一种高可靠模拟数字转换器自动化监测控制系统的制作方法

本发明涉及一种a/d转换器状态监控技术领域，特别是一种高可靠模拟数字转换器自动化监测控制系统。

背景技术：

对于adi公司的ad7656/ad7658芯片，其存在一种小概率事件：在上电过程中内部寄存器未能正常始初化或工作过程中寄存器异常，进入并锁存为一种非预期的工作模式，导致ad采集异常。

传统的技术不能连续对a/d采集数据进行判读，也不能对a/d芯片异常状态信息实时更新。不能准确将ad异常情况定位，及时修正a/d芯片故障状态；

且如果a/d转换器在初始化或工作过程中检测到异常，传统的解决方法只能立即对外部a/d转换器的所有芯片全部进行复位操作，完全不能针对性的只解决异常芯片的问题，不能自主异常识别和工作状态恢复的功能。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种高可靠模拟数字转换器自动化监测控制系统，自动判断并立即对a/d转换器进行复位操作，提高了伺服系统的可靠性。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种高可靠模拟数字转换器自动化监测控制系统，包括数字信号处理模块和ad复位模块；其中，数字信号处理模块包括定时监测模块、参数加载模块和参数更新模块；定时监测模块包括ad采集数据模块、数据检查模块、异常数据累计模块和异常复位模块；参数加载模块包括上电复位模块、加载默认判据模块和加载新判据模块；ad复位模块包括访问地址解析模块和异常芯片复位模块；

上电复位模块：自动复位，生成全部复位地址；复位完成后，生成复位完成信号，并将复位完成信号发送至加载默认判据模块；将全部复位地址发送至访问地址解析模块；

加载默认判据模块：接收上电复位模块传来的复位完成信号，加载基本异常判据，并将基本异常判据发送至加载新判据模块；

加载新判据模块：接收加载默认判据模块传来的基本异常判据，从参数更新模块中调取新的异常判据，对新的异常判据进行判断，生成检查判据，并将检查判据发送至数据检查模块；

参数更新模块：接收人工输入的参数更新指令，对参数更新指令进行解析，解析出新的异常判据，存储；并将新的异常判据发送至加载新判据模块；

ad采集数据模块：采集外部模拟量信号，并将外部模拟量信号转换成数字量数据，并将数字量数据发送至数据检查模块；

数据检查模块：接收ad采集数据模块传来的数字量数据，从加载新判据模块中调取检查判据；根据检查判据对数字量数据进行判断，生成数据异常信号，并将数据异常信号发送至异常数据累计模块；

异常数据累计模块：接收数据检查模块传来的数据异常信号，对数据异常信号累计计数；并对数据异常信号计数值进行判断，生成转换器异常信号，并将转换器异常信号发送至异常复位模块；

异常复位模块：接收异常数据累计模块传来的转换器异常信号，对转换器异常信号进行解析，生成异常地址，并将异常地址发送至访问地址解析模块；

访问地址解析模块：接收上电复位模块传来的全部复位地址，进行存储；接收异常复位模块传来的异常地址；从全部复位地址中找出异常地址；并对异常地址进行解析，生成复位信号，将复位信号发送至异常芯片复位模块；

异常芯片复位模块：接收访问地址解析模块传来的复位信号，对外部模拟转换器中的异常芯片进行复位。

在上述的一种高可靠模拟数字转换器自动化监测控制系统，所述的基本异常判据的内容包括：在n个连续周期内，采集的数字量为0或2047或-2048或32767或-32768其中之一时，认为数字量异常；n为正整数。

在上述的一种高可靠模拟数字转换器自动化监测控制系统，2≤n≤5。

在上述的一种高可靠模拟数字转换器自动化监测控制系统，加载新判据模块对新的异常判据进行判断的方法为：当加载新判据模块从参数更新模块中调取到新的异常判据后，将基本异常判据更新为新的异常判据，作为检查判据；当加载新判据模块未能从参数更新模块中调取到新的异常判据，保持基本异常判据不变，作为检查判据。

在上述的一种高可靠模拟数字转换器自动化监测控制系统，所述外部模拟量信号包括电压模拟量信号和位移模拟量信号。

在上述的一种高可靠模拟数字转换器自动化监测控制系统，所述数据检查模块根据检查判据对数字量数据进行判断的方法为：当数字量数据中的数字量符合检查判据时，生成数据异常信号；当数字量数据中的数字量部符合检查判据时，数据检查模块继续工作。

在上述的一种高可靠模拟数字转换器自动化监测控制系统，所述异常数据累计模块对数据异常信号计数值进行判断的方法为：当累计计数达到n次，判定外部模拟数字转换器异常，生成转换器异常信号。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明具备a/d芯片定时监测功能。为了实现自动对a/d运行状态进行实时监控，设计了一种a/d芯片状态周期监测功能。在dsp软件的定时中断中连续对a/d采集数据进行判读，并实时更新a/d芯片异常状态信息。针对不同参数设计了不同的判别方法，准确将ad异常情况定位，及时修正a/d芯片故障状态；

(2)本发明具备参数加载功能。通过大量实际工程测试与验证，新挖掘出了a/d转换器可能出现的异常状态。本方法加载了目前已知的所有异常数据情况，将这些异常数据作为控制方法的默认参数。在参数加载前，先进行一次a/d复位，解决上电过程中可能造成的a/d内部寄存器异常初始化问题；

(3)本发明具备自动复位功能。如果a/d转换器在初始化或工作过程中检测到异常，本项目控制方法会立即对a/d转换器进行复位操作，无需其他外设或资源介入，实现了全自主异常识别和工作状态恢复的功能。

附图说明

图1为本发明监测控制系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

本发明提出一种高可靠模拟数字转换器自动化监测控制系统，可自动监控a/d转换器的工作状态，如果a/d转换器在初始化或工作过程中出现上述异常，本项目控制方法会自动判断并立即对a/d转换器进行复位操作，使a/d转换器重新进入正常工作模式，伺服控制器得以持续正常运行，进一步提高了伺服系统的可靠性。

定时监测模块实现了周期监测功能。第一步，定时启动ad采集数据模块并完成数据采集。第二步，对采集的数据进行检查，判断数据是否为异常状态值。第三步，在每个周期内对异常数据的出现次数进行累计。第四步，如果异常状态连续出现多个周期，则判定ad为异常状态。第五步，对异常的ad芯片进行一次复位，复位信号由ad复位模块产生。

如图1所示为监测控制系统示意图，由图可知，一种高可靠模拟数字转换器自动化监测控制系统，其特征在于：包括数字信号处理模块和ad复位模块；其中，数字信号处理模块包括定时监测模块、参数加载模块和参数更新模块；定时监测模块包括ad采集数据模块、数据检查模块、异常数据累计模块和异常复位模块；参数加载模块包括上电复位模块、加载默认判据模块和加载新判据模块；ad复位模块包括访问地址解析模块和异常芯片复位模块；

上电复位模块：自动复位，生成全部复位地址；复位完成后，生成复位完成信号，并将复位完成信号发送至加载默认判据模块；将全部复位地址发送至访问地址解析模块。

加载默认判据模块：接收上电复位模块传来的复位完成信号，加载基本异常判据，并将基本异常判据发送至加载新判据模块；基本异常判据的内容包括：在n个连续周期内，采集的数字量为0或2047或-2048或32767或-32768其中之一时，认为数字量异常；n为正整数，且2≤n≤5。

加载新判据模块：接收加载默认判据模块传来的基本异常判据，从参数更新模块中调取新的异常判据，对新的异常判据进行判断，生成检查判据，并将检查判据发送至数据检查模块；加载新判据模块对新的异常判据进行判断的方法为：当加载新判据模块从参数更新模块中调取到新的异常判据后，将基本异常判据更新为新的异常判据，作为检查判据；当加载新判据模块未能从参数更新模块中调取到新的异常判据，保持基本异常判据不变，作为检查判据。

参数更新模块：接收人工输入的参数更新指令，对参数更新指令进行解析，解析出新的异常判据，存储；并将新的异常判据发送至加载新判据模块；

ad采集数据模块：采集外部模拟量信号，并将外部模拟量信号转换成数字量数据，并将数字量数据发送至数据检查模块；外部模拟量信号包括电压模拟量信号和位移模拟量信号。

数据检查模块：接收ad采集数据模块传来的数字量数据，从加载新判据模块中调取检查判据；根据检查判据对数字量数据进行判断，生成数据异常信号，并将数据异常信号发送至异常数据累计模块；数据检查模块根据检查判据对数字量数据进行判断的方法为：当数字量数据中的数字量符合检查判据时，生成数据异常信号；当数字量数据中的数字量部符合检查判据时，数据检查模块继续工作。

异常数据累计模块：接收数据检查模块传来的数据异常信号，对数据异常信号累计计数；并对数据异常信号计数值进行判断，生成转换器异常信号，并将转换器异常信号发送至异常复位模块；异常数据累计模块对数据异常信号计数值进行判断的方法为：当累计计数达到n次，判定外部模拟数字转换器异常，生成转换器异常信号。

异常复位模块：接收异常数据累计模块传来的转换器异常信号，对转换器异常信号进行解析，生成异常地址，并将异常地址发送至访问地址解析模块；

访问地址解析模块：接收上电复位模块传来的全部复位地址，进行存储；接收异常复位模块传来的异常地址；从全部复位地址中找出异常地址；并对异常地址进行解析，生成复位信号，将复位信号发送至异常芯片复位模块；

异常芯片复位模块：接收访问地址解析模块传来的复位信号，对外部模拟转换器中的异常芯片进行复位。

本发明实现了对a/d芯片状态进行周期性监测，及时判断出某些未知情况导致a/d内部寄存器被改写的故障状态。设计了自动复位机制，无需外设或其他资源介入。通过对dsp、cpld内部软件设计，完成双芯片协同处理，从而实现地址识别功能，可针对特定芯片进行复位。该方法设计了通用对外接口，对控制方法内部的参数可选择参数装订方式进行修改，增强了本项目控制方法的通用性。该方法所设计代码细致精巧，复位迅速，满足嵌入式软件强实时高精度的性能要求。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。