一种多通道PWM信号调节系统及方法

本发明属于电子信号处理的，具体涉及一种多通道pwm信号调节系统及方法。

背景技术：

1、pwm信号常用于电机调速、灯光亮度调节等场景，pwm信号的产生一般通过相应的信号发生电路实现。

2、在现有技术中，一个用于产生多路pwm信号的电路，在输出多路pwm信号时，常常是通过先设定多路pwm信号的输出线路与目标工作电路连接，再将这些多路pwm信号直接引入到目标的工作电路。

3、但是，现有技术中的pwm信号发生电路，在面对需要进行多路输出的场景时，当多路pwm信号具有相同周期的情况下，以一个周期为例，多路pwm信号在开始时刻同时从电源获取电能，造成电源在该时刻需要提供较大电能；并且多路pwm信号在接近结束时刻均没有从电源获取电能，造成电源在该时刻处于空闲。可见，电源在周期的开始时刻时集中供电，在接近周期的结束时刻时无需供电，在不同时刻需要提供较大差异的电能，能量利用率很低。

技术实现思路

1、为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明的第一目的在于提供一种多通道pwm信号调节系统，第二目的在于提供一种多通道pwm信号调节方法，用于对多路pwm信号输出波形进行处理提高电源能量利用率。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种多通道pwm信号调节系统，包括多通道信号模块、组合逻辑模块、开关模块；

4、多通道信号模块分别与组合逻辑模块、开关模块电性连接；

5、多通道信号模块用于计算多路最终输出的pwm信号的比较值，生成多路不同波形的初级pwm信号，并将多路不同波形的初级pwm信号传送给组合逻辑模块；

6、组合逻辑模块用于对多路不同波形的初级pwm信号进行处理形成多路不同波形的二级pwm信号，并将多路不同波形的二级pwm信号传送到开关模块；

7、开关模块用于根据多通道信号模块设定的输出控制信号，将多路不同波形的二级pwm信号进行选择形成最终输出的pwm信号。

8、优选地，多通道信号模块为具有多个pwm信号输出端口，可设置pwm信号的计数模式、pwm模式、pwm有效极性、自动重装载值、比较值，可计算最终输出的pwm信号比较值的单片机。

9、进一步地，单片机的类型为stm32或stc。

10、优选地，组合逻辑模块包括多个并行的组合逻辑电路；

11、组合逻辑电路的输入端用于接入多通道信号模块所产生的两路不同波形的初级pwm信号；

12、组合逻辑电路的输出端用于输出两路不同波形的二级pwm信号；

13、初级pwm信号分别向两个组合逻辑电路进行输入。

14、进一步地，组合逻辑电路包括一个异或门电路、一个非门电路、一个或门电路；

15、异或门电路的一个输入引脚接入多通道信号模块的其中一路初级pwm信号，异或门电路的另一个输入引脚接入多通道信号模块的另一路初级pwm信号，异或门电路的一个输出引脚输出一路二级pwm信号；

16、非门电路的输入引脚接入多通道信号模块的另一路初级pwm信号；

17、非门电路的输出引脚电性连接或门电路的一个输入引脚，或门电路的另一个输入引脚接入多通道信号模块的其中一路初级pwm信号，或门电路的输出引脚输出另一路二级pwm信号。

18、再进一步地，异或门电路具体采用74hc86芯片；非门电路采用74hc04芯片；或门电路采用74hc32芯片。

19、优选地，开关模块包括多个并行的二选一模拟开关电路；

20、二选一模拟开关电路的输入端分别两路不同波形的二级pwm信号连接，二选一模拟开关电路的控制引脚用于接入多通道信号模块设定的输出控制信号，二选一模拟开关电路的输出端用于对两路不同波形的二级pwm信号进行选择形成最终输出的pwm信号。

21、进一步地，开关模块采用cd4053芯片，cd4053芯片设置有三个二选一模拟开关电路。

22、一种根据前述任一项多通道pwm信号调节系统的多通道pwm信号调节方法，包括步骤：

23、多通道信号模块计算多路选择形成最终输出的pwm信号的比较值，然后生成多路不同波形的初级pwm信号；

24、多通道信号模块将多路不同波形的初级pwm信号传送给组合逻辑模块；

25、组合逻辑模块对多路不同波形的初级pwm信号进行处理，形成多路不同波形的二级pwm信号，然后将多路不同波形的二级pwm信号传送到开关模块；

26、开关模块根据多通道信号模块设定的输出控制信号，将多路不同波形的二级pwm信号进行选择形成最终输出的pwm信号。

27、优选地，多通道信号模块计算多路选择形成最终输出的pwm信号的比较值，然后生成多路不同波形的初级pwm信号，具体步骤为：

28、多通道信号模块的单片机初始化多路pwm信号的计数模式、pwm模式、pwm有效极性、自动重装载值，然后将每一路pwm信号的比较值均设置为零；

29、单片机根据多路最终输出的pwm信号所需的占空比qi(i∈[1,n])，计算每路最终输出的pwm信号的比较值puslei；

30、单片机设置第一路初级pwm信号的比较值ccr1与第一路最终输出的pwm信号的比较值pulse1相等，然后生成第一路初级pwm信号并将其作为第一路最终输出的pwm信号直接输出；

31、当单片机判断第i路最终输出的pwm信号的比较值puslei加上单片机第i-1路初级pwm信号的比较值ccri-1加1小于或等于自动重装载值aar时，单片机则将第i路初级pwm信号的比较值ccri设置为pulsei+ccri-1+1，然后根据当前的ccri更新第i路初级pwm信号，然后单片机将第i路初级pwm信号、第i-1路初级pwm信号输入组合逻辑电路的异或门电路，形成一路二级pwm信号，再接着单片机向对应的二选一模拟开关电路发出输出控制信号，使二选一模拟开关电路将这一路的二级pwm信号作为对应第i路最终输出的pwm信号；

32、当单片机判断第i路最终输出的pwm信号的比较值puslei加上单片机第i-1路初级pwm信号的比较值ccri-1加1大于自动重装载值aar时，单片机则将第i路初级pwm信号的比较值ccri设置为pulsei-(aar-ccri-1)，然后根据当前的ccri更新第i路初级pwm信号，然后单片机将第i路初级pwm信号输入组合逻辑电路的或门电路、将第i-1路初级pwm信号通过组合逻辑电路的非门电路、或门电路，从而形成另外一路的二级pwm信号，再接着单片机向对应的二选一模拟开关电路发出输出控制信号，使二选一模拟开关电路将这另外一路的二级pwm信号作为对应第i路最终输出的pwm信号。

33、本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

34、在面对需要进行多路输出的场景时对多路pwm信号进行处理，使得在一个周期内，多路pwm信号可以在不同时刻从电源获取电能，电源无需集中供电，并且多路pwm信号在一个周期内不同时刻均从电源获取电能，电源不会处于空闲，在不同时刻不存在较大差异的电能，提高了电源的能量利用率。