CN101231601A - 微控制器的共用计数电路及其共用计数方法 - Google Patents

Abstract

一种微控制器的共用计数电路及其共用计数方法，将微控制器的每一运作功能所对应的独立的计数电路整合于一计数单元中，并根据每一运作功能的计数周期的不同，来执行微控制器内的每一运作功能，以增加电路的共享性、减少电路硬件面积及功率的消耗。

Description

微控制器的共用计数电路及其共用计数方法

技术领域

本发明涉及一种微控制器，特别是有关于一种微控制器的共用计数电路及其共用计数方法。

背景技术

目前，在微控制器应用上，需要计数功能的电路都是个别独立来完成，亦即每执行一个运作功能时，便需要一个相对应的计数电路来独立完成计数动作。其优点在于，这样的微控制器电路在控制上很方便。

然而事实上，由于某些运作功能可能只有在微控制器某时段时间才会使用，因此当这些运作功能在没有被执行的时候，会使得这些运作功能所对应的计时电路闲置。这样一来会造成电路面积及功率浪费，如果能把微控制器各运作功能所对应的计数周期作分析及规划，并将这些独立的计数电路整合在一起，便能减少硬件电路面积的使用及功率消耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一微控制器的共用计数电路及其共用计数方法，将微控制器的每一运作功能所对应的独立的计数电路整合于一计数单元中，并根据每一运作功能的计数周期的不同，来执行微控制器内的每一运作功能。

为了实现上述的目的，本发明提供的共用计数电路包含多任务器、计数单元、控制单元及多个工作单元。多任务器连结于控制单元与计数单元，用以根据控制单元所输出的控制信号，作多路选择的动作，由这些工作单元的多个工作频率中允许其中一个工作频率通过。计数单元连结于控制单元，并受控于控制单元，用以根据通过的工作频率，开始计数这些工作单元的运作周期。控制单元连结于这些工作单元，用以根据计数单元计数结果，以输出控制信号来控制该多任务器。多个工作单元则用以根据控制单元的控制，来执行相对应的运作功能。

本发明具有以下有益的效果：本发明的一个优点在于，将执行每一运作功能所需的计数电路整合于一计数单元内。

本发明的另一优点在于，利用执行每一运作功能所需的计数周期的不同，使计数单元可以完成多个运作功能的计数动作。

本发明的再一优点在于，利用此共用计数电路可以增加电路的共享性、减少电路硬件面积及功率的消耗。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明的微控制器的共用计数电路的方块示意图；以及

图2为本发明的微控制器的共用计数方法的流程图。

其中，附图标记：

多任务器-110

计数单元-120

控制单元-130

记忆单元-141

振荡单元-143

监控与频率单元-145

其它频率装置-150

具体实施方式

请参阅图1，其为本发明提供的微控制器的共用计数电路的方块示意图。共用计数电路(pool counting circuit)包含一多任务器110、一计数单元(counting unit)120、一控制单元130及多个工作单元。多任务器110连结于计数单元120及控制单元130，而控制单元130连结于多个工作单元。

多任务器110用以提供多个切换路径，且受一控制信号的控制，来做多路选择的动作，开放其中一个切换路径，使输入至多任务器110输入端的多个工作频率得以藉由开放的切换路径来传送至计数单元120。其中，每一工作频率对应每一切换路径。

计数单元120用以根据控制单元130的控制，接收多任务器110所输出的工作频率，以开始计数，并将计数结果传送至控制单元130。其中，每一工作频率皆有其相对应的计数周期，且记忆单元141可以是一只读存储器(read only memory，ROM)。

控制单元130用以根据不同的计数周期，来控制多任务器110开放相对应的切换路径，当计数单元120将一计数周期计数完毕后，会将计数结果传送至控制单元130，使控制单元130输出控制信号来控制多任务器110，并且使控制单元130根据此计数结果，来进一步控制控制单元130所连结的每一工作单元的运作。此外，控制单元130根据微控制器的运作状态来提供计数状态至计数单元120。其中，每一计数周期皆对应至一工作单元内所具备的运作功能。

多个工作单元则包含一记忆单元141、一振荡单元143及一监控与频率单元145。记忆单元141具有一加载功能选择(load functionoption)的运作功能，当微控制器欲执行加载功能选择的运作功能时，控制单元130会控制多任务器110开放加载功能选择所对应的工作频率，使微控制器可以由记忆单元141内读取欲执行的一功能设定，使此功能设定加载微控制器中执行，并使计数单元120可以开始计数此功能设定的加载时间。

振荡单元143具有一振荡稳定等的运作功能，当微控制器欲执行振荡稳定功能时，控制单元130会控制多任务器110开放振荡稳定功能所对应的工作频率，使振荡单元143内的振荡器可以稳定下来，并使计数单元120计数振荡器稳定下来所需花费的时间，即振荡稳定时间。

监控与频率单元145则具有一监控功能及一多功能频率产生功能。当微控制器欲执行监控功能时，控制单元130会控制多任务器110开放监控功能所对应的工作频率，使监控与频率单元145内的监控装置(未绘示)可以检测微控制器执行一主程序时的运作状态，以进一步控制微控制器继续执行主程序、唤醒微控制器或重置微控制器。当微控制器欲执行多功能频率产生功能时，控制单元130会控制多任务器110开放多功能频率产生功能所对应的工作频率，使监控与频率单元145内的频率产生装置(未绘示)输出多种频率至所连结的其它频率装置150。

其中，监控装置可以是一看门狗(watch dog)电路，其它频率装置150可以是一平面显示器驱动电路(panel drive circuit)、定时器(timer)、蜂鸣器(buzzer)等。

为了更进一步阐述本发明的目的，请参考图2所示，来说明本发明中微控制器的共用计数电路利用一个计数单元来支持微控制器内多个工作单元运作所需的计数周期，其中，图2为本发明的微控制器的共用计数方法的流程图。

首先，当微控制器的电源开启后，微控制器中有多个工作频率会传送至多任务器110，如步骤S210。且控制单元130会根据使用者的设定来判断微控制器是否需要执行第一次的振荡稳定功能，如步骤S220。

当此微控制器需要执行振荡稳定功能时，表示振荡单元143内有振荡器的振荡频率需要花费第一振荡时间来稳定下来，因此控制单元130会输出控制信号至多任务器110，来控制多任务器110开放振荡稳定功能所对应的工作频率至计数单元120，使振荡单元143可以开始执行振荡稳定功能，如步骤S223。同时控制单元130会控制计数单元120开始计数第一振荡时间，直到第一振荡时间计数完毕后，控制单元130会进一步判断微控制器是否要执行加载功能选择，如步骤S230。

相对地，当此微控制器不需要执行振荡稳定功能时，表示振荡单元143内没有振荡器的振荡频率需要稳定，因此控制单元130可直接判断微控制器是否要执行加载功能选择，如步骤S230。

当微控制器需要执行加载功能选择时，表示微控制器中有欲执行的功能设定，控制单元130会输出控制信号至多任务器110，来控制多任务器110开放加载功能选择功能所对应的工作频率至计数单元120，使控制单元130可以由记忆单元141内读取欲执行的一功能设定，使此功能设定加载微控制器中执行，如步骤S233。同时控制单元130会控制计数单元120开始计数此功能设定的加载时间，直到加载时间计数完毕后，控制单元130会进一步判断微控制器是否需要再一次地执行振荡稳定功能，如步骤S240。

当微控制器不需要执行加载功能选择时，表示微控制器中没有需执行的功能设定，控制单元130可直接判断微控制器是否需要再一次地执行振荡稳定功能，如步骤S240。

当此微控制器需要再一次执行振荡稳定功能时，表示振荡单元143内有振荡器的振荡频率需要花费第二振荡时间来稳定下来，因此控制单元130会输出控制信号至多任务器110，来控制多任务器110开放振荡稳定功能所对应的工作频率至计数单元120，使振荡单元143可以开始执行振荡稳定功能，如步骤S243。同时控制单元130会控制计数单元120开始计数第二振荡时间，直到第二振荡时间计数完毕后，控制单元130会进一步执行主程序，如步骤S250。

相对地，当此微控制器不需要再一次执行振荡稳定功能时，表示振荡单元143内没有振荡器的振荡频率需要稳定，因此控制单元130亦可直接执行主程序，如步骤S250。

当微控制器执行主程序时，控制单元130会不断地判断主程序是否已执行完毕，如步骤S260，同时，控制单元130也会驱动监控与频率单元145开始执行多功能频率产生功能或监控功能。

因此，当微控制器欲执行多功能频率产生功能时，控制单元130会输出控制信号至多任务器110，来控制多任务器110开放多功能频率产生功能所对应的工作频率至计数单元120，使监控与频率单元145中的频率产生装置开始产生多功能频率至其它频率装置150。另外一方面，当微控制器欲执行监控功能时，控制单元130亦会驱动监控与频率单元145中的监控装置开始执行监控功能，亦即控制单元130会输出控制信号至多任务器110，来控制多任务器110开放监控功能所对应的工作频率至计数单元120，使监控与频率单元145开始监控微控制器执行主程序时的运作状态。

然而，当监控装置开始执行监控功能时，计数单元120会将计数结果传送至控制单元130，而控制单元130也会根据微控制器的运作状态来判断计数单元120是否发生计数溢位，如步骤S270。其中，当主程序执行时，有两种微控制器的运作状态会使计数单元120发生计数溢位，一种是当微控制器发生当机的时候，另一种则是当微控制器进入休眠状态(halt status)的时候。

当计数单元120并未发生计数溢位的情形时，表示微控制器能继续正常地执行主程序，如步骤S250。当计数单元120发生计数溢位的情形时，表示微控制器可能处于当机或进入休眠状态。因此，控制单元130会进一步判断此时的微控制器是否处于当机状态中，如步骤S280。

当控制单元130判断执行主程序中的微控制器并未处于当机状态中时，表示微控制器处于休眠状态中，因此监控与频率单元145内的监控装置将会输出唤醒信号，以进一步将微控制器唤醒，如步骤S283。而被唤醒后的微控制器可以根据使用者的设定，来继续执行主程序，如步骤S250，或回到步骤S240，来判断是否需要执行振荡稳定功能。

当控制单元130判断执行主程序中的微控制器已呈现当机状态时，监控与频率单元145内的监控装置会进一步输出重置信号，以进一步重置当机状态中的微控制器，如步骤S290。其中，控制单元130会根据使用者的设定，来判断是否需要记录微控制器当机时所产生的计数溢位点向量，如步骤S285。当控制单元130判断需要纪录计数溢位点向量时，先记录计数点向量至记忆单元141，如步骤S287，再重置微控制器。当控制单元130判断不需记录计数溢位点向量时，则直接执行微控制器的重置动作。

重置后的微控制器在尚未完成执行主程序的情况下，则根据使用者的设定，继续判断是否执行第一次的振荡稳定功能，如步骤S220，或继续判断是否执行加载功能选择功能，如步骤S230，抑或是继续判断是否执行再一次的振荡稳定功能，如步骤S240。

最后，由于控制单元130会不断地判断微控制器是否完成执行主程序，因此当主程序已执行完毕，则微控制器随即停止执行主程序内所包含的动作，如步骤S263。

本发明的优点在于，将执行每一运作功能所需的计数电路整合于一计数单元内。

本发明的另一优点在于，利用执行每一运作功能所需的计数周期的不同，使计数单元可以完成多个运作功能的计数动作。

本发明的再一优点在于，利用此共用计数电路可以增加电路的共享性、减少电路硬件面积及功率的消耗。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (29)

1.一种共用计数方法，其特征在于，将一微控制器的每一运作功能所对应的一独立的计数电路整合于一计数单元中，并根据每一运作功能所对应的运作周期不同，来执行该微控制器内的每一运作功能，其执行该运作功能中的一监控功能包含：

执行一主程序；

根据执行该主程序的运作状态，判断该计数单元是否发生计数溢位；

根据该计数单元是否发生计数溢位，以进一步判断一微控制器处于当机状态、休眠状态或正常状态；以及

根据该微控制器是否处于当机状态、休眠状态或正常状态，来判断是否重置、唤醒该微控制器，或是继续执行该主程序。

2.根据权利要求1所述的共用计数方法，其特征在于，若该计数单元发生计数溢位，表示该微控制器处于当机状态或休眠状态。

3.根据权利要求1所述的共用计数方法，其特征在于，若该微控制器处于当机状态，则利用一重置信号来重置该微控制器。

4.根据权利要求1所述的共用计数方法，其特征在于，若该微控制器进入休眠状态，则利用一唤醒信号唤醒该微控制器。

5.根据权利要求1所述的共用计数方法，其特征在于，若该微控制器处于正常状态，则继续执行该主程序。

6.根据权利要求1所述的共用计数方法，其特征在于，若该微控制器处于当机状态，则进一步判断是否记录一计数溢位点向量。

7.一种共用计数方法，其特征在于，将一微控制器的每一运作功能所对应的一独立的计数电路整合于一计数单元中，并根据每一运作功能的运作周期的不同，来执行该微控制器内的每一运作功能，该共用计数方法包含：

输入多个工作频率至一多任务器中，而每一工作频率对应一运作功能及一运作周期；

根据每一运作周期，来控制该多任务器作多路选择，开放其中一个工作频率通过，以执行该开放的工作频率对应的运作功能并使一计数单元开始计数；以及

根据所对应的运作周期是否已计数完毕，来决定是否进行下一运作功能的执行。

8.根据权利要求7所述的共用计数方法，其特征在于，该运作功能包含一加载功能选择、一振荡稳定功能、一监控功能及一多功能频率产生功能。

9.根据权利要求7所述的共用计数方法，其特征在于，该执行的运作功能是一加载功能选择，而该加载功能选择是由一记忆单元中读取欲执行的一功能设定，使该功能设定加载一微控制器中执行，以及使该计数单元计数一加载时间。

10.根据权利要求7所述的共用计数方法，其特征在于，该执行的运作功能是一振荡稳定功能，而该振荡稳定功能使一微控制器在执行其它运作功能前，稳定一振荡单元，以稳定该振荡单元的一振荡频率。

11.根据权利要求7所述的共用计数方法，其特征在于，该执行的运作功能是一监控功能，而该监控功能根据一微控制器的运作状态，来执行唤醒或重置的动作。

12.根据权利要求11所述的共用计数方法，其特征在于，该共用计数方法还进一步包含，当该微控制器于休眠状态时，唤醒该微控制器。

13.根据权利要求11所述的共用计数方法，其特征在于，该共用计数方法还进一步包含，当该微控制器当机时，重置该微控制器。

14.根据权利要求13所述的共用计数方法，其特征在于，该共用计数方法还进一步包含，在重置该微控制器前，判断是否记录一计数溢位点向量。

15.根据权利要求7所述的共用计数方法，其特征在于，该执行的运作功能是一多功能频率产生功能，而该多功能频率产生功能输出多种频率提供给多个频率装置。

16.一种共用计数方法，其特征在于，以一计数单元来计数多个运作功能的运作周期，以进一步来多路选择这些运作功能之一并执行，该共用计数方法包含：

判断是否执行一振荡稳定功能，以进一步判断是否执行一加载功能选择；

根据是否执行该加载功能选择，来执行一主程序；

根据执行该主程序的运作状态，判断一微控制器是否发生计数溢位；以及

根据该微控制器是否发生计数溢位，以判断是否继续执行该主程序、唤醒该微控制器或重置该微控制器。

17.根据权利要求16所述的共用计数方法，其特征在于，该共用计数方法进一步包含，若该微控制器需稳定一振荡单元的一振荡频率，则先执行该第一振荡周期，再判断是否执行该加载功能选择，而若该微控制器不需稳定该振荡单元的一振荡频率，则直接判断是否执行该加载功能选择。

18.根据权利要求16所述的共用计数方法，其特征在于，该共用计数方法进一步包含，若该微控制器欲执行该加载功能选择，则先执行该加载功能选择后，再执行该主程序，而若该微控制器不执行该加载功能选择，则直接执行该主程序。

19.根据权利要求16所述的共用计数方法，其特征在于，该共用计数方法还进一步包含：

根据是否执行该加载功能选择，以进一步判断是否再一次执行该振荡稳定功能；以及

根据是否再一次执行该振荡稳定功能，来执行该主程序。

20.根据权利要求16所述的共用计数方法，其特征在于，该共用计数方法进一步包含：当该微控制器未发生计数溢位，则继续执行该主程序。

21.根据权利要求16所述的共用计数方法，其特征在于，该共用计数方法进一步包含：当该微控制器计数溢位且处于当机状态，则重置该微控制器。

22.根据权利要求21所述的共用计数方法，其特征在于，该共用计数方法进一步包含：判断是否记录一计数溢位点向量，以进一步重置该微控制器。

23.根据权利要求16所述的共用计数方法，其特征在于，该共用计数方法进一步包含：当该微控制器计数溢位且处于休眠状态，则唤醒该微控制器。

24.一种微控制器的共用计数电路，其特征在于，将一微控制器的每一运作功能所对应的一独立的计数电路整合于一计数单元中，并根据每一运作功能的运作周期的不同，来执行该微控制器内的每一运作功能，该共用计数电路包含：

一多任务器，用以根据一控制信号，作多路选择的动作，由多个工作频率中允许其中一个工作频率通过；

一计数单元，用以根据该通过的工作频率及该通过的工作频率所对应的运作周期，开始计数；

一控制单元，用以控制该计数单元，并根据该计数单元计数结果，以提供该控制信号来控制该多任务器；

多个工作单元，用以根据该控制单元的控制，来执行该通过的工作频率所对应的一运作功能。

25.根据权利要求24所述的微控制器的共用计数电路，其特征在于，该些工作单元包含一记忆单元、一振荡单元及一监控与频率单元。

26.根据权利要求25所述的微控制器的共用计数电路，其特征在于，该记忆单元所对应的运作功能是一加载功能选择，而该加载功能选择是由该记忆单元中读取欲执行的一功能设定，使该功能设定加载该微控制器中执行，以及使该计数单元计数一加载时间。

27.根据权利要求25所述的微控制器的共用计数电路，其特征在于，该振荡单元所对应的运作功能是一振荡稳定功能，而该振荡稳定功能使该微控制器在执行其它运作功能前，稳定该振荡单元，以稳定该振荡单元的一振荡频率。

28.根据权利要求25所述的微控制器的共用计数电路，其特征在于，该监控与频率单元所对应的运作功能是一监控功能，而该监控功能根据该微控制器的运作状态，来执行唤醒或重置该微控制器以及使该微控制器继续执行一主程序。

29.根据权利要求25所述的微控制器的共用计数电路，其特征在于，该监控与频率单元所对应的运作功能是一多功能频率产生功能，而该多功能频率产生功能输出多种频率提供给多个频率装置。

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