一种信号输出方法及装置与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种信号输出方法及装置。

背景技术：

脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modulation)是利用微控制器的数字输出对模拟电路进行控制的一种技术。脉冲宽度调制PWM信号对模拟信号电平进行数字编码，以数字方式控制模拟电路无需数模转换，对噪声的抵抗能力增强，提高控制电路的精准度的同时降低了系统的成本和功耗。PWM信号控制广泛应用于空调系统风量调节、车身系统车速采集及信息娱乐系统背光控制等整车电控系统。但是，现有的PWN信号大多通过PWM信号发生器进行，其根据内部预设的控制策略进行调整，在实际使用时不能根据实际需求进行调节，不够灵活。

技术实现要素：

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种信号输出方法及装置，用以实现通过CAN(控制器局域网总线)报文更新PWM(脉冲宽度调制)输出频率和占空比，并能够精确设定每个通道PWM信号的输出时间。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种信号输出方法，包括：

获取第一控制器局域网总线CAN报文数据；

根据所述第一控制器局域网总线CAN报文数据以及至少一个预设输出通道，确定脉冲宽度调制PWM信号输出的第一预设输出通道、第一预设输出时间、第一预设输出频率和第一预设输出占空比；

根据所述第一预设输出通道、所述第一预设输出时间、所述第一预设输出频率和所述第一预设输出占空比，控制所述第一预设输出通道输出脉冲宽度调制PWM信号。

进一步的，所述控制所述第一预设输出通道输出脉冲宽度调制PWM信号的步骤包括：

控制所述第一预设输出通道在所述第一预设输出时间内，按所述第一预设输出频率和所述第一预设输出占空比输出脉冲宽度调制PWM信号。

进一步的，所述信号输出方法还包括：

获取第二控制器局域网总线CAN报文数据，其中，获取所述第二控制器局域网总线CAN报文数据与获取所述第一控制器局域网总线CAN报文数据之间间隔的时间为第一时间；

根据所述第二控制器局域网总线CAN报文数据，获得脉冲宽度调制PWM信号输出的第二预设输出通道、第二预设输出时间、第二预设输出频率和第二预设输出占空比；

当所述第二预设输出通道与所述第一预设输出通道为相同的输出通道、所述第一预设输出时间大于所述第一时间、且所述第二预设输出时间为0时，控制所述第一预设输出通道在第二时间内，按所述第二预设输出频率和第二预设输出占空比输出脉冲宽度调制PWM信号，其中，第二时间为第一预设时间与第一时间的差值。

进一步的，所述信号输出方法还包括：

当所述第二预设输出通道与所述第一预设输出通道为相同的输出通道、所述第一预设输出时间大于所述第一时间、且所述第二预设输出时间大于0时，控制所述第一预设输出通道在所述第二预设输出时间内，按所述第二预设输出频率和第二预设输出占空比输出脉冲宽度调制PWM信号。

进一步的，所述第一控制器局域网总线CAN报文数据包括：用于设定脉冲宽度调制PWM信号输出频率的频率信号、用于设定脉冲宽度调制PWM信号输出占空比的占空比信号、用于设定脉冲宽度调制PWM信号输出时间的计时器信号和用于选择脉冲宽度调制PWM信号输出通道的输出通道信号。

本发明实施例还提供了一种信号输出装置，包括：

获取模块，用于获取第一控制器局域网总线CAN报文数据；

解析模块，用于根据所述第一控制器局域网总线CAN报文数据以及至少一个预设输出通道，确定脉冲宽度调制PWM信号输出的第一预设输出通道、第一预设输出时间、第一预设输出频率和第一预设输出占空比；

控制模块，用于根据所述第一预设输出通道、所述第一预设输出时间、所述第一预设输出频率和所述第一预设输出占空比，控制所述第一预设输出通道输出脉冲宽度调制PWM信号。

进一步的，所述控制模块控制所述第一预设输出通道输出脉冲宽度调制PWM信号中，所述控制模块具体用于：

控制所述第一预设输出通道在所述第一预设输出时间内，按所述第一预设输出频率和所述第一预设输出占空比输出脉冲宽度调制PWM信号。

进一步的，所述获取模块，还用于获取第二控制器局域网总线CAN报文数据，其中，获取所述第二控制器局域网总线CAN报文数据与获取所述第一控制器局域网总线CAN报文数据之间间隔的时间为第一时间；

所述解析模块，还用于根据所述第二控制器局域网总线CAN报文数据，获得脉冲宽度调制PWM信号输出的第二预设输出通道、第二预设输出时间、第二预设输出频率和第二预设输出占空比；

所述控制模块，还用于当所述第二预设输出通道与所述第一预设输出通道为相同的输出通道、所述第一预设输出时间大于所述第一时间、且所述第二预设输出时间为0时，控制所述第一预设输出通道在第二时间内，按所述第二预设输出频率和第二预设输出占空比输出脉冲宽度调制PWM信号，其中，第二时间为第一预设时间与第一时间的差值。

进一步的，所述控制模块，还用于当所述第二预设输出通道与所述第一预设输出通道为相同的输出通道、所述第一预设输出时间大于所述第一时间、且所述第二预设输出时间大于0时，控制所述第一预设输出通道在所述第二预设输出时间内，按所述第二预设输出频率和第二预设输出占空比输出脉冲宽度调制PWM信号。

进一步的，所述信号输出装置还包括：

数据存储模块，用于存储经所述解析模块解析后的所述第一控制器局域网总线CAN报文数据，所述第一控制器局域网总线CAN报文数据包括：用于设定脉冲宽度调制PWM信号输出频率的频率信号、用于设定脉冲宽度调制PWM信号输出占空比的占空比信号、用于设定脉冲宽度调制PWM信号输出时间的计时器信号和用于选择脉冲宽度调制PWM信号输出通道的输出通道信号。

与现有技术相比，本发明实施例提供的一种信号输出方法及装置，至少具有以下有益效果：本发明实施例的信号输出方法通过控制器局域网总线CAN报文更新PWM输出频率和占空比，并能够精确设定每个通道PWM信号的输出时间，更新方便快捷，不增加额外成本，实现了功能的灵活性。同时，本发明实施例通过提供时间可控的PWM信号输出，可精准的验证电控系统PWM信号采集策略，多路PWM信号输出通道，增加PWM信号应用的广泛性。且本发明实施例的信号输出方法能够用于整车车身系统和信息娱乐系统PWM信号设定及采集的功能验证，完善电控系统开发阶段的功能定义和验证系统的功能实现，为整车电控系统PWM信号输入输出策略提供了一种简便的验证方式，节约了人力成本和时间成本，加快整车开发进度。

附图说明

图1为本发明实施例的信号输出方法的流程图之一；

图2为本发明实施例的信号输出方法的流程图之二；

图3为本发明实施例的信号输出装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

参见图1，本发明实施例提供了一种信号输出方法，包括：

步骤101，获取第一控制器局域网总线CAN报文数据；

在本发明实施例中，直接从CAN总线(控制器局域网络，Controller Area Network)上获取控制PWM(脉冲宽度调制，Pulse Width Modulation)信号输出的CAN报文数据，CAN报文数据中包括有用于控制PWM信号输出的控制参数。

步骤102，根据所述第一控制器局域网总线CAN报文数据以及至少一个预设输出通道，确定PWM信号输出的第一预设输出通道、第一预设输出时间、第一预设输出频率和第一预设输出占空比；

步骤103，根据所述第一预设输出通道、所述第一预设输出时间、所述第一预设输出频率和所述第一预设输出占空比，控制所述第一预设输出通道输出脉冲宽度调制PWM信号。

本发明实施例的信号输出方法通过动态采集CAN网络数据实时更新指定通道的PWM信号频率和占空比及设定PWM信号输出时间功能，时间精确度高(在一实施例中时间精确度可达到5ms)。且通过CAN报文更新PWM输出频率和占空比，并能够精确设定每个通道PWM信号的输出时间(在所述输出时间内持续输出，例如，设定输出时间为10ms，则在接收到信号后输出通道在10ms内，按输出频率和占空比持续输出PWM信号)。同时，本发明实施例通过提供时间可控的PWM信号输出，可精准的验证电控系统PWM信号采集策略，多路PWM信号输出通道，增加PWM信号应用的广泛性。且本发明实施例的信号输出方法能够用于整车车身系统和信息娱乐系统PWM信号设定及采集的功能验证，完善电控系统开发阶段的功能定义和验证系统的功能实现，为整车电控系统PWM信号输入输出策略提供了一种简便的验证方式，节约了人力成本和时间成本，加快整车开发进度。

同时，在现有技术中，PWM发生器对低频信号采集较差，而本发明实施例的信号输出方法通过CAN报文数据进行控制，能够输出的频率范围广，对低频信号采集好。

其中，所述控制所述第一预设输出通道输出脉冲宽度调制PWM信号的步骤包括：

控制所述第一预设输出通道在所述第一预设输出时间内，按所述第一预设输出频率和所述第一预设输出占空比输出脉冲宽度调制PWM信号。

在本实施例中，根据步骤102获得的数据控制PWM信号的输出。例如CAN报文中获取的数据为输出通道为第7通道，输出时间为10ms，输出频率为500Hz，输出占空比为45％，则根据获取到的CAN报文数据，控制第7通道在10ms内以输出频率500Hz，占空比45％输出PWM信号。

参见图2，在本发明一实施例的信号输出方法中，所述信号输出方法还包括：

步骤201，获取第二控制器局域网总线CAN报文数据，其中，获取所述第二控制器局域网总线CAN报文数据与获取所述第一控制器局域网总线CAN报文数据之间间隔的时间为第一时间；

步骤202，根据所述第二控制器局域网总线CAN报文数据，获得脉冲宽度调制PWM信号输出的第二预设输出通道、第二预设输出时间、第二预设输出频率和第二预设输出占空比；

步骤203，当所述第二预设输出通道与所述第一预设输出通道为相同的输出通道、所述第一预设输出时间大于所述第一时间、且所述第二预设输出时间为0时，控制所述第一预设输出通道在第二时间内，按所述第二预设输出频率和第二预设输出占空比输出脉冲宽度调制PWM信号，其中，第二时间为第一预设时间与第一时间的差值。

继续以上述举例进行举例解释，当接收到第一控制器局域网总线CAN报文数据，在10ms内控制输出PWM信号时，在持续输出PWM信号的5ms(第一时间)后接收到第二控制器局域网总线CAN报文数据，此时第一控制器局域网总线CAN报文数据要求输出的PWM信号尚未输出结束，第二控制器局域网总线CAN报文数据中输出通道为第7通道，输出时间为0ms，输出频率为1000Hz，输出占空比为66％，则控制第7通道在5ms内(第二时间，为第一预设时间与第一时间的差值)以输出频率1000Hz，占空比66％输出PWM信号。其中输出时间仍以第一控制器局域网总线CAN报文数据中的输出时间执行(第一时间的前5ms已计时并执行，则只执行其剩余时间)。即若输出计时过程中收到新的控制器局域网总线CAN报文，新的输出时间取值为0，则继续按照原输出时间计时，输出PWM信号的频率和占空比按照新的频率和占空比更新。

参见图2，进一步的，所述信号输出方法还包括：

步骤204，当所述第二预设输出通道与所述第一预设输出通道为相同的输出通道、所述第一预设输出时间大于所述第一时间、且所述第二预设输出时间大于0时，控制所述第一预设输出通道在所述第二预设输出时间内，按所述第二预设输出频率和第二预设输出占空比输出脉冲宽度调制PWM信号。

继续以上述举例进行举例解释，当接收到的第二控制器局域网总线CAN报文数据中输出通道为第7通道，输出时间为8ms，输出频率为1000Hz，输出占空比为66％，则控制第7通道在8ms内以输出频率1000Hz，占空比66％输出PWM信号。也就是，当新的输出时间为非零值时，则取消原计时并按照新的输出时间重新开始计时。

其中，所述第一控制器局域网总线CAN报文数据包括：用于设定PWM信号输出频率的频率信号、用于设定PWM信号输出占空比的占空比信号、用于设定PWM信号输出时间的计时器信号和用于选择PWM信号输出通道的输出通道信号。

在本发明一实施例中，频率信号(Frequency)设定PWM的传输频率，信号占用32bit，精度0.01Hz，偏移量为0，最大频率值130kHz，最小频率值2Hz；占空比信号(DutyCycle)设定PWM传输的占空比，占用8bit，精度1％，偏移量-100％，最大占空比100％，最小占空比-100％；计时器信号(Timer)设定指定通道PWM传输时间，占用16bit，精度5ms，最大计时器值327.680ms，最小计时器值0ms；输出通道信号(Channel)选择PWM输出通道。其中，对于输出通道，在本发明一实施例中，优选为设置8个通道，可记为通道0至通道7。

参见图3，本发明实施例还提供了一种信号输出装置，包括：

获取模块1，用于获取第一控制器局域网总线CAN报文数据；

解析模块2，用于根据所述第一控制器局域网总线CAN报文数据以及至少一个预设输出通道，确定脉冲宽度调制PWM信号输出的第一预设输出通道、第一预设输出时间、第一预设输出频率和第一预设输出占空比；

控制模块3，用于根据所述第一预设输出通道、所述第一预设输出时间、所述第一预设输出频率和所述第一预设输出占空比，控制所述第一预设输出通道输出脉冲宽度调制PWM信号。

在本发明一实施例中，基于Matlab/Simulink(矩阵工厂)搭建PWM信号发生器模型，PWM信号发生器模型经代码生成工具和编译软件转换成可执行文件，下载到原型控制器中实现PWM信号发生器功能，进行根据CAN报文数据控制输出PWM信号。基于模型的PWM信号发生器用于整车车身系统和信息娱乐系统PWM信号设定和采集的功能验证，完善电控系统开发阶段的功能定义和验证系统的功能实现，为整车电控系统PWM信号输入输出策略提供了一种简便的验证方式，节约了人力成本和时间成本，完善整车控制器的实现策略，加快整车开发进度。

其中，PWM信号发生器主模型包含硬件平台配置模块、模型编译器配置模块、执行文件刷写协议配置模块，触发模式配置模块和CAN通道配置模块，这些模型完成PWM信号发生器模型的基础环境配置。

本发明实施例使用基于模型实现PWM信号发生器，可根据整车系统验证需求实时调整模型，模型更新方便快捷，不增加额外成本；提供了一种使用CAN数据更新PWM信号频率和占空比方式，增加了PWM信号发生器功能实现的灵活性；提供时间可控的PWM信号输出，可精准的验证电控系统PWM信号采集策略；提供多路PWM信号输出通道，增加PWM信号发生器应用的广泛性。基于模型的PWM信号发生器用于整车车身系统和信息娱乐系统PWM信号设定及采集的功能验证，完善电控系统开发阶段的功能定义和验证系统的功能实现，为整车电控系统PWM信号输入输出策略提供了一种简便的验证方式，节约了人力成本和时间成本，完善整车控制器的实现策略并加快整车开发进度。

进一步的，所述控制模块3控制所述第一预设输出通道输出脉冲宽度调制PWM信号中，所述控制模块3具体用于：

控制所述第一预设输出通道在所述第一预设输出时间内，按所述第一预设输出频率和所述第一预设输出占空比输出脉冲宽度调制PWM信号。

进一步的，所述获取模块1，还用于获取第二控制器局域网总线CAN报文数据，其中，获取所述第二控制器局域网总线CAN报文数据与获取所述第一控制器局域网总线CAN报文数据之间间隔的时间为第一时间；

所述解析模块2，还用于根据所述第二控制器局域网总线CAN报文数据，获得脉冲宽度调制PWM信号输出的第二预设输出通道、第二预设输出时间、第二预设输出频率和第二预设输出占空比；

所述控制模块3，还用于当所述第二预设输出通道与所述第一预设输出通道为相同的输出通道、所述第一预设输出时间大于所述第一时间、且所述第二预设输出时间为0时，控制所述第一预设输出通道在第二时间内，按所述第二预设输出频率和第二预设输出占空比输出脉冲宽度调制PWM信号，其中，第二时间为第一预设时间与第一时间的差值。

进一步的，所述控制模块3，还用于当所述第二预设输出通道与所述第一预设输出通道为相同的输出通道、所述第一预设输出时间大于所述第一时间、且所述第二预设输出时间大于0时，控制所述第一预设输出通道在所述第二预设输出时间内，按所述第二预设输出频率和第二预设输出占空比输出脉冲宽度调制PWM信号。

进一步的，所述信号输出装置还包括：数据存储模块，用于存储经所述解析模块2解析后的所述第一控制器局域网总线CAN报文数据，所述第一控制器局域网总线CAN报文数据包括：用于设定脉冲宽度调制PWM信号输出频率的频率信号、用于设定脉冲宽度调制PWM信号输出占空比的占空比信号、用于设定脉冲宽度调制PWM信号输出时间的计时器信号和用于选择脉冲宽度调制PWM信号输出通道的输出通道信号。

综上，本发明实施例的信号输出方法通过控制器局域网总线CAN报文更新PWM输出频率和占空比，并能够精确设定每个通道PWM信号的输出时间，更新方便快捷，不增加额外成本，实现了功能的灵活性。同时，本发明实施例通过提供时间可控的PWM信号输出，可精准的验证电控系统PWM信号采集策略，多路PWM信号输出通道，增加PWM信号应用的广泛性。且本发明实施例的信号输出方法能够用于整车车身系统和信息娱乐系统PWM信号设定及采集的功能验证，完善电控系统开发阶段的功能定义和验证系统的功能实现，为整车电控系统PWM信号输入输出策略提供了一种简便的验证方式，节约了人力成本和时间成本，加快整车开发进度。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。