一种DA转换二进制数据处理方法与流程

本发明涉及数据处理，具体涉及一种da转换二进制数据处理方法。

背景技术：

1、光纤陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体方位的仪器，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，国防和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。

2、光纤陀螺仪输出的是数字量，在对光纤陀螺仪的数据进行分析时，需要将输出的数字量转换位模拟量进行输出，同时，由于光纤陀螺仪的输出数据data_da [n]为32位二进制码，将该二进制码进行da转换时，需将32位二进制数转换为所需的16位二进制数，传统的转换方法有两种，其一是根据所需输出量程，取中间数据位，高位和低位直接舍弃，因量程和分辨率之间互相制约，可能存在量程或分辨率其一不能满足要求的问题；其二为通过浮点或除法运算再取位，但是这种方法运算量大，对硬件提出更高要求。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种在保证量程满足要求的前提下能够尽可能提高分辨率，同时无需浮点运算，降低对硬件要求的da转换二进制数据处理方法及系统。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种da转换二进制数据处理方法，包括具有m位的输入数据data_in[m]和具有n位的输出数据data_da [n]，且输入数据data_in[m]和输出数据data_da[n]均为有符号数；

4、该方法包括以下步骤：

5、步骤1）将输入数据data_in[m]的符号位进行缓存；

6、步骤2）将输入数据data_in[m]乘以量纲；

7、步骤3）取输入数据data_in[m]的高n位，加上舍弃数据的最高位值，四舍五入后得到输出数据data_da[n]；

8、步骤4）判断输出数据data_da [n]的最高位和输出数据data_da [n]的符号位是否相同，相同则执行步骤5），不相同则执行步骤6）；

9、步骤5）将输出数据data_da [n]直接输出进行da转换；然后执行步骤7）；

10、步骤6）将输出数据data_da [n]限幅到满量程值后输出进行da转换，然后执行步骤7）；

11、步骤7）结束。

12、优选的，步骤6）包括以下步骤：

13、步骤6.1）判断输出数据data_da [n]的符号位，当输出数据data_da [n]的符号位为0时执行步骤6.2），当输出数据data_da [n]的符号位为1时执行步骤6.3）；

14、步骤6.2）输出数据data_da [n]有溢出，拼接输出数据data_da [n]的符号位和n-1位1的满量程数据，限幅到满量程后输出进行da转换；然后执行步骤7）；

15、步骤6.3）输出数据data_da [n]有溢出，拼接输出数据data_da [n]的符号位和n-1位0的满量程数据，限幅到满量程后输出进行da转换；然后执行步骤7）。

16、一种da转换二进制数据处理方法，包括具有m位的输入数据data_in[m]和具有n位的输出数据data_da [n]，且输入数据data_in[m]为有符号数，输出数据data_da[n]为无符号数；

17、该方法包括以下步骤：

18、步骤1）将输入数据data_in[m]的符号位进行缓存；

19、步骤2）将输入数据data_in[m]乘以量纲；

20、步骤3）取输入数据data_in[m]的高n位，加上舍弃数据的最高位值，四舍五入后得到输出数据data_da[n]；

21、步骤4）判断输出数据data_da [n]的最高位和输入数据data_in[m]的符号位是否相同，相同则执行步骤5），不相同则执行步骤6）；

22、步骤5）输出数据data_da [n]加上中值后输出进行da转换；然后执行步骤7）；

23、步骤6）将输出数据data_da [n]限幅到满量程值后输出进行da转换，然后执行步骤7）；

24、步骤7）结束。

25、优选的，步骤6.1）判断输入数据data_in[m]的符号位，当输入数据data_in[m]的符号位为0时执行步骤6.2），当输入数据data_in[m]的符号位为1时执行步骤6.3）；

26、步骤6.2）输出数据data_da [n]有溢出，符号位拼接n-1位1后满量程数据输出进行da转换；然后执行步骤7）；

27、步骤6.3）输出数据data_da [n]有溢出，符号位拼接n-1位0后满量程数据输出进行da转换；然后执行步骤7）。

28、优选的，步骤2）中，量纲按以下公式进行计算：量纲=2m-1/（量程*标度）。

29、一种da转换二进制数据处理系统，包括光纤陀螺仪、fpga模块和da转换器，所述光纤陀螺仪输出端与所述fpga模块的输入端通信连接，所述fpga模块的输出端与所述da转换器的输入端连接，所述光纤陀螺仪输出32位的有符号数作为输入数据输出到所述fpga模块，所述fpga模块采用如权利要求1到5任一所述的da转换二进制数据处理方法将32位的输入数据转换为16位的输出数据后输出到da转换器，所述da转换器为16位并行的da转换器，所述da转换器将16位的输出数据转换为模拟量进行输出。

30、与现有技术相比， 本发明采用简洁的取位操作，在保证量程满足要求的情况下，主要有以下优点：

31、1、本发明能尽可能提高分辨率，使截取数据位尽可能的接近真实值。

32、2、本发明通过对输出数据限幅，使量程外输出均保持满量程输出，保护后期电路；

33、3、本发明无需浮点运算，降低硬件要求。

34、4、本发明代码简洁。

技术特征：

1.一种da转换二进制数据处理方法，其特征在于，包括具有m位的输入数据data_in[m]和具有n位的输出数据data_da [n]，且输入数据data_in[m]和输出数据data_da [n]均为有符号数；

2.根据权利要求1所述的da转换二进制数据处理方法，其特征在于，步骤6）包括以下步骤：

3.一种da转换二进制数据处理方法，其特征在于，包括具有m位的输入数据data_in[m]和具有n位的输出数据data_da [n]，且输入数据data_in[m]为有符号数，输出数据data_da[n]为无符号数；

4.根据权利要求3所述的da转换二进制数据处理方法，其特征在于，步骤6）中包括以下步骤：

5.根据权利要求1到4任一所述的da转换二进制数据处理方法，其特征在于，步骤2）中，量纲按以下公式进行计算：量纲=2m-1/（量程*标度）。

6.一种da转换二进制数据处理系统，其特征在于，包括光纤陀螺仪、fpga模块和da转换器，所述光纤陀螺仪输出端与所述fpga模块的输入端通信连接，所述fpga模块的输出端与所述da转换器的输入端连接，所述光纤陀螺仪输出32位的有符号数作为输入数据输出到所述fpga模块，所述fpga模块采用如权利要求1到5任一所述的da转换二进制数据处理方法将32位的输入数据转换为16位的输出数据后输出到da转换器，所述da转换器为16位并行的da转换器，所述da转换器将16位的输出数据转换为模拟量进行输出。

技术总结
本发明公开了一种DA转换二进制数据处理方法，该方法包括以下步骤：将输入数据Data_in[m]的符号位进行缓存；将输入数据Data_in[m]乘以量纲；取输入数据Data_in[m]的高n位，加上舍弃数据的最高位值，四舍五入后得到输出数据Data_DA[n]；判断输出数据Data_DA[n]的最高位和输出数据Data_DA[n]的符号位是否相同，相同则将输出数据Data_DA[n]直接输出进行DA转换，不相同则将输出数据Data_DA[n]限幅到满量程值后输出进行DA转换。本方案在保证量程满足要求的前提下能够尽可能提高分辨率，同时无需浮点运算，降低对硬件要求。

技术研发人员：杨美玲,卢阳,贾少飞,李林
受保护的技术使用者：重庆华渝电气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/24