專利名稱：定時器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定時器模塊(Timer)，該定時器模塊可以在微控制器中被采用，并且涉及一種帶有這種定時器模塊的微控制器。
背景技術(shù)：
用于實現(xiàn)不同的時間相關(guān)的功能的控制部件被稱作定時器(Timer)。定時器模塊或定時器部件通常包括一個或多個不同的定時器，這些定時器能夠彼此獨立地運行?？赡艿氖褂妙I(lǐng)域是脈沖發(fā)生器、時鐘發(fā)生器、用于時間測量的單元和用于事件計數(shù)器的參考定時器。定時器原則上可以用軟件或硬件來實現(xiàn)。出版文獻DE 10 2007 044 803 Al描述了一種電路裝置，所述電路裝置具有至少一個定時器模塊，用于將時基提供給多個與其相連的時間控制模塊。該電路裝置用于信號記錄和信號生成。在該定時器模塊中，一個或多個輸入信號與時鐘無關(guān)地被記錄和/或被計數(shù)，并且與其相關(guān)地生成一個或多個輸出信號。此外，在該電路裝置中還設(shè)置有所謂的時間路由單元，該時間路由單元能夠?qū)崿F(xiàn)有效的基于一個或多個時基的信號分析。微控制器在許多情況下被用于控制技術(shù)過程。為此在許多情況下需要進行物理量的調(diào)節(jié)。為此，采用所謂的調(diào)節(jié)回路。用于影響過程中的物理量的獨立完整的作用過程被稱作調(diào)節(jié)回路。在這種情況下，重要的是將當前值反饋給調(diào)節(jié)器并且進行連續(xù)的期望實際比較。公知如下調(diào)節(jié)回路這些調(diào)節(jié)回路與定時器結(jié)合來使用。在此，使用如下事實公知的定時器具有諸如PWM發(fā)生器的部件，這些部件可以被用在調(diào)節(jié)回路中。這種定時器例如與外圍處理器結(jié)合來運行。為此通常特定地針對調(diào)節(jié)回路設(shè)置有獨立的硬件部件。此外， 公知的是，允許中央計算單元(CPU)對定時器的直接訪問，以進行調(diào)節(jié)。在此要注意的是， 尤其是當AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果要一起被包含到定時器結(jié)構(gòu)中時，必須快速地進行CPU對定時器比較值的存取。在帶有定時器的調(diào)節(jié)回路中應(yīng)注意的是，調(diào)節(jié)回路在公知的實現(xiàn)方案中與長的等待時間相聯(lián)系，因為每個通道相繼地被執(zhí)行或CPU或者外圍處理器通過緩慢的總線訪問來訪問定時器。如果由內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換器觸發(fā)這些結(jié)果，那么通過觸發(fā)AD轉(zhuǎn)換器不得不一起引入轉(zhuǎn)換時間和延遲。CPU介入的調(diào)節(jié)器還需要更長，因為也實施主應(yīng)用并且一些對于其他實時功能的中斷導(dǎo)致所謂的最壞情況延遲。

發(fā)明內(nèi)容
在所述背景下，介紹了一種具有權(quán)利要求1的特征的定時器模塊和根據(jù)權(quán)利要求 9所述的微控制器。實施方案由從屬權(quán)利要求和說明書得到。利用所介紹的定時器模塊，短的等待時間是可能的并且因此可以呈現(xiàn)如下調(diào)節(jié)器所述調(diào)節(jié)器迄今在外圍設(shè)備中必須用硬件來構(gòu)造或者僅僅利用非常快的微控制器來實現(xiàn)。由此，實現(xiàn)外圍設(shè)備的節(jié)省，因為對于調(diào)節(jié)不需要自己的部件。補充地，在微控制器中不使用特定的模塊?，F(xiàn)有的輸入模塊、處理模塊和輸出模塊可以滿足這些要求。表述“自己的計算單元”表示在定時器模塊中，與微控制器的CPU無關(guān)地或者與其他外部處理器無關(guān)地設(shè)置有尤其是針對調(diào)節(jié)所設(shè)置的計算單元，該計算單元被集成在定時器模塊中。在此，利用所描述的定時器模塊實現(xiàn)快速調(diào)節(jié)，該定時器模塊作為組成部分具有自己的計算單元。計算單元在此被裝入通常閉合的調(diào)節(jié)回路中。定時器模塊的其他構(gòu)件、 譬如PWM發(fā)生器和一個或者必要時多個輸入模塊同樣被一起引入。計算單元又可以擁有多個通道，這意味著利用計算單元彼此獨立地可以執(zhí)行對應(yīng)于通道數(shù)目的功能。這樣可能同時調(diào)節(jié)多個量。本發(fā)明的其他優(yōu)點和擴展方案由說明書和所附的附圖得到。應(yīng)理解的是，上面所述的并且下面還要闡述的特征不僅可以以分別說明的組合而且也可以以其他組合或者單獨地被使用，而不離開本發(fā)明的范圍。


圖1示出了所描述的微控制器的實施形式。
具體實施例方式在附圖中參照實施形式示意性地示出了本發(fā)明并且以下在參照附圖的情況下詳細地描述本發(fā)明。在圖1中以框圖示出了所描述的微控制器的實施方案，該微控制器總體上用附圖標記10來標明。該微控制器具有定時器模塊12，該定時器模塊12包括輸入模塊14以及第一 PWM發(fā)生器16和第二 PWM發(fā)生器18。此外，在微控制器10中還設(shè)置有中央計算單元或CPU 20。微控制器10通過輸出22將信號輸出給執(zhí)行器M (例如輸出級或者閥)。執(zhí)行器24又輸出調(diào)節(jié)量沈，通常輸出物理量、譬如電流、電壓、溫度等等，所述調(diào)節(jié)量沈由感測器(FuehIer)沘來檢測。在第二輸出30上，另一信號被輸出給DA轉(zhuǎn)換器32。此外，還設(shè)置有比較器34，所述比較器34的輸出與輸入模塊14相連。以這種方式形成閉合的調(diào)節(jié)回路40。在圖1的圖示中，僅僅示出了輸入模塊14，該輸入模塊14在該情況下具有至少一個數(shù)字濾波器。當然，也可以設(shè)置多個輸入模塊14。定時器模塊12此外還具有計算單元50，所述計算單元50具有第一 RAM區(qū)域52和第二 RAM區(qū)域M。原則上，計算單元50也可以僅具有一個RAM區(qū)域或者具有多于兩個的 RAM區(qū)域。計算單元50被集成在定時器模塊12中并且是閉合的調(diào)節(jié)回路40的重要組成部分。在這種情況下，在所示的實施方案中涉及在微控制器10中的定時器模塊12中的獨立的計算單元50，該獨立的計算單元50可以與CPU 20無關(guān)地工作。計算單元50針對不同的功能、譬如PWM值的計算或者輸入信號的處理而設(shè)置。在所示的實施方案中，計算單元具有八個通道，這八個通道可以執(zhí)行所有彼此無關(guān)的功能。根據(jù)要求，計算單元50可以包括一個通道或者多個通道。在該應(yīng)用中，計算單元50控制第一 PWM發(fā)生器16，該第一 PWM發(fā)生器16通過外部 DA轉(zhuǎn)換器32將期望值施加到比較器34的第一輸入端60上。DA轉(zhuǎn)換器32在可能的實施方案中是具有電阻和電容器的RC環(huán)節(jié)。第二 PWM發(fā)生器18控制用于調(diào)節(jié)量沈的執(zhí)行器，所述調(diào)節(jié)量26譬如為電機的電流、電壓、溫度、轉(zhuǎn)速等等。通過感測器觀或者傳感器將實際值引導(dǎo)到比較器34的第二輸入端62。如果達到比較器34的開關(guān)閾值，即實際值 > 期望值，則比較器34的輸出信號通過定時器12的輸入模塊14被傳導(dǎo)給計算單元50。在輸入模塊14中存在的數(shù)字濾波器可以被使用，以便抑制信號干擾或者以便限定最小的接通和關(guān)斷時間。計算單元50作為在定時器模塊中的獨立的處理器接著控制調(diào)節(jié)并且改變調(diào)節(jié)量。感測量或調(diào)節(jié)參數(shù)被存放在第一 RAM區(qū)域52中。這也適用計算單元 50的程序。如果微控制器10要求新參數(shù)或者新的感測量，則CPU 20異步地將新數(shù)據(jù)寫入第二 RAM區(qū)域M中。借助觸發(fā)器接著可以同步地切換計算單元50。計算單元50接著以新數(shù)據(jù)工作。這可以在運行時間期間進行。以這種方式也可以適當?shù)貙ψ兓耐獠坑绊懽鞒龇磻?yīng)。由于針對調(diào)節(jié)本身不需要CPU 20介入并且因而PWM輸出的計算和控制并不受中斷或者緩慢的訪問時間影響，所以可以實現(xiàn)短的調(diào)節(jié)時間。此外，觸發(fā)機構(gòu)可以被設(shè)置在計算單元50中，利用該觸發(fā)機構(gòu)可能的是當例如達到確定的調(diào)節(jié)量時，觸發(fā)計算單元50的其他通道。其他或第二通道接著例如可以起動另一調(diào)節(jié)器。這也可以繼續(xù)。此外可執(zhí)行的是，將信號、譬如感測量引導(dǎo)到比較器34，將調(diào)節(jié)量引導(dǎo)到執(zhí)行器 M，將調(diào)節(jié)量或者比較器34的輸出由比較器34并行地通過另外的輸入模塊引導(dǎo)至計算單元50的第二通道并且對這些量進行監(jiān)控。在故障情況下，該通道接著可以阻塞實際的調(diào)節(jié)通道或者將PWM值設(shè)置到安全的水平(Pegel)上，以便保證安全的工作。所介紹的計算單元50 (其也僅僅可被視為電路裝置)被集成在定時器模塊12中并且適于處理閉合的調(diào)節(jié)回路40的數(shù)據(jù)。確定計算單元50的功能的參數(shù)可以針對運行時間來配置。利用所示出的計算單元50保證了調(diào)節(jié)并不受CPU 20的訪問和對CPU 20的訪問或者受中斷干擾或者甚至被中斷。
權(quán)利要求
1.一種用于微控制器(10)的定時器模塊，其中在定時器模塊(12)中集成有自己的計算單元(50)，該計算單元(50)被設(shè)置為至少一個調(diào)節(jié)回路(40)的組成部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定時器模塊，其中，計算單元(50)包括能執(zhí)行所有彼此獨立的功能的多個通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定時器模塊，其中，所述通道之一被設(shè)置用于觸發(fā)機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的定時器模塊，其中，計算單元(50)被設(shè)置為多個調(diào)節(jié)回路(40)的組成部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的定時器模塊，該定時器模塊具有至少一個輸入模塊 (14)，所述至少一個輸入模塊(14)包括至少一個數(shù)字濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的定時器模塊，其中，計算單元(50)被設(shè)立來使得確定計算單元(50)的運行方式的參數(shù)能夠針對運行時間來配置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的定時器模塊，該定時器模塊具有至少一個PWM發(fā)生器(16，18)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的定時器模塊，該定時器模塊與至少一個RAM區(qū)域 (52，54)相關(guān)。
9.一種微控制器，其具有中央計算單元(20)和根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的定時器模塊(12)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微控制器，所述微控制器被構(gòu)造來提供用于控制執(zhí)行器 (24)的信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及定時器模塊。描述了一種定時器模塊(12)和一種微控制器(10)。在定時器模塊(12)中集成有自己的計算單元(50)，該計算單元(50)被設(shè)置為至少一個調(diào)節(jié)回路(40)的組成部分。
文檔編號G06F1/04GK102385414SQ20111025637
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者奧厄 A., 默克 A. 申請人:羅伯特·博世有限公司