模数转换方法、车载芯片

技术领域

本申请涉及模数转换器，特别是涉及一种模数转换方法，还涉及一种车载芯片。

背景技术

模数转换器(ADC)用于将模拟信号转换成数字信号。对于集成了模数转换器的车载芯片，我们希望模数转换的结果能够减小噪声等原因造成的干扰，获得更准确的模数转换结果。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够获得准确的模数转换结果的模数转换方法。

一种模数转换方法，具有第一模数转换模式；在所述第一模数转换模式下，所述模数转换方法包括：对第一采样通道输入的模拟信号进行第一预设次数的模数转换；对所述第一预设次数的模数转换结果进行第一处理，所述第一处理是将所述模数转换结果累加后取平均值。

上述模数转换方法，能够对同一模拟量采样多次后取平均，达到减小噪声干扰的效果，能够获得更准确的模数转换结果。

在其中一个实施例中，所述模数转换方法具有第二模数转换模式；在所述第二模数转换模式下，所述模数转换方法包括：步骤A，对第二采样通道输入的模拟信号进行第二预设次数的模数转换；步骤B，对所述第二预设次数的模数转换结果进行所述第一处理；反复执行所述步骤A和步骤B，并在每次得到所述第一处理的处理结果后替换前次第一处理的处理结果。

在其中一个实施例中，所述步骤B还包括将所述处理结果存入第一寄存器中；所述在每次得到所述第一处理的处理结果后替换前次第一处理的处理结果，是刷新所述第一寄存器中存储的处理结果。

在其中一个实施例中，在所述第二模数转换模式下，所述模数转换方法还包括：若发生转换中止，则中断模数转换。

在其中一个实施例中，所述方法还包括将所述第一处理的处理结果与预设阈值进行比较的步骤，若比较结果不满足预设条件，则丢弃所述处理结果，若所述比较结果满足所述预设条件，则保存所述处理结果。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：若所述比较结果满足所述预设条件，则将转换完成标志位置为第一值；若所述比较结果不满足所述预设条件，则不将所述转换完成标志位置为第一值。

在其中一个实施例中，所述预设阈值包括第一阈值和第二阈值，所述将所述第一处理的处理结果与预设阈值进行比较的步骤包括与所述第一阈值和第二阈值进行比较。

在其中一个实施例中，响应于所述第一阈值小于等于第二阈值、且第一配置位为第二值，所述预设条件为所述比较结果大于等于所述第一阈值并且小于等于所述第二阈值；响应于所述第一阈值小于等于第二阈值、且所述第一配置位为第三值，所述预设条件为所述比较结果小于所述第一阈值或者大于所述第二阈值；响应于所述第一阈值大于第二阈值、且第一配置位为第二值，所述预设条件为所述比较结果大于等于所述第一阈值或者小于等于所述第二阈值；响应于所述第一阈值大于第二阈值、且所述第一配置位为第三值，所述预设条件为所述比较结果小于所述第一阈值并且大于所述第二阈值。

还有必要提供一种车载芯片。

一种车载芯片，包括模数转换器，所述模数转换器用于在第一模数转换模式下：对第一采样通道输入的模拟信号进行第一预设次数的模数转换；对所述第一预设次数的模数转换结果进行第一处理，所述第一处理是将所述模数转换结果累加后取平均值。

上述车载芯片，其模数转换器能够对同一模拟量采样多次后取平均，达到减小噪声干扰的效果，能够获得更准确的模数转换结果。

在其中一个实施例中，所述模数转换器还用于在第二模数转换模式下：对第二采样通道输入的模拟信号进行第二预设次数的模数转换；对所述第二预设次数的模数转换结果进行所述第一处理；反复进行所述模数转换和第一处理，并在每次得到所述第一处理的处理结果后替换前次第一处理的处理结果。

在其中一个实施例中，对第二预设次数的模数转换结果进行第一处理包括将处理结果存入第一寄存器中；所述在每次得到所述第一处理的处理结果后替换前次第一处理的处理结果，是刷新第一寄存器中存储的处理结果。

在其中一个实施例中，模数转换器在连续平均模式下，若发生转换中止，则中断模数转换。

在其中一个实施例中，在平均模式和/或连续平均模式下，模数转换器用于：将所述第一处理的处理结果与预设阈值进行比较，若比较结果不满足预设条件，则丢弃所述处理结果，若所述比较结果满足所述预设条件，则保存所述处理结果。

在其中一个实施例中，若所述比较结果满足所述预设条件，则将转换完成标志位置为第一值；若所述比较结果不满足所述预设条件，则不将所述转换完成标志位置为第一值。

在其中一个实施例中，所述预设阈值包括第一阈值和第二阈值，所述将所述第一处理的处理结果与预设阈值进行比较的步骤包括与第一阈值和第二阈值进行比较。

在其中一个实施例中，响应于所述第一阈值小于等于第二阈值、且第一配置位为第二值，所述预设条件为所述比较结果大于等于所述第一阈值并且小于等于所述第二阈值；响应于所述第一阈值小于等于第二阈值、且所述第一配置位为第三值，所述预设条件为所述比较结果小于所述第一阈值或者大于所述第二阈值；响应于所述第一阈值大于第二阈值、且第一配置位为第二值，所述预设条件为所述比较结果大于等于所述第一阈值或者小于等于所述第二阈值；响应于所述第一阈值大于第二阈值、且所述第一配置位为第三值，所述预设条件为所述比较结果小于所述第一阈值并且大于所述第二阈值。

附图说明

为了更好地描述和说明这里公开的那些发明的实施例和/或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的发明、目前描述的实施例和/或示例以及目前理解的这些发明的最佳模式中的任何一者的范围的限制。

图1是本申请一实施例中平均模式下的模数转换方法的流程图；

图2是平均模式下第一预设次数为4的一实施例中的信号时序图；

图3是本申请一实施例中连续平均模式下的模数转换方法的流程图；

图4是本申请另一实施例中平均模式下的模数转换方法的流程图；

图5是本申请另一实施例中连续平均模式下的模数转换方法的流程图；

图6是本申请一实施例中模数转换器的部分结构的模块图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

示例性的模数转换器支持单次模式和连续模式的模数转换。其中，单次模式是对选择的采样通道进行一次模数转换就停止。连续模式是对选择的采样通道不断地进行模数转换，直到软件打断(发生转换中止事件)。单次模式适用于对某一时刻的模拟量进行采集，连续模式适用于对某一模拟量进行长时间的监测。本申请提出一种模数转换器，其支持对同一模拟量进行多次采样并取平均的模数转换方法，达到减小噪声干扰的效果。

本申请的模数转换方法支持的模数转换模式包括平均模式。参见图1，连续模式的模数转换流程包括：

S110，对第一采样通道输入的模拟信号进行第一预设次数的模数转换。

模数转换器包括若干采样通道。对被选中的采样通道(即第一采样通道)进行第一预设次数的模数转换。在本申请的一个实施例中，第一预设次数可由用户在4、8、16、32次中自由选择。具体地，第一预设次数可以通过一个寄存器进行设置。在本申请的一个实施例中，第一预设次数的模数转换完成后对转换完成标志位置位(例如置为1)。

S120，对第一预设次数的模数转换结果进行第一处理。

将步骤S110得到的第一预设次数的模数转换结果累加后取平均值。图2是平均模式下第一预设次数为4的一实施例中的信号时序图。在转换了第4次的处理结果后，对转换完成标志位置位，表示软件此时可以读取转换的结果(即(S0+S1+S2+S3)/4，另一个第一处理的结果为(S4+S5+S6+S7)/4)。转换的结果(即第一处理的处理结果)可以存入相应的数据结果寄存器Rn中(n对应采样通道的编号)，每个采样通道对应配置有一个数据结果寄存器。

上述模数转换方法，对同一模拟量采样多次后取平均，达到减小噪声干扰的效果，能够获得更准确的模数转换结果。

在本申请的一个实施例中，模数转换方法支持的模数转换模式还包括连续平均模式。参见图3，连续平均模式的模数转换流程包括：

S210，对第二采样通道输入的模拟信号进行第二预设次数的模数转换。

对被选中的采样通道(即第二采样通道)进行第二预设次数的模数转换。在本申请的一个实施例中，第二预设次数可由用户在4、8、16、32次中自由选择。在本申请的一个实施例中，第二预设次数的模数转换完成后对转换完成标志位置位(例如置为1)。

S220，对第二预设次数的模数转换结果进行第一处理。

将步骤S210得到的第二预设次数的模数转换结果累加后取平均值。转换的结果(即第一处理的处理结果)可以存入相应的数据结果寄存器Rn中，每个采样通道对应配置有一个数据结果寄存器。

S230，若发生转换中止，则进入步骤S240，否则进入步骤S232。

在本申请的一个实施例中，若转换被中止(发生转换中止事件)，数据结果寄存器Rn的值不会更新，Rn的值保持为上一次第一处理完成的结果值。不建议用户使能转换完成中断，否则会因进中断的时间错过数据结果寄存器Rn中不断更新的结果。

S232，用本次第一处理的处理结果替换前次第一处理的处理结果。

刷新数据结果寄存器Rn中存储的处理结果。步骤S232完成后返回步骤S210，相当于继续进行下一次平均模式的模数转换。

S240，中断模数转换。

本申请的模数转换方法支持的模数转换模式也包括单次模式和连续模式。在本申请的一个实施例中，单次模式下只对所选择的采样通道进行一次转换，转换完成后对转换完成标志位置位，转换结果写入数据结果寄存器Rn。在本申请的一个实施例中，连续模式下对所选择的采样通道不断地进行转换，直到发生转换中止事件。连续模式下每一次转换完成都会对转换完成标志位置位，转换结果写入数据结果寄存器Rn。不建议用户使能转换完成中断，否则会因进中断的时间错过数据结果寄存器Rn中不断更新的结果。

在本申请的一个实施例中，用户可以通过设置两个寄存器的值来选择模数转换模式，从而读取到所需的模数转换结果。例如(0，0)为单次模式，(1，0)为连续模式，(0，1)为平均模式，(1，1)为连续平均模式。

在本申请的一个实施例中，模数转换方法还包括将第一处理的处理结果与预设阈值进行比较的步骤，若比较结果不满足预设条件，则丢弃处理结果，若比较结果满足预设条件，则保存处理结果。在本申请的一个实施例中，若比较结果不满足预设条件，则转换完成标志位不会置位，第一处理的处理结果也不会写入数据结果寄存器Rn中。若比较结果满足预设条件，则将转换完成标志位置位，并将第一处理的处理结果写入数据结果寄存器Rn中。通过将第一处理的处理结果与预设阈值进行比较，并丢弃比较结果不满足预设条件的数据，能够过滤掉噪声、干扰等原因导致的不符合预期的模数转换数据。

在本申请的一个实施例中，在单次模式和连续模式下，与预设阈值的比较判断会在每一次模数转换完成时发生；在平均模式和连续平均模式下，比较判断分别在第一/第二预设次数的模数转换完成时发生。

图4是本申请另一实施例中平均模式下的模数转换方法的流程图，包括下列步骤：

S110，对第一采样通道输入的模拟信号进行第一预设次数的模数转换。

参见图1的步骤S110，此处不赘述。

S120，对第一预设次数的模数转换结果进行第一处理。

参见图1的步骤S120，此处不赘述。

S130，将第一处理的处理结果与预设阈值进行比较。

比较累加后取平均得到的值与预设阈值的大小关系。预设阈值可以有一个，也可以有两个以上。对于预设阈值有两个以上的情况，需要将第一处理的处理结果与每一个预设阈值都进行比较。该比较不会增加模数转换时间。

S140，判断比较结果是否满足预设条件。

如果步骤S130的比较结果满足预设条件，则执行步骤S142，否则执行步骤S144。

S142，保存处理结果，对转换完成标识位置位。

在本申请的一个实施例中，是将第一处理的处理结果写入数据结果寄存器Rn中，并且将转换完成标志位置为第一值(第一值例如为1)。

S144，丢弃处理结果，不对转换完成标识位置位。

在本申请的一个实施例中，若比较结果不满足预设条件，则不将本次第一处理的处理结果保存在数据结果寄存器Rn中。

图5是本申请另一实施例中连续平均模式下的模数转换方法的流程图，包括下列步骤：

S210，对第二采样通道输入的模拟信号进行第二预设次数的模数转换。

参见图3的步骤S210，此处不赘述。

S220，对第二预设次数的模数转换结果进行第一处理。

参见图3的步骤S220，此处不赘述。

S230，若发生转换中止，则进入步骤S240，否则进入步骤S250。

在本申请的一个实施例中，若转换被中止，数据结果寄存器Rn的值不会更新，Rn的值保持为上一次第一处理完成的结果值。不建议用户使能转换完成中断，否则会因进中断的时间错过数据结果寄存器Rn中不断更新的结果。

S240，中断模数转换。

若发生转换中止事件，则中断模数转换。

S250，将第一处理的处理结果与预设阈值进行比较。

比较步骤S220累加后取平均得到的值与预设阈值的大小关系。预设阈值可以有一个，也可以有两个以上。对于预设阈值有两个以上的情况，需要将第一处理的处理结果与每一个预设阈值都进行比较。

S260，判断比较结果是否满足预设条件。

如果步骤S250的比较结果满足预设条件，则执行步骤S264，否则执行步骤S262。

S262，丢弃处理结果，不对转换完成标识位置位。

在本申请的一个实施例中，若比较结果不满足预设条件，则数据结果寄存器Rn的数据仍然是前一次第一处理的处理结果，而不将本次第一处理的处理结果保存在数据结果寄存器Rn中。步骤S262完成后返回步骤S210。

S264，用本次第一处理的处理结果替换前次第一处理的处理结果，并对转换完成标识位置位。

将第一处理的处理结果写入数据结果寄存器Rn中，并且将转换完成标志位置为第一值(第一值例如为1)。步骤S262完成后返回步骤S210。

在本申请的一个实施例中，预设阈值包括第一阈值和第二阈值。比较判断的预设条件由寄存器中的配置位来决定。响应于所述第一阈值小于等于第二阈值、且第一配置位为第二值，所述预设条件为所述比较结果大于等于所述第一阈值并且小于等于所述第二阈值；第二值可以为1；

响应于所述第一阈值小于等于第二阈值、且所述第一配置位为第三值，所述预设条件为所述比较结果小于所述第一阈值或者大于所述第二阈值；第三值可以为0；

响应于所述第一阈值大于第二阈值、且所述第一配置位为第二值，所述预设条件为所述比较结果大于等于所述第一阈值或者小于等于所述第二阈值；

响应于所述第一阈值大于第二阈值、且所述第一配置位为第三值，所述预设条件为所述比较结果小于所述第一阈值并且大于所述第二阈值。

在本申请的一个实施例中，预设条件由寄存器ACFGT和ACREN的配置位决定，其中寄存器ACFGT存储的配置位即为前述第一配置位，寄存器ACFGT的配置位和寄存器ACREN的配置位用于设置前述比较判断的判断逻辑。第一阈值和第二阈值分别由CV1和CV2寄存器配置。若CV1值小于等于CV2值、ACFGT＝1，则第一处理的处理结果在CV1～CV2的范围内(包括CV1和CV2比较值)为真(即满足预设条件)；若CV1值小于等于CV2值、ACFGT＝0，则第一处理的处理结果在CV1～CV2的范围外(不包括CV1和CV2比较值)为真。若CV1值大于CV2值、ACFGT＝1，则第一处理的处理结果在CV1～CV2的范围外(包括CV1和CV2比较值)为真；若CV1值大于CV2值、ACFGT＝0，则第一处理的处理结果在CV1～CV2的范围内(不包括CV1和CV2比较值)为真。比较功能的逻辑关系判断如表1：

表1

本申请还提供一种车载芯片，包括支持前述平均模式的模数转换器，模数转换器在平均模式下进行如下处理：

对第一采样通道输入的模拟信号进行第一预设次数的模数转换；

对所述第一预设次数的模数转换结果进行第一处理，所述第一处理是将所述模数转换结果累加后取平均值。

上述车载芯片，其模数转换器能够对同一模拟量采样多次后取平均，达到减小噪声干扰的效果，能够获得更准确的模数转换结果。

在本申请的一个实施例中，模数转换器还支持前述连续平均模式，模数转换器在连续平均模式下进行如下处理：

对第二采样通道输入的模拟信号进行第二预设次数的模数转换；

对所述第二预设次数的模数转换结果进行所述第一处理；

反复进行所述模数转换和第一处理，并在每次得到所述第一处理的处理结果后替换前次第一处理的处理结果。

在本申请的一个实施例中，对第二预设次数的模数转换结果进行第一处理包括将处理结果存入第一寄存器中；所述在每次得到所述第一处理的处理结果后替换前次第一处理的处理结果，是刷新第一寄存器中存储的处理结果。

在本申请的一个实施例中，模数转换器在连续平均模式下，若发生转换中止，则中断模数转换。

在本申请的一个实施例中，在平均模式和/或连续平均模式下，模数转换器用于：将所述第一处理的处理结果与预设阈值进行比较，若比较结果不满足预设条件，则丢弃所述处理结果，若所述比较结果满足所述预设条件，则保存所述处理结果。

在本申请的一个实施例中，若所述比较结果满足所述预设条件，则将转换完成标志位置为第一值；若所述比较结果不满足所述预设条件，则不将所述转换完成标志位置为第一值。

在本申请的一个实施例中，所述预设阈值包括第一阈值和第二阈值，所述将所述第一处理的处理结果与预设阈值进行比较的步骤包括与第一阈值和第二阈值进行比较。

在本申请的一个实施例中，设置第一配置位来进行比较判断，第一配置位用于配置比较判断的判断逻辑。响应于所述第一阈值小于等于第二阈值、且第一配置位为第二值，所述预设条件为所述比较结果大于等于所述第一阈值并且小于等于所述第二阈值；

响应于所述第一阈值小于等于第二阈值、且所述第一配置位为第三值，所述预设条件为所述比较结果小于所述第一阈值或者大于所述第二阈值；

响应于所述第一阈值大于第二阈值、且第一配置位为第二值，所述预设条件为所述比较结果大于等于所述第一阈值或者小于等于所述第二阈值；

响应于所述第一阈值大于第二阈值、且所述第一配置位为第三值，所述预设条件为所述比较结果小于所述第一阈值并且大于所述第二阈值。

图6是本申请一实施例中模数转换器的部分结构的模块图。模数转换器包括加法器610、求平均单元620、比较单元630、逻辑门640，以及n个(n为正整数)采样通道。

加法器610将被选中的采样通道得到的数据(模数转换结果)进行预设次数的累加，然后由求平均单元620将累加的结果除以累加的次数得到平均值，作为处理结果。再由比较单元630和逻辑门640将处理结果与预设阈值进行比较，如果比较结果满足预设条件，则输出判断结果为真，否则为假。判断结果为真时，将处理结果写入数据结果寄存器Rn中，并且将转换完成标志位置为第一值(第一值例如为1)。判断结果为假时，不将处理结果写入数据结果寄存器Rn中，且不将转换完成标志位置为第一值。

本申请的车载芯片与模数转换方法基于一个总的发明构思，有关车载芯片中未具体说明的内容可参见前文对模数转换方法的介绍。

应该理解的是，虽然本申请的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，本申请流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。