[发明专利]多优先级控制电路

说明书

本发明一种涉及主要用于自动控制或自动检测系统中的多优先级控制电路，旨在提供一种简单、可靠的多优先级控制电路用于对端口的控制通断的控制电路，本发明通过下述技术方案予以实现：第一级控制电路和多级级联控制电路，其特征在于，每一级控制电路包含连接下一级控制电路的一个二输入与门和连接在所述与门两端的D触发器，D触发器与控制端的一个二选一数据选择器并联，第一级控制电路控制端的通断，多级级联控制电路控制前级控制电路通断，第n级控制电路控制第n‑1级控制电路的通断，实现优先级控制以及控制端的通断和屏蔽。本发明将多级控制电路结合，利用各级间的关联控制，能简单有效的实现多级优先级控制。

技术领域

本发明涉及一种主要用于自动控制或自动检测系统中多个优先级控制的一种电路。

背景技术

优先控制(Prioritycontrol)是指优先通行权的控制方式。在电压过冲必须最小的情况下，例如偏置到低电压处理器或FPGA的内核时，应使用电压优先模式。如果需要尽量减少电流过冲，或者被测器件为低阻抗器件，例如在对电池充电或驱动包含大电容的系统时，应使用电流优先模式。虽然优先模式曾经通过模拟设计实现，但现代的电源都是采用数字信号处理(DSP)、数字反馈环路、FPGA等技术的高度数字化控制电源。电源的特性，包括优先模式，都可以通过数字技术实现，因此，无论是电压优先还是电流优先，电源的原理框图没有区别。换言之，无论处于哪种模式之下，电源都不会切换不同的电路或通过不同路径传输信号。数字控制系统命令电源采取不同的操作来实现电压优先或电流优先。如果为低阻抗负载，则RLOAD(电压设置/电流设置)，电压将以恒压(CV)模式开始工作，不过低负载阻抗意味着电压无法达到设置值。相反，源电流会迅速到达电流设置值，转换为恒流(CC)，电压将崩溃。在恒压CV模式到恒流CC模式的短暂转换中，恒流CC环路取得优先权，其需要一些时间将电流调节为电流设置值。这会导致短暂的电流控制不稳，从而进一步产生电流过冲。简言之，在电压优先模式下，电压表现出良好的特性，只有极少量的过冲。但是，从恒压CV模式到恒流CC模式的交叉转换过程中，电流有可能过冲，因为此时电流调节没有获得优先权。

在单片机中断优先级的控制中，单片机中断系统的硬件优先级排队电路为各类中断源规定了优先级顺序。这种中断优先级的结构有如下特点。(1)硬件排队电路并不能保证各中断源的优先级。这是因为在某个中断源的中断请求被CPU响应后，INT-PENDING中的相应位即被清零，这意味着正在被服务的中断源不能参加有新的中断请求后的优先权比较，倘未采取一定措施，就会造成级别高的中断服务被级别较低的中断申请所打断的后果。譬如外中断(优先级最高)和定时器溢出中断(优先级最低)同时产生，在系统已开放中断的情况下，外中断的申请将首先被CPU所响应，进入其中断服务程序后，定时器溢出的中断申请又被优先权编码电路加以比较，由于INT-PRNDING中对应外中断的位已被清零，这时参与优先级比较的仅有定时器溢出中断，因而外中断的服务过程被打断，CPU转向定时器溢出的中断服务程序，直到服务完毕后，才返回为外中断继续服务。不难看出，在多个中断源提出中断申请的情况下，事实上最先得到完整服务的将是级别最低的中断源，级别最高的中断服务反而要等到最后才可完成。这也意味着最高级别的中断源实质上变成了最低级别。虽然可采用软、硬件结合的方法实现特定的优先级别顺序。如上所述，硬件排队电路不能保证按指定优先级的高低顺序实现中断嵌套，但可采取一定的软件措施来实现设计人员所预想的优先级排队顺序。

通常一个微处理器读取外围设备(如键盘等)的输入信息的方法有轮询(Polling)及中断(Interrupt)两种。轮询的方法是CPU依照某种既定法则，依序询问每一外围设备I/O是否需要服务，此种方法CPU需花费一些时间来做询问服务，当I/O设备增加时，询问服务时间也相对增加，因此势必浪费许多CPU时间，降低整体运行的效率。