并输出所述待输出倍频信号。
[0010]根据本专利技术提供的一种倍频信号生成方法，根据待输出的目标倍频、单片机主频及分频数列确定时钟计时器频率，包括：
[0011]根据所述目标倍频确定所述时钟计时器频率范围；
[0012]根据所述时钟计时器频率范围和单片机主频从分频数列中推算分频数；
[0013]根据所述分频数和单片机主频计算所述时钟计时器频率，计算公式如下：
[0014]f
t
＝f
c
/γ
[0015]其中，f
t
表示时钟计时器频率，f
c
表示单片机主频，γ为分频数。
[0016]根据本专利技术提供的一种倍频信号生成方法，根据所述时钟计时器频率和所述目标倍频确定计数器最大值，包括：根据所述时钟计时器频率和所述目标倍频按下述公式计算所述计数器最大值RA：
[0017]RA＝f
t
/f
out
[0018]其中，f
t
表示时钟计时器频率，f
out
表示目标倍频。
[0019]根据本专利技术提供的一种倍频信号生成方法，根据所述计数器最大值及所述待输出倍频信号的占空比确定计数器比较值，包括：按如下公式确定所述计数器比较值RB：
[0020]RB＝α
·
RA
[0021]其中，α为待输出倍频信号中有效电平信号宽度与待输出倍频信号周期的比值。
[0022]根据本专利技术提供的一种倍频信号生成方法，所述外部中断信号为定位导航系统的PPS信号。
[0023]根据本专利技术提供的一种倍频信号生成方法，所述定位导航系统为GPS系统、北斗卫星导航系统、伽利略卫星导航系统或格洛纳斯卫星导航系统。
[0024]根据本专利技术提供的一种倍频信号生成方法，所述待输出倍频信号用于自动驾驶系统中传感器的同步采样触发信号。
[0025]本专利技术还提供一种倍频信号发生器，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，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的倍频信号生成方法。
[0026]本专利技术还提供一种传感器触发信号生成系统，包括：定位导航系统、传感器及上述的倍频信号发生器，所述定位导航系统产生的PPS信号作为外部中断信号输入至所述倍频信号发生器，所述倍频信号发生器生成与所述PPS信号对应的倍频信号，并将所述倍频信号作为同步采样触发信号输入至所述传感器。
[0027]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的倍频信号生成方法。
[0028]本专利技术提供的倍频信号生成方法及倍频信号发生器，通过根据单片机主频、分频数列及待输出倍频信号的目标倍频确定时钟计时器频率；根据所述时钟计时器频率和所述目标倍频确定计数器最大值；根据所述计数器最大值及所述待输出倍频信号的占空比确定计数器比较值；在接收外部中断信号时，重置计数器为0，同时控制时钟比较器输出与外部中断信号一致的电平信号，之后监测到计数器计数达到所述计数器比较值和0时，控制时钟比较器输出与前一电平信号相反的电平信号，从而生成倍频信号。本专利技术根据待输出目标倍频信号的目标倍频和占空比反推确定单片机的时钟计时器频率、计数器最大值和比较值，最后时钟比较器基于外部中断信号和计数器比较值生成倍频信号。本专利技术生成倍频信号的方式成本低廉，稳定性高，能快速实现亚毫秒级别精度的同步，并且能实现连续自然数倍频，适合百赫兹级别的传感器应用。在多传感器系统中，能够低成本地实现多个传感器的触发信号准确地和PPS信号成倍数关系并对齐。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本专利技术提供的倍频信号生成方法的流程示意图；
[0031]图2是本专利技术的倍频信号生成方法中输出50Hz倍频信号的示例图；
[0032]图3是本专利技术提供的倍频信号生成装置的结构示意图；
[0033]图4是本专利技术提供的传感器触发信号生成系统结构示意图。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]本专利技术实施例的倍频信号生成方法，如图1所示，该方法包括：
[0036]步骤S110、根据单片机主频、分频数列及待输出倍频信号的目标倍频确定时钟计时器频率。本实施例中，单片机具有计时器及脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)输出功能，PWM输出功能用于在后续生成倍频信号时，调整倍频信号的脉冲宽度或调节占空比。单片机可采用IO驱动能力较强的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种倍频信号生成方法，其特征在于，包括：根据单片机主频、分频数列及待输出倍频信号的目标倍频确定时钟计时器频率；根据所述时钟计时器频率和所述目标倍频确定计数器最大值；根据所述计数器最大值及所述待输出倍频信号的占空比确定计数器比较值；在接收外部中断信号时，重置计数器为0，同时控制时钟比较器输出所述待输出倍频信号的第一周期的有效电平信号，且所述有效电平信号的有效沿与外部中断信号的有效沿对齐，之后监测到计数器计数达到所述计数器比较值和0时，控制时钟比较器输出与前一电平信号相反的电平信号，从而生成并输出所述待输出倍频信号。2.根据权利要求1所述的倍频信号生成方法，其特征在于，根据单片机主频、分频数列及待输出倍频信号的目标倍频确定时钟计时器频率，包括：根据所述目标倍频确定所述时钟计时器频率范围；根据所述时钟计时器频率范围和单片机主频从分频数列中推算分频数；根据所述分频数和单片机主频计算所述时钟计时器频率，计算公式如下：f
t
＝f
c
/γ其中，f
t
表示时钟计时器频率，f
c
表示单片机主频，γ为分频数。3.根据权利要求1所述的倍频信号生成方法，其特征在于，根据所述时钟计时器频率和所述目标倍频确定计数器最大值，包括：根据所述时钟计时器频率和所述目标倍频按下述公式计算所述计数器最大值RA：RA＝f
t
/f
out
其中，f
t
表示时钟计时器频率，f

【专利技术属性】
技术研发人员：贾冀，
申请(专利权)人：嬴彻星创智能科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：