[发明专利]一种基于DSP的PWM引脚实现的数模转换方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种基于DSP的PWM引脚实现的数模转换方法，用于方便查看中间数字变量的具体波形。

背景技术

在数字控制电路中，有很多控制算法是在数字信号处理器（DSP）中实现，将输入变量送入DSP，通过计算后得到输出变量，但是在电路的调试过程中，很多时候需要看到中间的变量以调试算法的正确与否，一般的DSP编程环境会提供在线仿真的功能，可以通过与DSP连接从电脑查看中间变量的波形，但是这种方式在有些大功率运行或者电路与电脑不共地的情况下，会出现问题，甚至导致炸机等危险发生。在不连接电脑的情况下，也可以通过数模转换（DAC）芯片来实现将DSP程序中的某个变量编程模拟量然后通过示波器来观察，但是这种方法需要在DSP外部加上数模转换芯片，从而增加成本。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种无需增加硬件成本、无需复杂的算法的简单好用的基于DSP的PWM引脚实现的数模转换方法。

为解决上述的技术问题，本发明采取的技术方案：

一种基于DSP的PWM引脚实现的数模转换方法，其特殊之处在于：DSP内部的PWM引脚输出接电阻R，电阻R与电路GND之间接一个电容C，电阻R与电容C的公共连接点即为输出；通过DSP内部的PWM引脚将需要数模转换的信号与DSP内部的比较寄存器相比较，从PWM引脚得到与之相对应的高频脉冲波形，然后通过对脉冲波形的滤波得到与原始信号非常接近的波形。

上述转换方法的具体步骤如下：

（1）、假设需要被输出查看的中间变量信号为A_wave，简单分析其频率的大概范围为f₁—f₂ Hz；

（2）、如果A_wave为正的信号，则不需要做任何处理，如果A_wave为负或者为交流信号，则需要在其与DSP内部的比较器比较之前叠加一个直流偏置电压，使其全部信号都为正，因为DSP引脚输出只能为正，给其加上一个直流的偏置电压； 

（3）、设置DSP中比较寄存器的的计数模式和计数周期值；

（4）、将输出的脉冲经过低通滤波器之后，即可得到A_wave的近似波形。

上述的步骤（2）中的直流偏置电压的大小为DSP引脚电压的一半。

上述的步骤（3）中的DSP中比较寄存器的计数模式选择连续增减模式计数, 其计数周期值通过需要的输出脉冲频率确定。

上述的设计数周期值为TPR，DSP的主频为100MHz，输出的脉冲频率为20kHz，则TPR=100M/2*20k。

上述的转换方法中的电阻R和电容C的取值确定：首先估算A_wave的频率f₁，为了能够得到比较真实的输出波形，可以将计数器的频率f₂尽量选大，f₂>=20f₁，电阻R和电容C组成的一阶低通滤波器的截止频率应该满足：                                               ，由此可以得到电阻R和电容C的取值范围。

与现有的技术相比，本发明的有益效果：

本发明在几乎不增加硬件成本的基础上，也不需要复杂的算法，即可实现数字信号的的模拟化，也不存在联机仿真运行带来的危险。

附图说明

图1为被输出的数字量经过与计数器比较形成PWM波形图；

图2为本发明中数模转过程换示意图；

图3为本发明的电路图。

具体实施方式                                                   

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参见图1-3，本发明在DSP内部的PWM引脚输出接电阻R，电阻R与电路GND之间接一个电容C，电阻R与电容C的公共连接点即为输出；在DSP内部，数字量A_wave是一个在时间和幅值上都被离散化的量，如果把它每个时间点与之对应的数字量赋值给DSP内部的比较寄存器，那么在计数器（定义其计数方式为连续增减计数模式）的值等于A_wave此时刻的数字量（这个值叫做比较匹配点）时候，规定的PWM引脚将输出相应的电平。参见图1，规定计数器的下降过程中碰到比较匹配点A时输出的PWM引脚置高电平，计数器的上升过程中碰到比较匹配点B的时候PWM引脚置低电平。以此类推，可以得到相应的PWM脉冲波形。

上述转换方法的具体步骤如下：