[发明专利]超声波传感器驱动装置及其驱动方法

说明书

本发明公开了一种超声波传感器驱动装置，包括：状态控制单元、命令调制单元、波形采集单元、周期性调度单元、通用定时器模块(GTM)和直接内存读取模块(DMA)；状态控制单元,其预存多种状态，在周期性调度中进行状态监控；命令调制单元，对超声波传感器进行PWM命令生成,实现PWM的周期与占空比的自动更新，存储PWM命令生成的周期与占空比，更新输出PWM，当数据流使能时，数据输出自动更新；波形采集单元，对超声波传感器进行波形采集，触发预设数据读取；周期性调度单元，控制超声波传感器状态切换，控制超声波传感器在预设状态执行对应的预设命令。本发明采用周期性调度与状态机制结合的方式能减少CPU干预，能对系统运行稳定性、负荷及实时延迟误差实现优化。

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种应用于汽车上的超声波传感器驱动装置。本发明还涉及一种超声波传感器驱动方法。

背景技术

超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号(通常是电信号)的传感器。超声波是振动频率高于20KHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。超声波传感器广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。针对超声波的特点和自动泊车需求，其驱动开发的优劣直接影响着系统功能的正常可靠的运行。目前，超声波传感器驱动主要使用采用定时器中断的形式，实现超声波传感器的控制及外部中断捕捉的形式实现数据超声波回波信号的采集，造成MCU负荷过重、稳定性差及实时延迟误差大等问题。随着系统集成度越来越高，功能模块越来越多的集成到一个MCU内，同时对系统的负荷、稳定性和实时延迟误差等提出了极高的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用周期性调度与状态机制结合的方式能减少CPU干预的超声波传感器驱动装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的超声波传感器驱动装置，包括：状态控制单元、命令调制单元、波形采集单元、周期性调度单元、通用定时器模块(GTM)和直接内存读取模块(DMA)；

状态控制单元,其预存多种状态，在周期性调度中进行状态监控；

命令调制单元，对超声波传感器进行命令PWM生成,实现PWM的周期与占空比的自动更新，存储PWM命令生成的周期与占空比，更新输出PWM，当数据流使能时，数据输出自动更新；

波形采集单元，对超声波传感器进行波形采集，捕捉信号边沿并自动触发数据读取；

周期性调度单元，控制超声波传感器状态切换，控制超声波传感器在预设状态执行对应的预设命令。

进一步改进所述超声波传感器驱动装置，状态控制单元预存状态包括空闲状态、发送状态和接收状态。

进一步改进所述超声波传感器驱动装置，所述状态控制单元默认状态为空闲状态，发送命令时切换至发送状态，命令发送完成后切换至接收状态，接收到有效数据并解析完成后切换回空闲状态。

进一步改进所述超声波传感器驱动装置，所述命令调制单元使用GTM模块(Generic Timer Module,通用定时器模块)，其包括FIFO单元(First In First Out,先进先出队列)、F2A单元(FIFO to ARU Unit,FIFO数据流路由单元)；使能发送命令并向FIFO内填充数据，使能FIFO数据流后，FIFO单元通过F2A单元自动更新ATOM输出，PWM命令生成。

进一步改进所述超声波传感器驱动装置，所述波形采集单元进行波形采集时，GTM模块内部的TIM(Timer Input Module,定时器输入模块)自动对输入波形的双边沿时刻进行捕捉，捕捉完成后自动触发直接内存读取模块(DMA)对捕捉的双边沿时刻进行数据读取。