一種監測信號電平的實現方法
2024-02-04 14:36:15
專利名稱：一種監測信號電平的實現方法
技術領域：
本發明涉及一種應用於電平監測模塊的方法，具體涉及一種監測信號電平的實現 方法。
背景技術：
在數字系統中，經常需要這樣一類監測報警模塊。該模塊對某個信號的高(低) 電平持續時間進行監測。如果該信號的高(低)電平持續時間超過報警閾值，則應該由該 模塊發出一個報警信號。該報警信號通知其它模塊，被監測信號的高(低)電平持續時間 已經超過了高(低)電平的報警閾值。該類電路實現起來比較簡單。以高電平監測報警模 塊的實現為例。只需要一個報警計數器(高電平使能的計數器)就可以實現該功能。以被 監測信號作為該計數器的使能信號，當該信號為高電平時報警計數器從零開始計數，當該 信號為低電平時報警計數器歸零，當該計數器的計數值等於預設的報警閾值時則發出報警 信號。從而實現對高電平持續時間的監測報警。但是在實際的使用過程中，被監測信號經常受到外部幹擾而發生波動，以監測高 電平持續時間的高電平檢測報警模塊為例，外部幹擾會表現為在被監測信號的持續高電平 中間插入一個較短的低電平信號。如果，幹擾信號的持續時間較長，則有可能導致高電平計 數器歸零從而使高電平監測報警模塊失效。因此，如何解決外部幹擾對信號監測帶來的不 利影響，成為本領域技術人員努力的方向。
發明內容
本發明目的是提供一種監測信號電平的實現方法，該方法可以慮除被監測信號上 小於幹擾閾值的幹擾信息並具有較好的抗幹擾能力。為達到上述目的，本發明採用的技術方案是一種監測信號電平的實現方法，包括 以下步驟步驟一、根據被監測信號的高電平最大可持續時間設置報警計數器的報警閾值， 根據被監測信號的幹擾最大可持續時間設置幹擾計數器的幹擾閾值；步驟二、監測被監測信號電平，當該信號為高電平時，使能報警計數器，報警計數 器開始計數；步驟三、判斷報警計數器的計數值是否等於報警閾值；如果是，則由監測報警模塊 輸出報警信號用於通知CPU或者用於其它操作，報警計數器復位，繼續執行步驟二 ；否則報 警計數器繼續計數並執行下一步驟；步驟四、判斷報警計數器計數時被監測信號是否變為低電平；如果是，則使能干擾 計數器，幹擾計數器開始計數；此時，報警計數器仍在計數；步驟五、判斷幹擾計數器的計數值是否等於幹擾閾值；如果是，則報警計數器和幹 擾計數器同時復位，繼續執行步驟二 ；否則，幹擾計數器和報警計數器同時保持計數；步驟六、判斷在幹擾計數器的計數時被監測信號是否變為高電平；如果是，表明此低電平是一個幹擾，則幹擾計數器復位，報警計數器繼續計數，繼續執行步驟三。由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比通過使用2個計數器分別對高低 電平的持續時間進行計數的方法，不僅實現了對被監測信號高(低)電平持續時間的實時 監測功能同時還具有慮除幹擾的優點。由於本專利採用了模塊化和參數化的設計方法，所 以只需要根據不同的應用場合對本專利中的高(低)電平閾值和與其對應的幹擾閾值進行 調整就可以很方便的將本專利中的實現方法應用到許多外部幹擾強度不同的類似應用場合。
附圖1為本發明功能時序圖；附圖2為本發明中計數器結構圖；附圖3為本發明實現信號監測報警模塊的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述實施例一種監測信號電平的實現方法一種監測信號電平的實現方法，包括以下步驟步驟一、根據被監測信號的高電平最大可持續時間設置報警計數器的報警閾值， 根據被監測信號的幹擾最大可持續時間設置幹擾計數器的幹擾閾值；步驟二、監測被監測信號電平，當該信號為高電平時，使能報警計數器，報警計數 器開始計數；步驟三、判斷報警計數器的計數值是否等於報警閾值；如果是，則由監測報警模塊 輸出報警信號用於通知CPU或者用於其它操作，報警計數器復位，繼續執行步驟二 ；否則報 警計數器繼續計數並執行下一步驟；步驟四、判斷報警計數器計數時被監測信號是否變為低電平；如果是，則使能干擾 計數器，幹擾計數器開始計數；此時，報警計數器仍在計數；步驟五、判斷幹擾計數器的計數值是否等於幹擾閾值；如果是，則報警計數器和幹 擾計數器同時復位，繼續執行步驟二 ；否則，幹擾計數器和報警計數器同時保持計數；步驟六、判斷在幹擾計數器的計數時被監測信號是否變為高電平；如果是，表明此 低電平是一個幹擾，則幹擾計數器復位，報警計數器繼續計數，繼續執行步驟三。本實施例上述內容具體解釋如下。監測被監測信號的高電平持續時間，如果持續時間超過報警閾值則本專利將會向 外發出報警信號。當被監測信號上有幹擾時，表現為在持續的高電平中間插入一個較短的 低電平並且幹擾持續時間小於幹擾閾值時，本專利會將其慮除。本專利的功能時序圖如圖 一所示在圖一中的1時刻，被監測信號變高使報警計數器開始計數；2時刻，在報警計數器 仍然在計數的同時，被監測信號變低使幹擾計數器開始計數；3時刻，幹擾計數器計數到幹 擾閾值7，表面此低電平不是幹擾而是有效的低電平信號，專利回到初始狀態，所有計數器 歸零；在4時刻，被監測信號變高使報警計數器開始計數；5時刻，在報警計數器仍然在計數 的同時，被監測信號變低使幹擾計數器開始計數；6時刻，在幹擾計數器還沒有計數到幹擾閾值7的時候，被監測信號又變高使幹擾計數器歸零，這表明此低電平不是一個有效的低 電平而是一個幹擾，所以報警計數器繼續計數；在7時刻，報警計數器計數到報警閾值，專 利發出高電平有效的報警信號根據以上要求，我們提出了一種計數器結構，該結構如圖二所示該計數器的埠 的名稱，方向和功能如表一所示表一計數器埠說明 該計數器具有如下功能。當計數器使能信號有效時，開啟計數器信號使計數器開 始計數。只要計數器的計數值不等於0，非零就會輸出1。當計數器開始計數後，如果計數 器使能信號有效，則計數器每過一個時鐘周期就增加1。直到計數器的計數值等於設置的計 數器最大值時，計數器的溢出輸出1，下一個計數器使能信號有效的時鐘上升延使計數器歸 0，並停止計數。直到開啟計數器信號再次有效時，計數器才會開始下一個計數周期。其中，時鐘、復位、復位計數、暫停/繼續，開始計數為輸入信號，溢出、非零為輸出 信號。MUX1為二選一數據選擇器。當控制信號為0時，MUX1將寄存器當前值加1數據通路 選通並向右傳輸給右側MUX2。當控制信號為1時，即溢出或復位計數時，MUX1將0傳輸給 MUX2。MUX2與MUX1相同也是二選一數據選擇器。當控制信號為0時，將寄存器當前值選 通傳輸給寄存器輸入端。當控制信號為1時，即暫停/繼續有效並且復位計數，開始計數或 者非零有一個為1時，則選通MUX1的輸出給寄存器輸入端。其中MAX和WIDTH為參數化的 重要設計指標，MAX為計數器最大值，WIDTH為根據計數器最大值不同而變化的計數器中寄 存器的位寬。例如當計數器的最大值為8，則MAX為8，WIDTH為3。如果計數器的最大值為 10，則 MAX 為 10，WIDTH 為 4。
以專利功能時序圖如圖一表示的檢測報警模塊為例，該模塊監測報警閾值為23 微秒，幹擾閾值為7微秒的信號為例，連接兩個計數器實現對該信號高電平持續時間的監 測和報警功能。將其中之一的計數器的最大計數值設置為23並命名為報警計數器，另一個 計數器的最大計數值設置為7並命名為幹擾計數器。結構圖如圖三所示，圖三中時鐘頻率 為60MHz，將其60分頻後得到時鐘頻率為IMHz的計數器使能信號。當被監測信號為高時， 將報警計數器的開啟計數器信號拉高，報警計數器開始計數。每IMHz增加1，直到報警計數 器或者幹擾計數器有一個計到其閾值時則會停止報警計數器並使其歸0。即圖三中兩個計 數器的溢出經or3相或後與報警計數器的關閉計數器信號端相連。當被監測信號為低並且 報警計數器非0時，幹擾計數器開始計數。即圖三中取反後的被監測信號和報警計數器的 非零信號經and3相與後與幹擾計數器的開啟計數器信號端相連。幹擾計數器每IMHz增加 1，直到被監測信號再次變高並且幹擾計數器不等於0時，低計數器停止計數並歸0。即圖四 中被監測信號和低計數器的非零經and2相與後與低計數器的關閉計數器信號端相連。如 果報警計數器溢出輸出高則說明被監測信號的高電平持續時間超過報警閾值，這時監測報 警模塊發出報警信號。
如果需要監測低電平持續時間並報警的話，其方法原理如同本發明；在實現結構 上只需要在被監測信號和本專利之間插入一個反相器即可。上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人 士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明 精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種監測信號電平的實現方法，其特徵在於包括以下步驟步驟一、根據被監測信號的高電平最大可持續時間設置報警計數器的報警閾值，根據被監測信號的幹擾最大可持續時間設置幹擾計數器的幹擾閾值；步驟二、監測被監測信號電平，當該信號為高電平時，使能報警計數器，報警計數器開始計數；步驟三、判斷報警計數器的計數值是否等於報警閾值；如果是，則由監測報警模塊輸出報警信號用於通知CPU或者用於其它操作，報警計數器復位，繼續執行步驟二；否則報警計數器繼續計數並執行下一步驟；步驟四、判斷報警計數器計數時被監測信號是否變為低電平；如果是，則使能干擾計數器，幹擾計數器開始計數；此時，報警計數器仍在計數；步驟五、判斷幹擾計數器的計數值是否等於幹擾閾值；如果是，則報警計數器和幹擾計數器同時復位，繼續執行步驟二；否則，幹擾計數器和報警計數器同時保持計數；步驟六、判斷在幹擾計數器的計數時被監測信號是否變為高電平；如果是，表明此低電平是一個幹擾，則幹擾計數器復位，報警計數器繼續計數，繼續執行步驟三。
全文摘要
一種監測信號電平的實現方法，包括以下步驟步驟一、根據被監測信號的高電平最大可持續時間設置報警計數器的報警閾值，根據被監測信號的幹擾最大可持續時間設置幹擾計數器的幹擾閾值；步驟二、監測被監測信號電平，當該信號為高電平時，使能報警計數器；步驟三、判斷報警計數器的計數值是否等於報警閾值；步驟四、判斷報警計數器計數時被監測信號是否變為低電平；步驟五、判斷幹擾計數器的計數值是否等於幹擾閾值；步驟六、判斷在幹擾計數器的計數時被監測信號是否變為高電平。本發明具有較好的抗幹擾能力且電路結構簡單。
文檔編號G06F11/30GK101847114SQ20101013785
公開日2010年9月29日 申請日期2010年3月23日 優先權日2010年3月23日
發明者於麥口, 張豔麗, 徐小宇 申請人:蘇州國芯科技有限公司