[發明專利]一種單穩態脈沖的軟件觸發方法

有效

• 申請號: 201110433206.X
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102522965A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 楊春河;董曉剛;張輝;陳朝暉;索旭華;劉忠漢;尹泉
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: H03K3/02
• 分類號: H03K3/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種單穩態脈沖的軟件觸發方法，屬于嵌入式軟件領域。

背景技術

航天器(衛星或飛船)通常包括敏感器、執行機構等多種部件，這些部件的上電或切換往往需要單穩態脈沖觸發，傳統的航天器設計中一般通過硬件來觸發單穩態脈沖，這種方法有兩種局限性：1)如果航天器中包含較多部件，硬件電路實現較為復雜，以專用數字芯片CC44538為例，每片CC44538可以輸出兩路脈沖，當航天器包括上百個部件時，就需要50～60片CC44538，硬件成本大幅提升，相應也增加了系統的復雜性。2)當航天器需要輸出多路脈沖時，硬件會并發地觸發單穩態脈沖，造成航天器的瞬時功率過大，給衛星或飛船的能源系統造成影響。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種單穩態脈沖的軟件觸發方法，采用本發明在降低了硬件電路設計復雜性的同時，解決了同時有多路單穩態脈沖需要觸發和輸出的控制問題，實現了對多個部件的有序觸發。

本發明的技術解決方案是：

一種單穩態脈沖的軟件觸發方法，包括以下步驟：

(1)在軟件控制周期，CPU確定待觸發的部件指令的觸發類型和觸發時間；

(2)根據確定的觸發時間，CPU產生與觸發類型相對應的部件開關信號；

(3)CPU在產生部件開關信號的同時，產生單穩態脈沖觸發信號；

(4)CPU建立部件開關信號，并根據觸發類型確定部件開關信號的有效時間；

(5)CPU根據部件開關信號有效時間，確定占用的軟件控制周期個數，有效時間過后，CPU將部件開關信號置為無效；返回步驟(1)，由CPU再次確定待觸發的部件指令。

在所述步驟(5)中，CPU根據部件開關信號有效時間ΔT和軟件控制周期T，確定計數值在部件開關信號有效后的每個軟件控制周期，CPU將n減1，當n≠0時，CPU不發出新的部件指令；當n＝0時，CPU返回步驟(1)確定待觸發的部件指令。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

(1)本發明較硬件觸發方案節省了單穩態觸發器控制電路，降低了電路設計的復雜性。以某衛星應用為例，計算機需提供16路單穩態脈沖獨立輸出，如果全部用硬件實現，單機就需要8片CC44538專用芯片，硬件設計成本較高；

(2)該方法通過根據不同指令類型確定部件開關的有效時間，實現了單穩態脈沖多路輸出的軟件配置功能，并使CPU在部件開關有效的軟件控制周期中不觸發新的部件指令，實現了利用單穩態脈沖信號對控制部件開關的控制，避免了同時觸發多路單穩態脈沖的問題。

附圖說明

圖1為單穩態脈沖的軟件觸發時序圖；

圖2為軟件中單穩態脈沖的觸發和輸出示意圖；

圖3為單穩態脈沖觸發和輸出的軟件控制圖；

圖4為本發明流程圖。

具體實施方式

為了實現單穩態脈沖的軟件觸發控制，本發明在具體實施方式中設計了部件開關寄存器和單穩態脈沖觸發寄存器。

如圖1所示，應用軟件需要產生部件開關或關鍵信號輸出功能時，首先訪問部件開關寄存器，將開關字相應位置1，同時向單穩態脈沖觸發寄存器寫0產生單穩態脈沖，根據定時長度決定開關字寫1的維持時間。只有開關字為1且單穩態脈沖被觸發時，才能輸出部件開關脈沖，否則部件開關脈沖不能輸出。在開關動作結束后，即觸發單穩態脈沖寬度ΔT后，應用軟件向部件開關寄存器相應位置0。

為了產生足夠精確的定時長度的單穩態脈沖，需要將軟件中單穩態脈沖觸發寄存器寫0操作和部件開關寄存器寫1或寫0操作的位置固定下來。如圖2所示，操作①表示使能單穩態脈沖輸出，操作②表示觸發單穩態脈沖，操作③表示禁止單穩態脈沖輸出。從圖可以看出，部件開關字寫1的時間長度決定了單穩態脈沖的脈沖寬度。一般情況下軟件設計中只要保證部件開關字寫1時間略大于單穩態脈沖寬度ΔT即可。

當有多種類型部件需要單穩態脈沖信號作為部件指令輸出時，軟件還應對多路穩態脈沖信號的觸發和輸出進行管理和控制。在衛星應用中，部件開關寄存器和單穩態脈沖觸發寄存器都是可以位操作的，一位對應一路單穩態脈沖。衛星共有十余路單穩態脈沖需要軟件觸發和輸出，由于部件開關寄存器和單穩態脈沖觸發寄存器都是唯一的，因此在對這兩個寄存器的某一位進行寫操作時，應避免對其它位的影響。本發明將這兩個寄存器作為臨界資源，通過計數信號量進行管理。