CN111427293A - 多通道输入采样唤醒方法、装置和控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多通道输入采样唤醒方法、装置和控制设备。所述方法包括：根据第一DMA请求通过第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值移至内存；根据第二DMA请求通过第二DMA通道将下一输入通道的通道阈值从内存移至阈值寄存器；根据第三DMA请求通过第三DMA通道将下一输入通道的通道ID从内容移至通道号寄存器；若下一输入通道的扫描值大于通道阈值，则唤醒微控制器对下一输入通道进行采样。通过在低功耗工作模式下，用DMA替代微控制器操作多通道输入采样操作，当输入通道的扫描值超过相应的通道阈值，则唤醒微控制器，实现了单芯片上集成多通道采样唤醒功能，无需微控制器实时采样，达到超低功耗运行与唤醒的效果。

Description

多通道输入采样唤醒方法、装置和控制设备

技术领域

本发明涉及控制器唤醒技术领域，特别是涉及一种多通道输入采样唤醒方法、装置和控制设备。

背景技术

随着控制器唤醒技术的发展，各类型的控制器所应用的输入采样唤醒功能也得到了相应的研究与发展，以适应人们对各类型的控制器的性能需求。多通道输入采样例如但不限于电压采样、温度采样和电容采样，传统的多通道采样唤醒方式可以分为两种，其中一种是微控制器实时采样，另一种是外接专用采样唤醒芯片，例如专用电容触摸芯片。微控制器实时采样一般是指，微控制器内核在正常工作状态下，实时采样外部输入量，以便快速更新输入状态。然而，在实现本发明过程中，发明人发现在上述传统的多通道采样唤醒方式存在着功耗高的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述传统的多通道采样唤醒方式存在的问题，提供一种功耗较低的多通道输入采样唤醒方法、一种多通道输入采样唤醒装置、一种控制设备和一种计算机可读存储介质。

为了实现上述目的，本发明实施例提供以下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种多通道输入采样唤醒方法，包括：

根据第一DMA请求通过第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值移至内存；第一DMA请求为定时器溢出时触发的DMA请求；

根据第二DMA请求通过第二DMA通道将下一输入通道的通道阈值从内存移至阈值寄存器；第二DMA请求为第一DMA通道完成当前扫描值的搬移时发送的DMA请求；

根据第三DMA请求通过第三DMA通道将下一输入通道的通道ID从内容移至通道号寄存器；第三DMA请求为第二DMA通道完成通道阈值的搬移时发送的DMA请求，通道ID用于指示数据寄存器获取下一输入通道的扫描值；

若下一输入通道的扫描值大于通道阈值，则唤醒微控制器对下一输入通道进行采样。

在其中一个实施例中，上述方法还包括：

若下一输入通道的扫描值小于通道阈值，则返回执行根据第一DMA请求通过第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值移至内存的步骤。

在其中一个实施例中，内存包括用于存储扫描值的采集值环形缓冲区，根据第一DMA请求通过第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值移至内存的步骤包括：

若采集值环形缓冲区当前已耗尽，则通过第一DMA通道从采集值环形缓冲区的第一个字节开始存入当前输入通道的扫描值。

在其中一个实施例中，内存包括用于存储通道阈值的阈值环形缓冲区，若下一输入通道的扫描值大于通道阈值，则唤醒微控制器对各输入通道进行采样的步骤后，还包括：

根据下一输入通道的扫描值与下一输入通道的均值余量，更新下一输入通道的通道阈值。

在其中一个实施例中，根据第二DMA请求通过第二DMA通道将下一输入通道的通道阈值从内存移至阈值寄存器的步骤包括：

若阈值环形缓冲区当前已耗尽，则通过第二DMA通道从阈值环形缓冲区的第一个字节开始，将下一输入通道的通道阈值移至阈值寄存器。

在其中一个实施例中，内存包括用于存储通道ID的标志环形缓冲区，根据第三DMA请求通过第三DMA通道将下一输入通道的通道ID从内容移至通道号寄存器的步骤包括：

若标志环形缓冲区当前已耗尽，则通过第三DMA通道从标志环形缓冲区的第一个字节开始，将下一输入通道的通道ID移至通道号寄存器。

在其中一个实施例中，上述方法还包括：

若下一输入通道的扫描值小于通道阈值且收到中断唤醒信号，则对各输入通道进行连续采样滤波；

若根据采样滤波结果确定中断唤醒信号为误触发中断信号，则返回执行根据第一DMA请求通过第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值移至内存的步骤。

在其中一个实施例中，上述方法还包括：

若根据采样滤波结果确定中断唤醒信号为非误触发中断信号，则唤醒微控制器。

另一方面，还提供另一种多通道输入采样唤醒装置，包括：

扫描搬移模块，用于根据第一DMA请求通过第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值移至内存；第一DMA请求为定时器溢出时触发的DMA请求；

阈值搬移模块，用于根据第二DMA请求通过第二DMA通道将下一输入通道的通道阈值从内存移至阈值寄存器；第二DMA请求为第一DMA通道完成当前扫描值的搬移时发送的DMA请求；

标志搬移模块，用于根据第三DMA请求通过第三DMA通道将下一输入通道的通道ID从内容移至通道号寄存器；第三DMA请求为第二DMA通道完成通道阈值的搬移时发送的DMA请求，通道ID用于指示数据寄存器获取下一输入通道的扫描值；

唤醒执行模块，用于在下一输入通道的扫描值大于通道阈值时，唤醒微控制器对下一输入通道进行采样。

又一方面，还提供一种控制设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述多通道输入采样唤醒方法的步骤。

再一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述多通道输入采样唤醒方法的步骤。

上述各技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

上述多通道输入采样唤醒方法、装置和控制设备，通过在低功耗工作模式下，用DMA替代微控制器操作多通道输入采样操作：对于微控制器外部的任一输入通道，由定时器周期性触发DMA请求，使得第一DMA通道将数据寄存器中当前存放的输入通道的扫描值移至内存中。然后通过第二DMA通道将等待扫描的下一输入通道的通道阈值，从内存中搬至阈值寄存器；阈值搬移完成后通过第三DMA通道将下一输入通道的通道ID从内存中搬至通道号寄存器。最后，在该下一输入通道扫描完成时，将该下一输入通道的扫描值与前述相应的通道阈值进行比较。当该下一输入通道的扫描值大于通道阈值，则唤醒微控制器对该下一输入通道进行采样，也即从低功耗工作模式进入正常的工作模式。实现了单芯片上集成多通道采样唤醒功能，无需微控制器实时采样，达到超低功耗运行与唤醒的效果。

附图说明

图1为多通道输入采样***的设计示意图；

图2为一个实施例中多通道输入采样唤醒方法的第一流程示意图；

图3为一个实施例中多通道输入采样唤醒方法的第二流程示意图；

图4为一个实施例中各DMA通道从内存搬移数据的流程示意图；

图5为一个实施例中多通道输入采样唤醒方法的应用流程示意图；

图6为一个实施例中多通道输入采样唤醒方法的实现原理示意图；

图7为一个实施例中多通道输入采样唤醒装置的模块结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示的是多通道输入采样***的设计示意图，多通道输入采样***由带有多个输入通道的微控制器(例如MCU)作为主控单元，外部量(例如电压、温度和电容等模拟量)直接或者经过滤波电路后间接输入到微控制器的输入采样管脚上。DMA(也即DirectMemory Access,直接内存存取)。针对传统的多通道采样唤醒方式存在着功耗高的问题，本申请提供以下技术方案：

请参阅图2，在一个实施例中，提供了一种多通道输入采样唤醒方法，下面以应用于多通道输入采样***为例进行具体说明。前述多通道输入采样唤醒方法，包括如下步骤S12至S18：

S12，根据第一DMA请求通过第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值移至内存；第一DMA请求为定时器溢出时触发的DMA请求。

可以理解，定时器是指多通道输入采样***中的周期性控制器件，用于周期性触发DMA MUX(即DMA多路复用器)产生DMA请求。定时器每隔一段时间计数溢出，触发DMA MUX产生周期性的DMA请求触发第一DMA通道传输数据。第一DMA通道可以是DMA模块中的任一DMA通道，为便于理解，本文中以第一DMA通道是DMA通道0为例进行说明；后续的第二DMA通道和第三DMA通道可以同理理解，即相应地以第二DMA通道是DMA通道1、第三DMA通道是DMA通道2为例进行说明。本领域技术人员可以理解，可以选择DMA模块中的任意三个DMA通道来实现本方案，上述的举例仅是示意性的，而不是对本方案的唯一限定。

当前输入通道是指在当前周期的上一周期内所扫描的一个输入通道，可以是微控制器的各输入通道中的任一个输入通道。扫描值是指DMA模块对当前输入通道进行输入量扫描得到的通道输入值，也可以成为通道扫描值。扫描值可以是低功耗运行模式下扫描得到的值，也可以是非低功耗运行模式下扫描得到的值，具体由扫描时所处的运行模式确定。在本实施例中，若第一DMA通道搬移的值是微控制器进入低功耗运行模式后，第一次搬移的值，则该扫描值为非低功耗运行模式下扫描得到的值，是一个无效值；因此，为确保所有有效的扫描值(也即低功耗运行模式下扫描得到的值)均能保存到内存中，可以将第一DMA通道的传输次数设置为N+1次，而第二DMA通道和第三DMA通道的传输次数设置为N次即可，其中N为正整数。

具体的，在DMA模块中，当定时器计数溢出时，即触发DMA MUX产生一个DMA请求以触发第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值搬移至内存，以便数据寄存器获取并存放下一输入通道的扫描值。

S14，根据第二DMA请求通过第二DMA通道将下一输入通道的通道阈值从内存移至阈值寄存器；第二DMA请求为第一DMA通道完成当前扫描值的搬移时发送的DMA请求。

可以理解，通道阈值是指输入通道对应的输入量阈值，用于确定该输入通道当前的输入量大小是否达到可以有效输入水平，也即可据此唤醒微控制器的水平，以使微控制器对该超出通道阈值的输入量进行采样和处理。不同输入通道对应的通道阈值可以相同也可以不同，具体可以根据各输入通道的输入量类型和采样需要进行确定，只要能够使得各输入通道中的输入量达到有效输入的水平时，DMA模块及时唤醒微控制器进行采样和处理即可。

具体的，第二DMA通道可以将各输入通道对应的通道阈值存放在内存中备用。当第一DMA通道的次循环完成时，也即第一DMA通道已完成将当前输入通道的扫描值搬移处理时，第一DMA通道链接(即发送第二DMA请求)第二DMA通道，以使第二DMA通道开始传输数据。第一DMA通道可以是自动链接第二DMA通道的，也可以是被动链接第二DMA通道的，例如经由DMA模块中的DMA控制器的控制链接第二DMA通道，具体可以根据DMA模块的配置方式确定。

第二DMA通道接收到第二DMA请求，则会将下一个定时器扫描通道，也即相对于当前输入通道的下一个待扫描的输入通道对应的通道阈值，从内存中取出存入阈值寄存器中，以便与下一输入通道的扫描值作比较，确定该输入通道的扫描值是否超过相应的通道阈值。例如，第二DMA通道将下一输入通道对应的通道阈值从内存移至阈值寄存器的阈值上限寄存器，用于后续对该下一输入通道的扫描值是否超出范围的判断。可以理解，在一些实施方式中，阈值寄存器可以分为阈值上限寄存器和阈值下限寄存器，其中，阈值下限寄存器可以用于存放输入通道对应的另一种阈值，用于判断输入通道的扫描值是否低于采样要求的范围(若是则微控制器也会退出低功耗运行模式)。也即是说，若输入通道的扫描值处在阈值下限至阈值上限之间的闭合区间内，则微控制器处于低功耗运行模式，否则退出低功耗运行模式。

S16，根据第三DMA请求通过第三DMA通道将下一输入通道的通道ID从内容移至通道号寄存器；第三DMA请求为第二DMA通道完成通道阈值的搬移时发送的DMA请求，通道ID用于指示数据寄存器获取下一输入通道的扫描值。

可以理解，上述的数据寄存器、阈值寄存器和通道号寄存器可以是分立设置的三个寄存器，也可以是从一个寄存器(例如配置的一个模拟量输入通道寄存器)上划分而来的三个子寄存器，具体可以根据实际应用的设备中寄存器的配置情况确定，只要能保障各DMA通道对应的数据存放需要即可。每一输入通道均配置有对应的通道号，也即通道ID(通道号软件触发开始位)。第三DMA通道可以将各输入通道对应的通道ID存放在内存中，以启动采样(或称扫描)。

具体的，当第二DMA通道的次循环完成时，也即第二DMA通道已完成下一输入通道的通道阈值配置时，第二DMA通道链接(即发送第三DMA请求)第三DMA通道，以使第三DMA通道开始传输数据。第三DMA通道收到第三DMA请求，则会将下一输入通道对应的通道ID从内存中取出存入通道号寄存器中，以便启动扫描下一输入通道时使用。

S18，若下一输入通道的扫描值大于通道阈值，则唤醒微控制器对下一输入通道进行采样。

具体的，当扫描下一输入通道完成时，将该下一输入通道的扫描值和通道阈值进行比较，确定该下一输入通道的扫描值是否超过通道阈值。若该下一输入通道的扫描值超过通道阈值，则可以确定该下一输入通道当前有输入量输入或者当前有超过通道阈值的输入量输入，DMA模块即将微控制器从低功耗运行模式唤醒以进行正常的采样和处理，例如通过模拟量输入通道寄存器产生超出阈值范围中断信号并发送给微控制器，以唤醒微控制器。

上述多通道输入采样唤醒方法，通过在低功耗工作模式下，用DMA替代微控制器操作多通道输入采样操作：对于微控制器外部的任一输入通道，由定时器周期性触发DMA请求，使得第一DMA通道将数据寄存器中当前存放的输入通道的扫描值移至内存中。然后通过第二DMA通道将等待扫描的下一输入通道的通道阈值，从内存中搬至阈值寄存器；阈值搬移完成后通过第三DMA通道将下一输入通道的通道ID从内存中搬至通道号寄存器。最后，在该下一输入通道扫描完成时，将该下一输入通道的扫描值与前述相应的通道阈值进行比较。当该下一输入通道的扫描值大于通道阈值，则唤醒微控制器对该下一输入通道进行采样，也即从低功耗工作模式进入正常的工作模式。实现了单芯片上集成多通道采样唤醒功能，无需微控制器实时采样，达到超低功耗运行与唤醒的效果。

在一个实施例中，上述多通道输入采样唤醒方法，还可以包括如下处理步骤：

若下一输入通道的扫描值小于通道阈值，则返回执行上述的步骤S12。

具体的，当扫描下一输入通道完成时，将该下一输入通道的扫描值和通道阈值进行比较，从而确定该下一输入通道的扫描值是否超过通道阈值。若该下一输入通道的扫描值小于通道阈值，则可以确定该下一输入通道当前没有输入量输入或者当前没有超过通道阈值的输入量输入，因此不唤醒微控制器，使得微控制器仍然保持低功耗运行模式。

此后返回执行上述的步骤S12，也即是当定时器再次计数溢出时，重复上述的处理步骤S12至S16以进行下一个输入通断的输入量扫描与监测。可以理解，当该下一输入通道的扫描值等于通道阈值时，可以选择唤醒微控制器，也可以选择保持当前的低功耗运行模式而不做唤醒操作，具体可以根据实际应用需要确定，并可以通过配置DMA模块实现唤醒或保持低功耗运行模式的控制，只要能够有利于提升***性能均可。

通过上述的处理步骤，在下一输入通道的扫描值未超出相应的通道阈值时，***中仍然是定时器和DMA模块工作，而微控制器仍保持处于低功耗运行模式，并自动扫描和监测下一个输入通道的输入情况。当有外部输入时，使得***能迅速从低功耗运行模式进入正常的工作模式，实现了多通道输入采样检测操作同时，进一步降低了***功耗，从而利于延长***的电池使用寿命。

请参阅图3，在一个实施例中，内存包括用于存储通道阈值的阈值环形缓冲区。关于上述的步骤S18后，还包括S20：

S20，根据下一输入通道的扫描值与下一输入通道的均值余量，更新下一输入通道的通道阈值。

可以理解，内存可以划分为多个区域，其中至少一个内存区域配置为用于存储各输入通道分别对应的各通道阈值的阈值环形缓冲区。均值余量是指预先设置的阈值调整量，可以是固定值，也可以是动态调整的动态值，用于更新修正通道阈值。均值余量可以根据实际应用中进行唤醒调试的调试效果来确定，只要能够降低误触发唤醒几率以达到所需的唤醒准确度即可。例如唤醒准确度最高时对应的通道阈值与当前使用的通道平均阈值之差，即可确定为阈值调整量。对于可动态调整的均值余量，其可以根据降低误触发唤醒的几率需要进行调高或调低，均值余量的动态调整的具体实现可以通过常用的PID算法在整个运行过程中跟随实时的误触发几率和通道平均值等自动完成。

具体的，当该下一输入通道的扫描值超过通道阈值而唤醒微控制器时，还可以对该输入通道的通道阈值进行更新，如采用该下一输入通道的扫描值加上相应的均值余量后作为该输入通道的新的通道阈值，以便唤醒后的微控制器直接将更新后的通道阈值存入到阈值环形缓冲区，以供第二DMA通道使用。可选的，若下一输入通道的扫描值持续小于相应的通道阈值最终使得第二DMA通道耗尽传输队列，则也可触发上述的通道阈值更新操作。如此，通过上述阈值更新的处理步骤，实现了动态的通道阈值更新，从而达到了实时跟随环境而变的功能，达到低功耗下周期性唤醒执行通道阈值更新的环境跟随效果。

请参阅图4，在一个实施例中，内存包括用于存储扫描值的采集值环形缓冲区。关于上述的步骤S12，具体还可以包括如下处理步骤S122：

S122，若采集值环形缓冲区当前已耗尽，则通过第一DMA通道从采集值环形缓冲区的第一个字节开始存入当前输入通道的扫描值。

可以理解，内存可以划分为多个区域，其中至少一个内存区域配置为用于分别对应存储各输入通道的扫描值的采集值环形缓冲区。具体的，第一DMA通道使用采集值环形缓冲区存放各输入通道对应的扫描值时，可以在采集值环形缓冲区中从上至下存放，当采集值环形缓冲区耗尽后，自动指向采集值环形缓冲区的第一个字节，也即自动从采集值环形缓冲区的第一个字节开始进行扫描值存入操作。例如，在各个周期内，第一DMA通道从第一个扫描的输入通道0开始搬移扫描值，从而该输入通道0的扫描值存入采集值环形缓冲区的第一个字节，第一DMA通道自动指向下一个字节；进而，第一DMA通道搬移的输入通道1的扫描值存入采集值环形缓冲区的第二个字节，完成后自动指向再下一个字节。如此，当第一DMA通道搬移的最后一个输入通道N+1的扫描值存入采集值环形缓冲区的第N+1个字节并存储完成后，第一DMA通道将会自动指向采集值环形缓冲区的第一个字节。此后，即从第一个输入通道0开始新一轮的扫描值搬移操作。

通过上述的处理步骤S122，第一DMA通道可以自动循环搬移，从而支持多通道输入采样操作，提升***的运行稳定性。

在一个实施例中，如图4所示，关于上述的步骤S14，具体还可以包括如下处理步骤S142：

S142，若阈值环形缓冲区当前已耗尽，则通过第二DMA通道从阈值环形缓冲区的第一个字节开始，将下一输入通道的通道阈值移至阈值寄存器。

具体的，第二DMA通道使用阈值环形缓冲区存放各输入通道对应的通道阈值时，可以在阈值环形缓冲区中从上至下存放，当阈值环形缓冲区耗尽后，自动指向阈值环形缓冲区的第一个字节(即第一个扫描的输入通道的通道阈值位置)，也即自动从阈值环形缓冲区的第一个字节开始进行通道阈值存入操作。如此，在各个周期内，第二DMA通道从第一个扫描的输入通道0开始搬移通道阈值存入阈值寄存器，也即从阈值环形缓冲区的第一个字节开始搬移通道阈值，完成后第二DMA通道自动指向下一个字节。

进而，在扫描输入通道1前，第二DMA通道从阈值环形缓冲区的第二个字节搬移输入通道1对应的通道阈值存入阈值寄存器，完成后自动指向阈值环形缓冲区的再下一个字节。当第二DMA通道从阈值环形缓冲区的最后一个字节搬移最后一个输入通道N的通道阈值存入阈值寄存器完成后，第二DMA通道将会自动指向阈值环形缓冲区的第一个字节。此后，即从第一个输入通道0开始新一轮的通道阈值搬移操作。

通过上述的处理步骤S142，第二DMA通道可以自动循环搬移，从而支持通道阈值动态更新与搬移操作，进一步提升***的运行稳定性。

在一个实施例中，内存包括用于存储通道ID的标志环形缓冲区。如图4所示，关于上述的步骤S16，具体还可以包括如下处理步骤S162：

S162，若标志环形缓冲区当前已耗尽，则通过第三DMA通道从标志环形缓冲区的第一个字节开始，将下一输入通道的通道ID移至通道号寄存器。

可以理解，内存可以划分为多个区域，其中至少一个内存区域配置为用于存储各输入通道分别对应的各通道ID的标志环形缓冲区。需要说明的是，标志环形缓冲区还会同步存储通道ID对应的启动标志，也即实际应用中，第三DMA通道使用标志环形缓冲区存放各输入通道对应的通道ID和启动标志。具体的，第三DMA通道使用标志环形缓冲区存放各输入通道对应的通道ID时，可以在标志环形缓冲区中从上至下存放，当标志环形缓冲区耗尽后，自动指向标志环形缓冲区的第一个字节(即第一个扫描的输入通道的通道ID位置)，也即自动从标志环形缓冲区的第一个字节开始进行通道ID存入操作。如此，在各个周期内，第三DMA通道从第一个扫描的输入通道0开始搬移通道ID存入通道号寄存器，也即从标志环形缓冲区的第一个字节开始搬移通道ID，完成后第三DMA通道自动指向下一个字节。

进而，在扫描输入通道1前，第三DMA通道从标志环形缓冲区的第二个字节搬移输入通道1对应的通道ID存入通道号寄存器，完成后自动指向标志环形缓冲区的再下一个字节。当第三DMA通道从标志环形缓冲区的最后一个字节搬移最后一个输入通道N的通道ID存入通道号寄存器完成后，第三DMA通道将会自动指向标志环形缓冲区的第一个字节。此后，即从第一个输入通道0开始新一轮的通道ID搬移操作。

通过上述的处理步骤S162，第三DMA通道可以自动循环搬移，从而支持通道ID动态更新与搬移操作，进一步提升***的运行稳定性。

请参阅图5，在一个实施例中，上述多通道输入采样唤醒方法，还可以包括如下处理步骤：

若下一输入通道的扫描值小于通道阈值且收到中断唤醒信号，则对各输入通道进行连续采样滤波；

若根据采样滤波结果确定中断唤醒信号为误触发中断信号，则返回执行上述的步骤S12。

可以理解，DMA在未检测到微控制器当前有外部输入量输入或者外部输入量超过通道阈值，却接收到其他唤醒源的中断唤醒(也即收到***中其他来源的中断唤醒信号)时，对输入通道进行连续采样滤波，以根据采样滤波确认是否存在超出通道阈值的输入量输入。采样滤波的次数可以根据实际应用中误触发判断的可靠性需要进行确定，只要能够满足所需的误触发判断的可靠性即可。通过计算该事件(即扫描值超出通道阈值)的重复概率确定所述通道扫描值超出所属通道阈值的可靠性，

具体的，在***上电初始化时，可以先配置***进入低功耗运行模式的各项相关参数，然后***进入低功耗运行模式等待被唤醒，此时，***只有定时器和DMA模块工作，DMA模块负责判断唤醒源。在下一输入通道的扫描值小于通道阈值且收到中断唤醒信号时，对输入通道进行连续采样滤波，滤除***中因外部或者内部环境抖动而产生异常输入量或者异常中断触发等的突变影响因素，从而利用真实有效的输入量来判断当前的中断唤醒信号是真实有效的中断信号，还是因突变影响因素导致的***误触发的中断信号。若确定是误触发，则DMA模块保持***当前的低功耗运行模式而不做唤醒操作，继续在低功耗运行模式下进行周期性的输入通道采样与唤醒检测。

通过上述的处理步骤，在低功耗运行模式中DMA模块可以有效识别误触发中断的情况，避免因暂时的突变影响因素而对微控制器产生的非必要唤醒操作，从而进一步提升***的运行稳定性，达到更进一步的降低功耗的效果。

在一个实施例中，如图5所示，上述多通道输入采样唤醒方法，还可以包括如下处理步骤：

若根据采样滤波结果确定中断唤醒信号为非误触发中断信号，则唤醒微控制器。

具体的，在下一输入通道的扫描值小于通道阈值且收到中断唤醒信号时，若确定该其他来源的中断唤醒信号不是误触发的中断，则DMA模块唤醒微控制器，使得***结束当前的低功耗运行模式而迅速进入正常的工作模式。通过上述处理步骤，在低功耗运行模式中DMA模块可以有效识别***中其他来源的有效的中断唤醒，从而进一步提升***的环境适应性。

在一个实施例中，为了更加直观清楚地的展示上述的多通道输入采样唤醒方法的实现过程，如图6所示的是超低功耗运行实现的原理示意图，其中，CH表示通道，DMA MUX也即DMA多路复用器。其基本工作过程简述如下：

(1)定时器每隔一段时间计数溢出，触发DMA MUX产生周期性的DMA请求，从而触发第一DMA通道(也即DMA_CH0)传输数据。(2)第一DMA通道将当前输入通道的扫描值(或称采集值)从数据寄存器移至内存。其中，在微控制器从正常的工作模式进入低功耗运行模式后，第一DMA通道第一次搬移的扫描值为非低功耗状态下扫描得到的值，即无效值。因此，为确保所有有效的扫描值(即低功耗运行模式下扫描得到的)均保存到内存，可将第一DMA通道的传输次数配置为比第二DMA通道(也即DMA_CH1)和第三DMA通道(也即DMA_CH2)的传输次数多一次，如第一DMA通道的传输次数配置为(N+1)次，则第二DMA通道和第三DMA通道的传输次数配置为N次，N为正整数。

(3)当第一DMA通道的次循环完成时，也就是当前输入通道的扫描值获取完成时，第一DMA通道链接(发送请求)第二DMA通道传输数据。(4)第二DMA通道将下一个定时器定时期间扫描的输入通道的通道阈值从内存移至阈值寄存器的阈值上限寄存器。(5)当第二DMA通道的次循环完成时，也就是配置了下一个采样的输入通道的通道阈值时，第二DMA通道链接(发送请求)第三DMA通道传输数据。

(6)第三DMA通道将下一个采样的输入通道的通道ID(通道号软件触发开始位)从内存移至通道号寄存器。如此，(7)当对该下一个采样的输入通道扫描完成时，该输入通道的实时采样结果与该输入通道的通道阈值进行比较，以确定采样结果是否超出阈值范围。(8)如果输入通道的实时采样结果大于相应的通道阈值，则立即产生超出阈值范围中断，以将微控制器从低功耗运行模式唤醒。否则，仍使微控制器继续处于低功耗运行模式；当步骤(1)中定时器计数溢出时，重复步骤(1)至(7)。

第二DMA通道使用分配的环形缓冲区存放输入通道对应的通道阈值，在分配的环形缓冲区耗尽后自动指向该环形缓冲区的第一个字节(即第一个扫描的输入通道的通道阈值所在位置)。同理的，第三DMA通道使用分配的环形缓冲区存放输入通道对应的通道ID，在分配的环形缓冲区耗尽后自动指向该环形缓冲区的第一个字节(即第一个扫描的输入通道的通道ID所在位置)。同理的，第一DMA通道使用分配的环形缓冲区存放对应输入通道的扫描值，在分配的环形缓冲区耗尽后自动指向该环形缓冲区的第一个字节。

由上述步骤可知，当***的输入通道没有输入或输入不超过通道触发阈值时，整个***剩下定时器和DMA模块在工作，微控制器则工作在低功耗模式下。实现了实时检测外部的输入同时，当有有效的外部输入时，可使得***能迅速地从低功耗运行模式进入正常的工作模式。

应该理解的是，虽然图2至图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且图2至图5中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

请参阅图7，在一个实施例中，还提供一种多通道输入采样唤醒装置100，包括扫描搬移模块11、阈值搬移模块13、标志搬移模块15和唤醒执行模块17。扫描搬移模块11用于根据第一DMA请求通过第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值移至内存；第一DMA请求为定时器溢出时触发的DMA请求。阈值搬移模块13用于根据第二DMA请求通过第二DMA通道将下一输入通道的通道阈值从内存移至阈值寄存器；第二DMA请求为第一DMA通道完成当前扫描值的搬移时发送的DMA请求。标志搬移模块15用于根据第三DMA请求通过第三DMA通道将下一输入通道的通道ID从内容移至通道号寄存器；第三DMA请求为第二DMA通道完成通道阈值的搬移时发送的DMA请求，通道ID用于指示数据寄存器获取下一输入通道的扫描值。唤醒执行模块17用于在下一输入通道的扫描值大于通道阈值时，唤醒微控制器对下一输入通道进行采样。

上述多通道输入采样唤醒装置100，通过各模块的协作，通过在低功耗工作模式下，用DMA替代微控制器操作多通道输入采样操作：对于微控制器外部的任一输入通道，由定时器周期性触发DMA请求，利用第一DMA通道将数据寄存器中当前存放的输入通道的扫描值移至内存中。然后通过第二DMA通道将等待扫描的下一输入通道的通道阈值，从内存中搬至阈值寄存器；阈值搬移完成后通过第三DMA通道将下一输入通道的通道ID从内存中搬至通道号寄存器。最后，在该下一输入通道扫描完成时，将该下一输入通道的扫描值与前述相应的通道阈值进行比较。当该下一输入通道的扫描值大于通道阈值，则唤醒微控制器对该下一输入通道进行采样，也即从低功耗工作模式进入正常的工作模式。实现了单芯片上集成多通道采样唤醒功能，无需微控制器实时采样，达到超低功耗运行与唤醒的效果。

在一个实施例中，上述多通道输入采样唤醒装置100还包括循环执行模块。循环执行模块用于在下一输入通道的扫描值小于通道阈值时，触发扫描搬移模块11开始搬移下一输入通道的扫描值。

在一个实施例中，内存包括用于存储扫描值的采集值环形缓冲区。上述扫描搬移模块11还用于在采集值环形缓冲区当前已耗尽时，通过第一DMA通道从采集值环形缓冲区的第一个字节开始存入当前输入通道的扫描值。

在一个实施例中，内存包括用于存储通道阈值的阈值环形缓冲区。上述多通道输入采样唤醒装置100还可以包括阈值更新模块，用于根据下一输入通道的扫描值与下一输入通道的均值余量，更新下一输入通道的通道阈值。

在一个实施例中，上述阈值搬移模块13还用于在阈值环形缓冲区当前已耗尽时，通过第二DMA通道从阈值环形缓冲区的第一个字节开始，将下一输入通道的通道阈值移至阈值寄存器。

在一个实施例中，内存包括用于存储通道ID的标志环形缓冲区。标志搬移模块15还用于在标志环形缓冲区当前已耗尽时，通过第三DMA通道从标志环形缓冲区的第一个字节开始，将下一输入通道的通道ID移至通道号寄存器。

在一个实施例中，上述的多通道输入采样唤醒装置100还可以包括误触发监控模块。误触发监控模块用于在下一输入通道的扫描值小于通道阈值且收到中断唤醒信号时，对各输入通道进行连续采样滤波，并根据采样滤波结果确定中断唤醒信号是否为误触发中断信号。循环执行模块还用于在根据采样滤波结果确定中断唤醒信号为误触发中断信号时，触发扫描搬移模块11开始搬移下一输入通道的扫描值。

在一个实施例中，上述的唤醒执行模块还用于在根据采样滤波结果确定中断唤醒信号为非误触发中断信号时，唤醒微控制器。

关于多通道输入采样唤醒装置100的具体限定，可以参见上文中多通道输入采样唤醒方法的相应限定，在此不再赘述。上述多通道输入采样唤醒装置100中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于控制设备中的处理器中，也可以软件形式存储于控制设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作，该控制设备可以是各类智能设备的主控板或主控电路模块，其上可以包含微控制器、DMA模块、存储器及其他***电子器件。

在一个实施例中，还提供一种控制设备，可以是各类智能设备的主控板，例如但不限于智能电子锁、数据采集器或者其他电子产品的主控板。该控制设备至少包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：根据第一DMA请求通过第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值移至内存；第一DMA请求为定时器溢出时触发的DMA请求；根据第二DMA请求通过第二DMA通道将下一输入通道的通道阈值从内存移至阈值寄存器；第二DMA请求为第一DMA通道完成当前扫描值的搬移时发送的DMA请求；根据第三DMA请求通过第三DMA通道将下一输入通道的通道ID从内容移至通道号寄存器；第三DMA请求为第二DMA通道完成通道阈值的搬移时发送的DMA请求，通道ID用于指示数据寄存器获取下一输入通道的扫描值；若下一输入通道的扫描值大于通道阈值，则唤醒微控制器对下一输入通道进行采样。

本领域技术人员可以理解，本实施例中的控制设备除上述的存储器和处理器外，还可以包括其他的组成部分，具体可以根据实际应用中控制设备的结构组成及其实现的功能确定，本说明书中不再一一展开说明。

在一个实施例中，处理器执行上述计算机程序时还可以实现上述多通道输入采样唤醒方法各实施例中的增加的步骤或者子步骤。

在一个实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：根据第一DMA请求通过第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值移至内存；第一DMA请求为定时器溢出时触发的DMA请求；根据第二DMA请求通过第二DMA通道将下一输入通道的通道阈值从内存移至阈值寄存器；第二DMA请求为第一DMA通道完成当前扫描值的搬移时发送的DMA请求；根据第三DMA请求通过第三DMA通道将下一输入通道的通道ID从内容移至通道号寄存器；第三DMA请求为第二DMA通道完成通道阈值的搬移时发送的DMA请求，通道ID用于指示数据寄存器获取下一输入通道的扫描值；若下一输入通道的扫描值大于通道阈值，则唤醒微控制器对下一输入通道进行采样。

在一个实施例中，前述计算机程序被处理器执行时，还可以实现上述多通道输入采样唤醒方法各实施例中的增加的步骤或者子步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线式动态随机存储器(Rambus DRAM，简称RDRAM)以及接口动态随机存储器(DRDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种多通道输入采样唤醒方法，其特征在于，包括：

根据第一DMA请求通过第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值移至内存；所述第一DMA请求为定时器溢出时触发的DMA请求；

根据第二DMA请求通过第二DMA通道将下一输入通道的通道阈值从所述内存移至阈值寄存器；所述第二DMA请求为所述第一DMA通道完成所述当前扫描值的搬移时发送的DMA请求；

根据第三DMA请求通过第三DMA通道将所述下一输入通道的通道ID从所述内容移至通道号寄存器；所述第三DMA请求为所述第二DMA通道完成所述通道阈值的搬移时发送的DMA请求，所述通道ID用于指示所述数据寄存器获取所述下一输入通道的扫描值；

若所述下一输入通道的扫描值大于所述通道阈值，则唤醒微控制器对所述下一输入通道进行采样。

2.根据权利要求1所述的多通道输入采样唤醒方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述下一输入通道的扫描值小于所述通道阈值，则返回执行所述根据第一DMA请求通过第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值移至内存的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的多通道输入采样唤醒方法，其特征在于，所述内存包括用于存储扫描值的采集值环形缓冲区，根据第一DMA请求通过第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值移至内存的步骤包括：

若所述采集值环形缓冲区当前已耗尽，则通过所述第一DMA通道从所述采集值环形缓冲区的第一个字节开始存入所述当前输入通道的所述扫描值。

4.根据权利要求1所述的多通道输入采样唤醒方法，其特征在于，所述内存包括用于存储通道阈值的阈值环形缓冲区，若所述下一输入通道的扫描值大于所述通道阈值，则唤醒微控制器对各所述输入通道进行采样的步骤后，还包括：

根据所述下一输入通道的扫描值与所述下一输入通道的均值余量，更新所述下一输入通道的通道阈值。

5.根据权利要求4所述的多通道输入采样唤醒方法，其特征在于，根据第二DMA请求通过第二DMA通道将下一输入通道的通道阈值从所述内存移至阈值寄存器的步骤包括：

若所述阈值环形缓冲区当前已耗尽，则通过所述第二DMA通道从所述阈值环形缓冲区的第一个字节开始，将所述下一输入通道的所述通道阈值移至所述阈值寄存器。

6.根据权利要求1所述的多通道输入采样唤醒方法，其特征在于，所述内存包括用于存储通道ID的标志环形缓冲区，根据第三DMA请求通过第三DMA通道将所述下一输入通道的通道ID从所述内容移至通道号寄存器的步骤包括：

若所述标志环形缓冲区当前已耗尽，则通过所述第三DMA通道从所述标志环形缓冲区的第一个字节开始，将所述下一输入通道的通道ID移至所述通道号寄存器。

7.根据权利要求2所述的多通道输入采样唤醒方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述下一输入通道的扫描值小于所述通道阈值且收到中断唤醒信号，则对各所述输入通道进行连续采样滤波；

若根据采样滤波结果确定所述中断唤醒信号为误触发中断信号，则返回执行所述根据第一DMA请求通过第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值移至内存的步骤。

8.根据权利要求7所述的多通道输入采样唤醒方法，其特征在于，所述方法还包括：

若根据采样滤波结果确定所述中断唤醒信号为非误触发中断信号，则唤醒所述微控制器。

9.一种多通道输入采样唤醒装置，其特征在于，包括：

扫描搬移模块，用于根据第一DMA请求通过第一DMA通道将数据寄存器中当前输入通道的扫描值移至内存；所述第一DMA请求为定时器溢出时触发的DMA请求；

阈值搬移模块，用于根据第二DMA请求通过第二DMA通道将下一输入通道的通道阈值从所述内存移至阈值寄存器；所述第二DMA请求为所述第一DMA通道完成所述当前扫描值的搬移时发送的DMA请求；

标志搬移模块，用于根据第三DMA请求通过第三DMA通道将所述下一输入通道的通道ID从所述内容移至通道号寄存器；所述第三DMA请求为所述第二DMA通道完成所述通道阈值的搬移时发送的DMA请求，所述通道ID用于指示所述数据寄存器获取所述下一输入通道的扫描值；

唤醒执行模块，用于在所述下一输入通道的扫描值大于所述通道阈值时，唤醒微控制器对所述下一输入通道进行采样。

10.一种控制设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述多通道输入采样唤醒方法的步骤。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述多通道输入采样唤醒方法的步骤。

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