DE19543881A1 - Analog-Digital-Wandlereinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Analog-Digital- Wandlereinrichtung, die die Anzahl der analogen Eingangskanäle ohne Erhöhung der Anzahl der Analog-Eingangsanschlüsse wesent­ lich erhöhen kann.

Fig. 9 zeigt eine Blockdarstellung der Struktur einer Analog- Digital-Wandlereinrichtung (eine Analog-Digital-Umsetzer­ einrichtung). In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Mehrzahl von Analog-Eingangsanschlüssen, 2 bezeichnet einen Multiplexer, 4 bezeichnet einen Analog-Digital-Wandler, 5′ be­ zeichnet eine integrierte Halbleiterschaltung wie einen Mikro­ prozessor, der den Multiplexer 2 und den A/D-Wandler 4, die darin integriert sind, aufweist, und S0-S7 bezeichnet interne Kanalauswahlsignale. In diesem Beispiel ist die Analog-Digital- Wandlereinrichtung mit acht Analog-Eingangsanschlüssen 1 und acht Signalleitungen, über welche acht entsprechende eingebaute Kanalauswahlsignale S0-S7 zum Bedienen von acht Kanälen für Analogeingänge übertragen werden, vorgesehen.

Wenn im Betrieb irgend eines der internen Kanalauswahlsignale S0-S7 aktiviert ist und dem Multiplexer 2 eingegeben wird, wird ein entsprechender Analog-Eingangsanschluß aus der Mehrzahl der Analog-Eingangsanschlüsse 1 ausgewählt. Dann wandelt der A/D- Wandler 4 ein analoges Signal, das über den ausgewählten Ana­ log-Eingangsanschluß 1 eingegeben wird, in ein digitales Signal um. Im Abtastmodus werden die eingebauten Kanalauswahlsignale S0-S7 aufeinanderfolgend an den Multiplexer 2 angelegt und Ana­ logsignale, die an der Mehrzahl der Analog-Eingangsanschlüsse 1 präsent sind, werden aufeinanderfolgend in digitale Signale ge­ wandelt bzw. umgesetzt.

Da die Analog-Digital-Wandlereinrichtung die oben beschriebene Struktur aufweist, ist die Anzahl der Analog-Eingangsanschlüsse für den Analog-Digital-Wandler auf die Anzahl der Analog- Eingangsanschlüsse 1 beschränkt, die für die integrierte Halb­ leiterschaltung vorgesehen sind. Die Anzahl der analogen Ein­ gangskanäle ist nicht variabel, und daher ist es notwendig ge­ wesen, verschiedene Arten von integrierten Halbleiterschaltun­ gen mit einer unterschiedlichen Anzahl von Analog-Eingangs­ anschlüssen 1 als Reaktion auf die Nachfrage nach verschiedenen Typen von integrierten Halbleiterschaltungen bereitzustellen.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Analog-Digital- Wandlereinrichtung bereitzustellen, die die Anzahl der analogen Eingangskanäle ohne körperliche Erhöhung der Anzahl der Analog- Eingangsanschlüsse merklich erhöht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Analog-Digital-Wandlerein­ richtung nach Anspruch 1 oder 9.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange­ geben.

Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Analog-Digital-Wandlereinrichtung bereitgestellt, die eine Dekoderschaltung, die ein Kanalsteuerwort zum Auswählen eines Eingangskanals aus einer Mehrzahl von Eingangskanälen zum Erzeugen eines entsprechenden Kanalauswahlsignals dekodiert, einen Multiplexer, der einen Analog-Eingangsanschluß aus einer Mehrzahl von Analog-Eingangsanschlüssen entsprechend des Kanal­ auswahlsignals, das durch die Dekoderschaltung ausgegebenen wird, zum Übertragen eines analogen Signals, das an den ausge­ wählten Analog-Eingangsanschluß angelegt ist, für eine Analog- Digital-Wandlung auswählt, und eine Externer-Kanal-Steuerein­ richtung, die auf ein Externer-Kanal-Auswahlsignal (externes Kanal-Auswahlsignal), das an diesen angelegt wird, reagiert, zum Ändern der Bestimmung des Kanalsteuerwortes von der inter­ nen Dekoderschaltung zu einer Bestimmung außerhalb der Analog- Digital-Wandlereinrichtung und zum Steuern des Multiplexers derart, daß er einen vorbestimmten Analog-Eingangsanschluß aus der Mehrzahl der Analog-Eingangsanschlüsse für eine Analog- Digital-Wandlung auswählt, aufweist.

Im Betrieb, wenn die Externer-Kanal-Steuereinrichtung das ex­ terne Auswahlsignal, d. h. das Signal zum Auswählen eines exter­ nen Kanals, empfängt, ändert die Externe-Kanal-Steuereinrich­ tung die Bestimmung des Kanalsteuerwortes, welches gewöhnli­ cherweise an die Dekoderschaltung geliefert wird, zu einer Be­ stimmung außerhalb der Analog-Digital-Wandlereinrichtung. Dann steuert die Externer-Kanal-Steuereinrichtung den Multiplexer zum Auswählen des vorbestimmten Analog-Eingangsanschlusses aus der Mehrzahl der Analog-Eingangsanschlüsse, so daß die Einrich­ tung ein analoges Signal, das an den ausgewählten Analog-Ein­ gangsanschluß als eine Eingabe für eine Analog-Digital-Wandlung angelegt ist, empfängt und es in digitales Signal wandelt. Da­ her, da die Analog-Digital-Wandlereinrichtung ein analoges Si­ gnal verarbeiten kann, das über einen Eingangsanschluß für ei­ nen externen Kanal, der durch das Kanalsteuerwort ausgewählt ist, und dann über den vorbestimmten Analog-Eingangsanschluß eingegeben wird, macht die Einrichtung es möglich, die Anzahl der analogen Eingangskanäle ohne Erhöhung der Anzahl der einge­ bauten Analog-Eingangsanschlüsse substantiell zu erhöhen.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein leeres Bit, d. h. ein unbesetztes Bit, eines Kanalauswahlregisters, welches die logischen Zustände der Bits des Kanalsteuerwortes bestimmt, einem Wert zum Steuern des lo­ gischen Zustandes des Externer-Kanal-Auswahlsignals zu geord­ net. Ob das Externer-Kanal-Auswahlsignal an die Externer-Kanal- Steuereinrichtung geliefert wird oder nicht, hängt von dem Wert in dem Bit ab. Darum kann die Steuerung des logischen Zustandes des Bits in dem Kanalauswahlregister automatisch von den einge­ bauten Analog-Eingangsanschlüssen zu den Eingangsanschlüssen für einen externen Kanal umschalten, über welche analoge Signa­ le eingegeben werden, und diese werden an den A/D-Wandler über den Weg des vorbestimmten internen Analog-Eingangsanschlusses gesandt. Diese Steuerung macht es möglich, ein fortlaufendes Abtasten für eine größere Anzahl von Kanälen durchzuführen, als solche durch das oben beschriebene Beispiel für eine Analog- Digital-Wandlereinrichtung abgetastet würden.

Ebenfalls in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Analog-Digital-Wandlereinrichtung einen Steuereingangsanschluß auf, der das Externer-Kanal-Auswahl­ signal (externes Kanalauswahlsignal bzw. Auswahlsignal für ei­ nen externen Kanal) empfängt. Es ist daher nicht notwendig, das das Externer-Kanal-Auswahlsignal durch ein Softwareprogramm zu erzeugen.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Analog-Digital-Wandlereinrichtung eine Mehrzahl von A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregistern auf, deren Anzahl gleich der Anzahl der Analog-Eingangsanschlüsse ist. Des weiteren ist ein leeres Bit von jedem der Register aus der Mehrzahl der A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregister einem Wert zugeordnet, der zum Anzeigen dient, ob das jeweilige A/D-Wand­ lungsergebnis, das in dem jeweiligen A/D-Wandlungsergebnis- Speicherregister gespeichert ist, aus einem analogen Signal, das an den vorbestimmten Analog-Eingangsanschluß unter der Steuerung durch die Externer-Kanal-Steuereinrichtung (den Ex­ terner-Kanal-Steuermechanismus) angelegt ist, gewandelt ist oder nicht. Durch Überprüfen des logischen Zustands des Bits kann die Einrichtung eine Kenntnis darüber erlangen, über wel­ chen Kanal, d. h. entweder einen internen Kanal oder einen ex­ ternen Kanal, das analoge Signal, welches dem Analog-Digital- Wandlungsergebnis entspricht, eingegeben worden ist. Es ist da­ her nicht notwendig, durch ein Softwareprogramm zu überwachen, durch welchen Kanal analoge Signale, die digitalen Daten in den A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregistern entsprechen, eingegeben worden sind.

Ebenfalls in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Analog-Digital-Wandlereinrichtung eine Mehrzahl von A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregistern auf, deren Anzahl gleich der Anzahl der Analog-Eingangsanschlüsse ist. Des weiteren ist eine Mehrzahl von leeren Bits von jedem Register der Mehrzahl der A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregister einem Wert zum Anzeigen, ob ein jeweiliges A/D-Wandlungsergebnis, das in dem jeweiligen A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregister ge­ speichert ist, aus einem analogen Signal, das an den vorbe­ stimmten Analog-Eingangsanschluß unter der Steuerung durch die Externer-Kanal-Steuereinrichtung (Externer-Kanal-Steuermecha­ nismus) angelegt ist, gewandelt ist oder nicht, und Daten zum Anzeigen der logischen Zustände der Bits des Kanalsteuerwortes zugeordnet. Durch Überprüfen der logischen Zustände dieser Bits kann die Einrichtung eine Kenntnis über die Nummer des Kanals, über welchen das jeweilige analoge Signal eingegeben worden ist, ebenso wie darüber, über welchen Kanal, d. h. entweder ei­ nen internen Kanal oder einen externen Kanal, das analoge Si­ gnal, welches dem Analog-Digital-Wandlungsergebnis entspricht, eingegeben worden ist, erlangen. Es ist daher nicht notwendig, durch ein Softwareprogramm zu überwachen, über welchen Kanal analoge Signale, die digitalen Daten in den A/D-Wandlungser­ gebnis-Speicherregistern entsprechen, eingegeben worden sind.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Analog-Digital-Wandlereinrichtung weiter ein A/D-sukzessive-Approximation-Register zum Speichern eines A/D-Wandlungsergebnisses auf, wobei eine Mehrzahl von leeren Bits des A/D-sukzessive-Approximation-Registers einem Wert zum Anzeigen, ob ein A/D-Wandlungsergebnis, das in dem A/D- sukzessive-Approximation-Register gespeichert ist, aus einem analogen Signal, das an den vorbestimmten Analog-Eingangs­ anschluß unter der Steuerung durch die Externer-Kanal-Steuer­ einrichtung (den Externer-Kanal-Steuermechanismus) angelegt ist, gewandelt ist oder nicht, und Daten zum Anzeigen der logi­ schen Zustände der Bits des Kanalsteuerwortes zugeordnet. Des weiteren werden das A/D-Wandlungsergebnis und die Daten einem entsprechenden A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregister, genauso wie sie sind, übertragen. Durch Überprüfen der logischen Zu­ stände dieser Bits kann die Einrichtung eine Kenntnis darüber, welches die Nummer eines Kanals ist, durch den das jeweilige analoge Signal eingegeben worden ist, und ebenso darüber, durch welchen Kanal, d. h. entweder einen internen Kanal oder einen externen Kanal, das analoge Signal, das dem Analog-Digital- Wandlungsergebnis entspricht, eingegeben worden ist, erlangen. Es ist daher nicht notwendig, durch ein Softwareprogramm zu überwachen, durch welchen Kanal analoge Signale, die digitalen Daten in den A/D-Wanlungsergebnis-Speicherregistern entspre­ chen, eingegeben worden sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Analog-Digital-Wandlereinrichtung weiter Ausgabean­ schlüsse zum Empfangen des Kanalsteuerwortes unter der Steue­ rung durch den Externer-Kanal-Steuermechanismus und zum Liefern der Bits des Wortes parallel zueinander nach außerhalb der Ein­ richtung auf. Daher ist es nicht notwendig, eine Schaltung zum Umwandeln des Kanalsteuerwortes, das typischerweise aus einer Mehrzahl von Bits zusammengesetzt ist, in eine fortlaufende Se­ quenz von Signalen vorzusehen. Dadurch kann die Anzahl der Aus­ gangsanschlüsse gesenkt werden.

Des weiteren wird entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Analog-Digital-Wandlereinrich­ tung zur Verfügung gestellt, die eine erste Dekoderschaltung, die ein Kanalsteuerwort zum Auswählen eines Eingangskanals aus einer Mehrzahl von Eingangskanälen zum Erzeugen eines entspre­ chenden Kanalauswahlsignals dekodiert, eine zweite Dekoder­ schaltung, die das Kanalsteuerwort zum Erzeugen und Liefern ei­ nes entsprechenden Kanalauswahlsignals nach außerhalb der Ein­ richtung über mindestens einen Ausgangsanschluß dekodiert, ei­ nen Multiplexer, der einen Analog-Eingangsanschluß aus einer Mehrzahl von Analog-Eingangsanschlüssen entsprechend der durch die erste Dekoderschaltung aus gegebenen Kanalauswahlsignale zum Übertragen eines analogen Signals, das an den ausgewählten Ana­ log-Eingangsanschluß angelegt ist, für eine Analog-Digital- Wandlung auswählt, und die Externer-Kanal-Steuereinrichtung (einen Externer-Kanal-Steuermechanismus), die auf ein Externer- Kanal-Auswahlsignal, das an diese angelegt wird, reagiert, zum Andern der Bestimmung des Kanalsteuerwortes von der ersten De­ koderschaltung zu der zweiten Dekoderschaltung und zum Steuern des Multiplexers derart, daß sie einen vorbestimmten Analog- Eingangsanschluß aus der Mehrzahl der Analog-Eingangsanschlüsse für eine Analog-Digital-Wandlung auswählt, aufweist.

Im Betrieb, wenn der Externer-Kanal-Steuermechanismus das ex­ terne Auswahlsignal (Externer-Kanal-Auswahlsignal) empfängt, ändert er die Bestimmung des Kanalsteuerwortes, welches gewöhn­ licherweise an die erste Dekoderschaltung geliefert wird, zu der zweiten Dekoderschaltung. Dann steuert der Externer-Kanal- Steuermechanismus den Multiplexer zum Auswählen des vorbestimm­ ten Analog-Eingangsanschlusses aus der Mehrzahl der Analog- Eingangsanschlüsse, so daß die Einrichtung ein analoges Signal, das an den ausgewählten Analog-Eingangsanschluß als eine Einga­ be für eine Analog-Digital-Wandlung angelegt ist, empfängt und in ein digitales Signal wandelt bzw. umsetzt. Daher ist es nicht notwendig, eine externe Einrichtung, die außerhalb der Analog-Digital-Wandlereinrichtung vorgesehen ist, mit einer an­ deren bzw. einer weiteren Dekoderschaltung vorzusehen.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Blockdarstellung einer Analog-Digital-Wandler­ einrichtung entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Blockdarstellung eines Beispiels einer Dekoder­ schaltung, die außerhalb der Analog-Digital-Wandler­ einrichtung angeordnet ist;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Kanalauswahlregi­ sters, das in einer Analog-Digital-Wandlereinrichtung entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung angeordnet ist;

Fig. 4 eine Blockdarstellung einer Analog-Digital-Wandler­ einrichtung entsprechend der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung von A/D-Wandler­ ergebnis-Speicherregistern, die in einer Analog- Digital-Wandlereinrichtung entsprechend der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet sind;

Fig. 6 eine schematische Darstellung von A/D-Wandler­ ergebnis-Speicherregistern, die in einer Analog- Digital-Wandlereinrichtung entsprechend der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet sind;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines A/D-sukzessive Approximation-Registers, das in einer Analog-Digital- Wandlereinrichtung entsprechend der sechsten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet ist;

Fig. 8 eine Blockdarstellung einer Analog-Digital-Wandler­ einrichtung entsprechend der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet sind; und

Fig. 9 eine Blockdarstellung eines Beispiels einer Analog- Digital-Wandlereinrichtung.

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen, die eine Blockdarstel­ lung zeigt, die die Struktur einer Analog-Digital-Wandler­ einrichtung entsprechend der ersten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung zeigt. In der Figur bezeichnet das Bezugszei­ chen 1 eine Mehrzahl von Analog-Eingangsanschlüssen, 2 bezeich­ net einen Multiplexer, der einen aus der Mehrzahl der Analog- Eingangsanschlüsse 1 auswählt, 3 bezeichnet ein Kanalsteuer­ wort, das aus mehreren Bits zum Auswählen eines Kanals des Mul­ tiplexers 2 zum letztendlichen Auswählen eines Eingangsan­ schlusses aus der Mehrzahl der Analog-Eingangsanschlüsse 1 zu­ sammengesetzt ist, 4 bezeichnet einen A/D-Wandler, der ein ana­ loges Signal, das durch einen der mehreren Analog-Eingangs­ anschlüsse 1 und einen Kanal des Multiplexers 2 läuft, empfängt und in ein digitales Signal wandelt (umsetzt), 5 bezeichnet Schalter zum Liefern des Kanalsteuerwortes 3 an eine Dekoder­ schaltung (in der Figur nicht gezeigt), die außerhalb der A/D- Wandlereinrichtung angeordnet ist, mit einer Mehrzahl von ex­ ternen Analog-Eingangsanschlüssen, die unterschiedlich von den mehreren eingebauten Analog-Eingangsanschlüssen 1 sind, 6 be­ zeichnet ein Externer-Kanal-Auswahlsignal (Signal zum Auswählen eines externen Kanals) zum Umschalten zwischen AN- und AUS- Zuständen der Schalter 5 zum Steuern des Lieferns des Kanal­ steuerwortes 3 an entweder den Multiplexer 2 oder die Dekoder­ schaltung, die außerhalb angeordnet ist, und zum Anschalten ei­ nes Schalters des Multiplexers 2, der mit einem vorbestimmten Kanal, zum Beispiel dem Kanal CH0, verbunden ist, 7 bezeichnet eine eingebaute Dekoderschaltung zum Dekodieren des Kanalsteu­ erwortes, das durch die Schalter 5 läuft, wenn die eingebauten Eingangskanäle für die Analog-Digital-Wandlung verwendet wer­ den, damit eines der eingebauten Kanalauswahlsignale S0-S7 aus­ gegeben wird, welches einen der Schalter des Multiplexers 2 an­ schaltet, 8 bezeichnet einen Kanalsteuerwort-Ausgangsanschluß zum Empfangen des Kanalsteuerwortes 3 von den Schaltern 5, die durch das Externer-Kanal-Auswahlsignal 6 angeschaltet sind, und zum Liefern von diesem an die Dekoderschaltung, die außerhalb der integrierten Halbleiterschaltung angeordnet ist, 9 bezeich­ net ODER-Gatter und 10 bezeichnet eine Analog-Digital-Wandler­ inrichtung, die durch die integrierte Halbleiterschaltung ge­ bildet wird, welche die Mehrzahl der Analog-Eingangsanschlüsse 1, den Multiplexer 2, den A/D-Wandler 4, die Schalter 5, die Dekoderschaltung 7, den Kanalsteuerwort-Ausgangsanschluß 8 und das ODER-Gatter 9 aufweist, die alle in dieser integriert sind.

Als nächstes wird ein Betrieb der Analog-Digital-Wandlerein­ richtung beschrieben. Wenn das Externer-Kanal-Auswahlsignal 6 nicht erklärt ist, d. h. zum Beispiel auf einem niedrigen logi­ schen Zustand ist, werden die Schalter 5 zum Liefern des 3-Bit- Kanalsteuerwortes 3 an die Dekoderschaltung 7 geschaltet. Das Kanalsteuerwort 3, welches durch ein Softwareprogramm oder ähn­ liches bestimmt worden ist, wird dann der Dekoderschaltung 7 über den Weg der Schalter 5 zugeführt. Dann liefert die Deko­ derschaltung 7 ein entsprechendes der eingebauten Kanalauswahl­ signale S0-S7 in Übereinstimmung mit dem Kanalsteuerwort 3 an einen Schalter des Multiplexers 2. Der ausgewählte Schalter des Multiplexers wird angeschaltet und daher wird ein entsprechen­ der der Analog-Eingangsanschlüsse 1 elektrisch mit dem Ein­ gangsanschluß des A/D-Wandlers 4 verbunden. Der A/D-Wandler 4 wandelt ein analoges Signal, welches über den ausgewählten Ana­ log-Eingangsanschluß 1 eingegeben wird, in ein digitales Signal um. Auf diese Art und Weise können analoge Signale, die an den mehreren eingebauten Analog-Eingangsanschlüssen 1 angelegt sind, aufeinanderfolgend in digitale Signale gewandelt werden.

Wenn andererseits das externe Kanalauswahlsignal 6 mit "logisch Hoch" erklärt wird, werden die Schalter 5 zum Liefern des 3- Bit-Kanalsteuerwortes 3 an den Kanalsteuerwort-Ausgangsanschluß 8 geschaltet. In diesem Fall wird keines der eingebauten Kanal­ auswahlsignale S0-S7 von der Dekoderschaltung 7 an den Multi­ plexer 2 geliefert. Gleichzeitig wird das externe Kanalauswahl­ signal 6 an einen Eingangsanschluß des ODER-Gatters 9 angelegt. Ein Signal auf hohem logischen Niveau wird von dem ODER-Gatter 9 ausgegeben und dann an den Schalter für den Kanal CH0 des Multiplexers 2 angelegt, um diesen anzuschalten. Des weiteren wird ein externer Analog-Eingangsanschluß aus der Mehrzahl der externen Analog-Eingangsanschlüsse, die in der außerhalb vorge­ sehenen Dekoderschaltung (nicht gezeigt in Fig. 1) vorhanden sind, ausgewählt und ein analoges Signal, das an dem ausgewähl­ ten externen Analog-Eingangsanschluß angelegt ist, wird in den Kanal CH0 der Analog-Eingangsanschlüsse 1 eingegeben. Das ana­ loge Signal wird weiter dem A/D-Wandler 4 über den Weg des Mul­ tiplexers 2 eingegeben. Derart wandelt der A/D-Wandler 4 das analoge Signal, welches an den einen externen Analog-Eingangs­ anschluß, der außerhalb der Einrichtung angeordnet ist, ange­ legt und dann an diesen über den vorbestimmten Analog-Eingang geliefert wird, in ein digitales Signal. Auf diese Art und Wei­ se wandelt die Analog-Digital-Wandlereinrichtung dieser Ausfüh­ rungsform analoge Signale, die an die externen Analog-Eingangs­ anschlüsse angelegt sind, die außerhalb der integrierten Halb­ leiterschaltung als externe Kanäle angeordnet sind, mittels ei­ nes vorbestimmten Kanals der Analog-Eingangsanschlüsse 1, der in der Einrichtung als ein eingebauter Kanal enthalten ist.

Der logische Zustand des Externer-Kanal-Auswahlsignals 6 wird durch ein Softwareprogramm gesteuert. Das Softwareprogramm ver­ ursacht den Übergang des Externer-Kanal-Auswahlsignals 6 in sei­ nen hohen logischen Zustand, wenn ein analoges Signal, das an einem externen Analog-Eingangsanschluß anlegt, der in der ex­ ternen Einrichtung enthalten ist, in ein digitales Signal ge­ wandelt wird. Andererseits bringt das Softwareprogramm das Ex­ terner-Kanal-Auswahlsignal 6 zum Übergang in seinen niedrigen logischen Zustand, wenn ein analoges Signal, das an einem ein­ gebauten Analog-Eingangsanschluß 1 angelegt ist, in ein digita­ les Signal gewandelt wird.

Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, die ein Beispiel der De­ koderschaltung zeigt, die außerhalb der Analog-Digital-Wandler­ einrichtung angeordnet bzw. vorgesehen ist. In der Figur be­ zeichnet das Bezugszeichen 11 die externe Dekoderschaltung, 12 eine Mehrzahl von externen Analog-Eingangsanschlüssen, 13 einen externen Kanalsteuerwort-Eingangsanschluß, der das 3-Bit-Kanal­ steuerwort empfängt, das von dem Kanalsteuerwort-Ausgangsan­ schluß 8 der Analog-Digital-Wandlereinrichtung 10, die in Fig. 1 gezeigt ist, ausgegeben wird, 14 bezeichnet ein UND-Gatter, 15 bezeichnet einen Inverter, 16 bezeichnet einen Analogsignal- Ausgangsanschluß und 17 bezeichnet Schalter zum elektrischen Verbinden von einem der externen Analog-Eingangsanschlüsse 12 mit dem Analogsignal-Ausgangsanschluß 16 in Übereinstimmung mit einem entsprechenden der externen Kanalauswahlsignale S8-S15, das durch ein entsprechendes UND-Gatter 14 geliefert wird. Der Analogsignal-Ausgangsanschluß 16 ist mit dem Kanal CH0 der in der in Fig. 1 gezeigten Analog-Digital-Wandlereinrichtung 10 angeordneten Analog-Eingangsanschlüsse 1 verbunden.

Als nächstes wird der Betrieb der Dekoderschaltung 11 beschrie­ ben. Wie zuvor ausgeführt wurde, wird, wenn das Externer-Kanal- Auswahlsignal 6 auf Hoch erklärt wird, das 3-Bit-Kanalsteuer­ ort von dem Kanalsteuerwortausgangsanschluß 8 der Analog- Digital-Wandlereinrichtung 10 ausgegeben, und dann empfängt die Dekoderschaltung 11 das Signal bzw. das Kanalsteuerwort über den externen Kanalsteuerworteingangsanschluß 13. Die Dekoder­ schaltung 11 liefert ein entsprechendes der externen Kanalaus­ wahlsignale S8-S15 an einen der Schalter 17, so daß ein exter­ ner Kanal in Übereinstimmung mit dem Kanalsteuerwort ausgewählt wird. Das interne Kanalauswahlsignal schaltet einen der Schal­ ter 17 derart, daß er einen entsprechenden der externen Analog- Eingangsanschlüsse 12 mit dem Analogsignal-Ausgangsanschluß 16 verbindet. Auf diese Art und Weise gibt die Dekoderschaltung 11 ein analoges Signal, das über einen externen Analog-Eingangs­ anschluß 12 eingegeben wird, an den Kanal CH0 der Analog- Eingangsanschlüsse 1 der Analog-Digital-Wandlereinrichtung 10 über den Weg des Analogsignal-Ausgangsanschlusses 16 aus. In der Analog-Digital-Wandlereinrichtung 10 wird das Externer- Kanal-Auswahlsignal 6 gleichzeitig in einen Eingangsanschluß des ODER-Gatters 9 eingegeben, und daher wird ein Ausgangs­ signal im hohen Zustand durch das ODER-Gatter 9 geliefert und an den Schalter des Multiplexers 2 angelegt, der mit dem Kanal CH0 verbunden ist. Dieses resultiert im Anschalten dieses Schalters. Derart wird ein analoges Signal eines externen Ka­ nals, das an dem Kanal CH0 der Analog-Eingangsanschlüsse 1 vor­ handen bzw. angelegt ist, in den A/D-Wandler 4 eingegeben. Letztendlich wandelt der A/D-Wandler 4 das analoge Signal, wel­ ches über einen der externen Analog-Eingangsanschlüsse 12 ein­ gegeben wird, in ein digitales Signal.

Darum macht es die Analog-Digital-Wandlereinrichtung 10 ent­ sprechend dieser Ausführungsform möglich, die Anzahl der analo­ gen Eingangskanäle durch Verarbeiten eines analogen Signals, welches über einen der externen Analog-Eingangsanschlüsse 12 und dann über den Weg des vorbestimmten Analog-Eingangsan­ schlusses eingegeben wird, ohne Erhöhung der Anzahl der inter­ nen Analog-Eingangsanschlüsse 1 zu erhöhen. Dieser Umstand re­ sultiert in der Eliminierung der Notwendigkeit des Vorsehens verschiedener Typen von Mikroprozessoren, die unterschiedliche Analog-Digital-Wandlereinrichtungen entsprechend den Anforde­ rungen der Benutzer aufweisen, zum Beispiel bei Mikroprozesso­ ren, die zur Steuerung von Maschinen zur Verwendung in ver­ schiedenen Typen von Motorfahrzeugen vorgesehen sind. Das heißt, daß das Vorsehen einer Mehrzahl von Mikroprozessoren, die die Analog-Digital-Wandlereinrichtung 10 entsprechend die­ ser Ausführungsform aufweisen, alles ist, das zur Erfüllung dieser Verbraucheranforderungen benötigt wird.

Wie zuvor ausgeführt wurde, ist entsprechend dieser Ausfüh­ rungsform die Dekoderschaltung 11, an welche die Analog- Digital-Wandlereinrichtung 10 das Kanalsteuerwort 3 liefert, als externe Vorrichtung bzw. Einrichtung vorgesehen, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Alternativ kann ein Abschnitt, der die Mehrzahl der UND-Gatter 14 und die Mehrzahl der Inverter 15 ausgenommen die externen Analog-Eingangsanschlüsse 12, den Ana­ log-Signal-Ausgangsanschluß 16 und die Schalter 17 aufweist, innerhalb der integrierten Schaltungen, die die Analog-Digital- Wandlereinrichtung 10 bilden, angeordnet sein. In diesem Fall ist die Analog-Digital-Wandlereinrichtung 10 mit einer Ausgabe­ schnittstelle vorgesehen, über welche die externen Kanalaus­ wahlsignale S8-S15 aus Fig. 2 ausgegeben werden. Dieses macht es möglich, die Struktur der externen Einrichtung zu vereinfa­ chen, die die externen Kanalauswahlsignale S8-S15 empfängt.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, die ein Kanalauswahlre­ gister zum Speichern von binären Daten zeigt, die die logischen Zustände der Bits des 3-Bit-Kanalsteuerwortes 3 und des Exter­ ner-Kanal-Auswahlsignals 6 bestimmen, welches in einer Analog- Digital-Wandlereinrichtung entsprechend der zweiten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet ist. In der Figur sind Elemente, die dieselben wie in Fig. 1 sind, durch die­ selben Bezugszeichen bezeichnet und die Erklärung derselben wird nicht wiederholt. Zusätzlich ist das Kanalauswahlregister durch das Bezugszeichen 20 bezeichnet. Die Struktur der die Analog-Digital-Wandlereinrichtung ist dieselbe wie die der er­ sten Ausführungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist, und der Be­ trieb mit den internen oder externen Kanälen der zweiten Aus­ führungsform ist derselbe wie bei der ersten Ausführungsform, und daher wird die Beschreibung dieser im folgenden nicht wie­ derholt.

Als nächstes wird der Betrieb des Kanalauswahlregisters be­ schrieben. In dem Kanalauswahlregister 20 sind ein Bit b3, das das Externer-Kanal-Auswahlsignal 6 steuert, und Bits b0-b2, die das Kanalsteuerwort 3 steuern, vorgesehen. Im Abtastmodus, wenn das Bit b3 des Kanalauswahlregisters 20 auf den logischen Zu­ stand 0 gesetzt ist und die Bits (b0, b1, b2) von den logischen Zuständen (0, 0, 0) zu den logischen Zuständen (1, 1, 1) ge­ scannt bzw. abgetastet werden, erfaßt die Analog-Digital- Wandlereinrichtung 10 die an den Kanälen CH0-CH7 der Analog- Eingangsanschlüsse 1 angelegten analogen Signale aufeinander­ folgend und wandelt sie in digitale Signale um. Als nächstes, wenn das Bit b3 des Kanalauswahlregisters 20 auf den logischen Zustand 1 gesetzt ist und die Bits (b0, b1, b2) von den logi­ schen Zuständen (0, 0, 0) zu den logischen Zuständen (1, 1, 1) gescannt werden, erfaßt die Analog-Digital-Wandlereinrichtung 10 aufeinanderfolgend die analogen Signale, die an den externen Kanälen CH20-CH27 der externen Analog-Eingangsanschlüsse 12 an­ gelegten sind, über den Weg des eingebauten Kanals CH0 der Ana­ log-Eingangsanschlüsse 1 und wandelt diese dann in digitale Si­ gnale, falls die die Analog-Digital-Wandlereinrichtung 10 mit der externen Dekoderschaltung 11, die in Fig. 2 gezeigt ist, verbunden ist.

Auf diese Art und Weise kann die Analog-Digital-Wandlereinrich­ tung 10 entsprechend dieser Ausführungsform automatisch von den internen Kanälen auf die externen Kanäle durch Steuerung des logischen Zustands des Bits b3 des Kanalauswahlregisters 20 um­ schalten und eine 16-Kanal-Abtastung selbst dann ausführen, wenn sie nur acht eingebaute Analog-Eingangsanschlüsse auf­ weist.

Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen, die eine Blockdarstel­ lung der Struktur einer die Analog-Digital-Wandlereinrichtung 10 entsprechend der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Figur sind dieselben oder ähnliche Ele­ mente wie in Fig. 1 durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und die Erläuterung derselben wird nicht wiederholt. Zusätzlich bezeichnet das Bezugszeichen 21 einen Steuereingangsanschluß, der das Externer-Kanal-Auswahlsignal 6 empfängt, das an diesen angelegt ist. Entsprechend dieser Ausführungsform ist die Struktur der die Analog-Digital-Wandlereinrichtung dieselbe wie bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform und der Be­ trieb mit den externen oder internen Kanälen ist derselbe wie bei der ersten Ausführungsform, und daher wird die Beschreibung hier weggelassen.

Bei der ersten Ausführungsform bestimmt das Softwareprogramm den logischen Zustand des Externer-Kanal-Auswahlsignals 6, wo­ hingegen bei dieser Ausführungsform die Analog-Digital-Wandler­ einrichtung entweder ein analoges Signal, das an einem internen Kanal vorhanden bzw. angelegt ist, oder ein analoges Signal, das an einem externen Kanal vorhanden bzw. angelegt ist, in Übereinstimmung mit dem logischen Zustand des Externer-Kanal- Auswahlsignals 6, das durch den Steuereingangsanschluß 21 ein­ gegeben wird, auswählt. Dadurch kann die Belastung des Softwa­ reprogramms, welches den Betrieb der die Analog-Digital- Wandlereinrichtung steuert, vermindert werden.

Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen, die eine schematische Darstellung ist, die die Struktur von A/D-Wandlungsergebnis- Speicherregistern in einer Analog-Digital-Wandlereinrichtung entsprechend der vierten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung zeigt. In der Figur bezeichnen die Bezugszeichen 22a-22h acht Kanäle von A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregistern, 23 bezeichnet A/D-Wandlungsergebnis-Bits und 24 bezeichnet ein Ex­ terner-Kanal-Anzeigebit (Anzeigebit für einen externen Kanal), das zeigt, ob entsprechende gewandelte digitale Daten über ei­ nen externen Kanal eingegeben werden oder nicht. Entsprechend dieser Ausführungsform ist die Struktur der die Analog-Digital- Wandlereinrichtung dieselbe wie bei der ersten Ausführungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist, und der Betrieb mit den internen oder externen Kanälen ist derselbe wie bei der ersten Ausfüh­ rungsform, und daher wird die Beschreibung derselben hier weg­ gelassen.

Im Betrieb unter Verwendung der eingebauten Kanäle werden, da die die Analog-Digital-Wandlereinrichtung 10 die acht A/D- Wandlungsergebnis-Speicherregister 22a-22h aufweist, die ent­ sprechend den 8-Kanal internen Analog-Eingangsanschlüssen 1 entsprechen, die digitalen Daten, die aus den analogen Signa­ len, die an den Kanälen CH0 bis CH7 angelegt sind, gewandelt werden, in den A/D-Wandlungsergebnis-Bits 23 der A/D-Wandlungs­ ergebnis-Speicherregister 22a-22h entsprechend gespeichert. Gleichzeitig wird das Anzeigebit 24 für einen externen Kanal von jedem der A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregister 22a-22h auf den logischen Zustand 0 gesetzt, um so anzuzeigen, daß ein gespeicherter digitaler Wert in jedem A/D-Wandlungsergebnis- Speicherregister aus einem analogen Signal gewandelt ist, das an einem entsprechenden internen Kanal vorhanden bzw. angelegt ist. Andererseits wird, wenn ein analoges Signal, das über ei­ nen Kanal der externen Analog-Eingangsanschlüsse 12, die in Fig. 2 gezeigt sind, eingegeben wird, in ein digitales Signal gewandelt wird, das Anzeigebit 24 für einen externen Kanal ei­ nes entsprechenden der A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregister 22a-22h auf den logischen Zustand 1 gesetzt und das gewandelte Ergebnis wird in den A/D-Wandlungsergebnis-Bits 23 des A/D- Wandlungsergebnis-Speicherregisters gespeichert.

Derart kann die die Analog-Digital-Wandlereinrichtung entspre­ chend dieser Ausführungsform die Anforderung an eine Überwa­ chung, über welchen Kanal ein analoges Signal, welches einem A/D-Wandlungsergebnis entspricht, eingegeben worden ist, mit­ tels eines Softwareprogramms eliminieren, da man eine Kenntnis darüber, durch welchen Kanal, d. h. entweder einen internen Ka­ nal oder einen externen Kanal, ein analoges Signal, welches ei­ nem A/D-Wandlungsergebnis entspricht, eingegeben wird, durch Überprüfen des logischen Zustandes des Anzeigebits 24 für ei­ nen externen Kanal erhalten kann.

Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen, die eine schematische Darstellung ist, welche die Struktur von A/D-Wandlungsergeb­ nissen-Speicherregistern in eine Analog-Digital-Wandlerein­ richtung entsprechend der fünften Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung zeigt. In der Figur sind dieselben oder ähnli­ che Elemente durch dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 5 bezeichnet und daher wird die Erläuterung derselben nicht wiederholt. Zusätzlich bezeichnet das Bezugszeichen 25 4-Bit- Anzeigebits für gewandelte Kanäle. Entsprechend dieser Ausfüh­ rungsform ist die Struktur der die Analog-Digital-Wandlerein­ richtung dieselbe wie bei der ersten Ausführungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist, und der Betrieb mit den internen oder ex­ ternen Kanälen ist derselbe wie bei der ersten Ausführungsform, und daher wird die Beschreibung derselben nicht wiederholt.

Wie bei der oben erläuterten vierten Ausführungsform weist die die Analog-Digital-Wandlereinrichtung 10 die acht A/D-Wand­ lungsergebnis-Speicherregister 22a-22h auf, die entsprechend den 8-Kanal internen Analog-Eingangsanschlüssen 1 entsprechen. Daher werden im Betrieb unter Verwendung der eingebauten Kanäle digitale Daten, die aus analogen Signalen gewandelt sind, die an den Kanälen CH0-CH7 angelegt sind, in den A/D-Wandlungs­ ergebnisbits 23 entsprechender A/D-Wandlungsergebnis-Speicher­ register 22a-22h gespeichert. Gleichzeitig werden die Bits b10-b12 aus den Auszeigebits 25 für umgewandelte Kanäle von jedem der A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregister 22a-22h auf diesel­ ben Werte gesetzt, wie diejenigen der drei Bits b0-b2 des mo­ mentanen Kanalsteuerwortes. Des weiteren wird das Bit b13 der Anzeigebits 25 für gewandelte Kanäle von jedem Register auf den logischen Zustand 0 gesetzt, um so anzuzeigen, daß ein digita­ ler Wert bzw. digitale Daten, die in jedem A/D-Wandlungs­ ergebnis-Speicherregister gespeichert sind, aus einem analogen Signal gewandelt ist, das an einem entsprechenden internen Ka­ nal anliegt. Andererseits werden, wenn ein analoges Signal, das an einem Kanal der externen Analog-Eingangsanschlüsse 12, die in Fig. 2 gezeigt sind, anliegt, in ein digitales Signal gewan­ delt wird, die Bits b10-b12 aus den Anzeigebits 25 für gewan­ delte Kanäle eines entsprechenden der A/D-Wandlungsergebnis- Speicherregister 22a-22h auf dieselben Werte gesetzt, wie die­ jenigen für die drei Bits b0-b2 des momentanen Kanalsteuerwor­ tes. Des weiteren wird das Bit b13 der Anzeigebits 25 für ge­ wandelte Kanäle auf den logischen Zustand 1 gesetzt, und das gewandelte Ergebnis wird in den A/D-Wandlungsergebnis-Bits 23 des A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregisters gespeichert.

Derart kann die Analog-Digital-Wandlereinrichtung entsprechend dieser Ausführungsform die Anforderung zur Überwachung, über welchen Kanal ein analoges Signal, das einem A/D-Wandlungs­ ergebnis entspricht, eingegeben ist, mittels eines Softwarepro­ gramms eliminieren, da eine Kenntnis darüber, welche Nummer ein Kanal hat, durch welchen jedes analoges Signal eingegeben ist, ebenso wie eine Kenntnis darüber, durch welchen Kanal, d. h. entweder einen internen Kanal oder einen externen Kanal, das analoge Signal, welches dem A/D-Wandlungsergebnis entspricht, eingegeben ist, durch Überprüfen der digitalen Werte der Anzei­ gebits 25 für gewandelte Kanäle erhalten werden kann.

Es wird nun auf Fig. 7 Bezug genommen, die eine schematische Darstellung zeigt, die die Struktur eines Registers für sukzes­ sive A/D-Approximationen in einer Analog-Digital-Wandlerein­ richtung entsprechend der sechsten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung zeigt. In der Figur sind dieselben oder ähnli­ che Elemente durch dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1, 5 und 6 bezeichnet und daher wird deren Erläuterung nicht wieder­ holt. Zusätzlich ist das A/D-sukzessive-Approximation-Register (SAR) durch das Bezugszeichen 26 bezeichnet. Der Eingangsan­ schluß des SAR 26 ist mit dem Ausgangsanschluß des A/D-Wandlers 4 verbunden. Entsprechend dieser Ausführungsform ist die Struk­ tur der Analog-Digital-Wandlereinrichtung dieselbe wie bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform und der Betrieb mit den internen oder externen Kanälen ist derselbe wie bei der er­ sten Ausführungsform und daher wird die Beschreibung derselben hier weggelassen.

Wie bei den acht A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregistern 22a-22h der fünften Ausführungsform, die oben erläutert wurde, sind die oberen vier Bit des SAR 26 den Anzeigebits 25 für gewandel­ te Kanäle zugeordnet, und die unteren 10 Bits sind den A/D- Wandlungsergebnisbits 23 zugeordnet. Im Betrieb unter Verwen­ dung der eingebauten Kanäle wird der Analog/Digital-gewandelte Wert eines analogen Signals, das an einem der Kanäle CH0-CH7 der Analog-Eingangsanschlüsse 1 vorhanden bzw. angelegt ist, in den A/D-Wandlungsergebnisbits 23 des SAR 26 gespeichert. Gleichzeitig werden die Bits b10-b12 unter den oberen Anzeige­ bits 25 für gewandelte Kanäle des SAR 26 auf dieselben Werte wie diejenigen der drei Bits b0-b2 des momentanen Kanalsteuer­ wortes gesetzt. Des weiteren wird das Bit b13 der Anzeigebits 25 für gewandelte Kanäle des Registers auf den logischen Zu­ stand 0 gesetzt, um so anzuzeigen, daß die digitalen Daten, die in dem SAR 26 gespeichert sind, aus einem analogen Signal ge­ wandelt sind, das an einem entsprechenden internen Kanal an­ liegt. Andererseits werden, wenn ein analoges Signal, das an einem Kanal der externen Analog-Eingangsanschlüsse 12, die in Fig. 2 gezeigt sind, anliegt, ein digitales Signal gewandelt wird, die Bits b10-b12 der Anzeigebits 25 für gewandelte Kanäle des SAR 26 auf dieselben Werte wie diejenigen der drei Bits b0-b2 des momentanen Kanalsteuerwortes gesetzt. Des weiteren wird das Bit b13 der Anzeigebits 25 für gewandelte Kanäle auf den logischen Zustand 1 gesetzt und das A/D-Wandlungsergebnis wird in den unteren A/D-Wandlungsergebnisbits 23 des SAR 26 gespei­ chert.

Die Inhalte des SAR 26 werden zu einem entsprechenden der A/D- Wandlungsergebnisspeicherregister 22a-22h übertragen, genauso wie sie sind. Das heißt, die Analog-Digital-Wandlungsdaten wer­ den in den A/D-Wandlungsergebnisbits 23 des entsprechenden der A/D-Wandlungsergebnisregister 22a-22h gespeichert. Gleichzeitig werden die Anzeigebits 25 für gewandelte Kanäle der A/D-Wand­ lungsergebnis-Speicherregister auf dieselben Werte wie diejeni­ gen der drei Bits b0-b2 des momentanen Kanalsteuerwortes ge­ setzt. Des weiteren wird das Bit b13 der Anzeigebits 25 für ge­ wandelte Kanäle des Registers auf den logischen Zustand 0 ge­ setzt, um so anzuzeigen, daß die digitalen Daten, die in dem A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregister gespeichert sind, aus einem analogen Signal gewandelt sind, das an einem entsprechen­ den internen Kanal anliegt. Andererseits werden, wenn ein ana­ loges Signal, das durch einen Kanal der externen Analog- Eingangsanschlüsse 12, die in Fig. 2 gezeigt sind, eingegeben ist, in eine digitales Signal gewandelt wird, die Bits b10-b12 der Anzeigebits 25 für gewandelte Kanäle des A/D-Wandlungs­ ergebnis-Speicherregisters auf dieselben Werte wie diejenigen der drei Bits b0-b2 des momentanen Kanalsteuerwortes gesetzt. Des weiteren wird das Bit b13 der Anzeigebits 25 für gewandelte Kanäle auf den logischen Zustand 1 gesetzt und das A/D-Wand­ lungsergebnis wird in den A/D-Wandlungsergebnisbits 23 des A/D- Wandlungsergebnis-Speicherregisters gespeichert.

Derart kann die Analog-Digital-Wandlereinrichtung entsprechend dieser Ausführungsform die Anforderung zur Überwachung, durch welchen Kanal ein analoges Signal, welches einem A/D-Wandlungs­ ergebnis entspricht, eingegeben ist, mittels eines Softwarepro­ gramms eliminieren, da eine Kenntnis darüber, weiche Nummer ein Kanal, durch welchen jedes analoges Signal eingegeben ist, auf­ weist, ebenso wie eine Kenntnis darüber, durch welchen Kanal, d. h. entweder einen internen Kanal oder einen externen Kanal, ein analoges Signal, welches einem A/D-Wandlungsergebnis ent­ spricht, eingegeben ist, durch Überprüfen der digitalen Werte der Anzeigebits 25 für gewandelte Kanäle des SAR und der A/D- Wandlungsergebnis-Speicherregister 22a-22h erhalten werden kann.

Es wird nun auf Fig. 8 Bezug genommen, die eine Blockdarstel­ lung ist, die die Struktur einer Analog-Digital-Wandlerein­ richtung entsprechend der siebten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung zeigt. In der Figur sind dieselben oder ähnli­ che Elemente durch dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 be­ zeichnet und daher wird deren Erläuterung hier nicht wieder­ holt. Zusätzlich bezeichnet das Bezugszeichen 30 ein Pufferre­ gister zum zeitweiligen Speichern des Kanalsteuerwortes 3, um dieses nach außerhalb der Einrichtung zu übertragen, 31 be­ zeichnet ein Schieberegister zum seriellen Ausgeben des Kanal­ steuerwortes, das in dem Pufferregister 30 gespeichert ist, 32 bezeichnet ein A/D-Startsignal, 33 bezeichnet eine Übertra­ gungssteuerschaltung, welche das Schieberegister 31 zum Liefern des Kanalsteuerwortes 3 nach außerhalb der Vorrichtung als Re­ aktion auf das A/D-Startsignal 32 triggert, wenn das Externer- Kanal-Auswahlsignal 6, welches externe Kanäle auswählt, empfan­ gen wird, und 34 bezeichnet einen seriellen Kanalsteuerwort- Ausgangsanschluß, durch welchen das Kanalsteuerwort 3 ausgege­ ben wird.

Als nächstes wird der Betrieb der Analog-Digital-Wandlerein­ richtung beschrieben. Der Betrieb mit den internen Eingangska­ nälen ist entsprechend dieser Ausführungsform derselbe wie bei der ersten Ausführungsform, und daher wird die Beschreibung dieses Betriebes hier nicht wiederholt. Wie zuvor bei der er­ sten Ausführungsform ausgeführt wurde, werden, wenn das Exter­ ner-Kanal-Auswahlsignal 6 auf Hoch erklärt wird, die Schalter 5 zum Liefern des 3-Bit Kanalsteuerwortes 3 an den Kanalsteuer­ wortausgangsanschluß 8 geschaltet. In diesem Ball wird keines der eingebauten Kanalauswahlsignale S0-S7 von der Dekoderschal­ tung 7 an den Multiplexer 2 geliefert. Gleichzeitig wird das Externer-Kanal-Auswahlsignal 6 an den einen Eingangsanschluß des ODER-Gatters 9 angelegt. Ein Signal auf hohem logischen Ni­ veau wird von dem ODER-Gatter 9 ausgegeben und dann an den Schalter für den Kanal CH0 des Multiplexers 2 und die Übertra­ gungssteuerschaltung 33 angelegt, um so den Schalter anzuschal­ ten und die Übertragungssteuerschaltung 33 zu aktivieren. Wenn das A/D-Startsignal 32 an die Übertragungssteuerschaltung 33 angelegt wird, triggert die Übertragungssteuerschaltung 33 das Schieberegister 31 zum seriellen Liefern des Kanalsteuerwortes 3, das in dem Pufferregister 30 gespeichert ist, an die Deko­ derschaltung, die außerhalb der Einrichtung angeordnet ist, über den seriellen Kanalsteuerwortausgangsanschluß 34.

Ein analoges Signal, das an einem ausgewählten der mehreren ex­ ternen Analog-Eingangsanschlüsse vorhanden bzw. angelegt ist, die in der externen Dekoderschaltung vorgesehen sind, wird dem Kanal CH0 der Analog-Eingangsanschlüsse 1 eingegeben. Das ana­ loge Signal wird weiter dem A/D-Wandler 4 über den Multiplexer 2 eingegeben. Derart wandelt der A/D-Wandler 4 analoge Signale, die an externe Analog-Eingangsanschlüsse angelegt sind, die au­ ßerhalb der Einrichtung vorgesehen bzw. angeordnet sind, in die digitale Signale.

Der logische Zustand des Externer-Kanal-Auswahlsignals 6 wird durch ein Softwareprogramm gesteuert. Das Softwareprogramm bringt das Externer-Kanal-Auswahlsignal 6 zum Übergang in sei­ nen hohen logischen Zustand, wenn ein analoges Signal, das an einem externen Analog-Eingangsanschluß anliegt, der in der ex­ ternen Einrichtung vorgesehen ist, in ein digitales Signal ge­ wandelt wird. Andererseits bringt das Softwareprogramm das Ex­ terner-Kanal-Auswahlsignal 6 zum Übergang in seinen niedrigen logischen Zustand, wenn ein analoges Signal, das an einem ein­ gebauten Analog-Eingangsanschluß 1 anliegt, in ein digitales Signal umgewandelt wird.

Die Struktur der Dekoderschaltung, die außerhalb der Analog- Digital-Wandlereinrichtung dieser Ausführungsform vorgesehen, bzw. angeordnet ist, ist im wesentlichen dieselbe wie die der Dekoderschaltung, die in Fig. 2 gezeigt ist, ausgenommen, daß sie nur einen Kanalsteuerwort-Eingangsanschluß aufweist und ei­ ne Schaltung zum Umwandeln des Kanalsteuerwortes, das seriell übertragen wird, in drei parallele Signale benötigt.

Entsprechend dieser Ausführungsform kann das Kanalsteuerwort 3, das aus einer Mehrzahl von Bits besteht, über einen einzelnen Ausgangsanschluß ausgegeben werden, und daher kann die Struktur der Analog-Digital-Wandlereinrichtung vereinfacht werden.

Wie zuvor ausgeführt wurde, bietet die vorliegende Erfindung mehrere vorteilhafte Wirkungen.

Da ein Analog-Digital-Wandlereinrichtung vorgesehen wird, die einen Externer-Kanal-Steuermechanismus, der auf ein Externer- Kanal-Auswahlsignal, das an diesen angelegt wird, reagiert, zum Andern der Bestimmung bzw. des Empfängers des Kanalsteuerwortes von einer internen Dekoderschaltung nach außerhalb der Analog- Digital-Wandlereinrichtung und zum Steuern des Multiplexers zum Auswählen eines vorbestimmten Analog-Eingangsanschlusses aus der Mehrzahl der Analog-Eingangsanschlüsse für eine Analog- Digital-Wandlung aufweist, macht sie es möglich, die Anzahl der analogen Eingangskanäle ohne Erhöhung der Anzahl der eingebau­ ten Analog-Eingangsanschlüsse substantiell zu erhöhen.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein leeres Bit eines Kanalauswahlregisters, wel­ ches die logischen Zustände der Bits des Kanalsteuerwortes be­ stimmt, einem Wert zum Steuern des logischen Zustandes des Ex­ terner-Kanal-Auswahlsignals zugeordnet. Dieses macht es mög­ lich, automatisch von den eingebauten Analog-Eingangsan­ schlüssen auf die externen Kanal-Eingangsanschlüsse umzuschal­ ten, durch welche analoge Signale eingegeben werden und die an den A/D-Wandler über den Weg des vorbestimmten internen Analog- Eingangsanschlusses gesandt werden.

Ebenfalls in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Analog-Digital-Wandlereinrichtung einen Steuereingangsanschluß auf, der das Externer-Kanal-Auswahl­ signal empfängt. Daher kann die Belastung des Softwareprogram­ mes, welches den Betrieb der Analog-Digital-Wandlereinrichtung steuert, reduziert werden.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein leeres Bit von jedem der Mehrzahl der A/D- Wandlungsergebnis-Speicherregister einem Wert zugeordnet, der anzeigt, ob ein jeweiliges A/D-Wandlungsergebnis, das in dem entsprechenden A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregister gespei­ chert ist, aus einem analogen Signal gewandelt ist, das an den vorbestimmten Analog-Eingangsanschluß unter der Steuerung durch den Externer-Kanal-Steuermechanismus angelegt ist, oder nicht. Darum kann die Vorrichtung einer Kenntnis darüber gewinnen, durch welchen Kanal, d. h. entweder einen internen Kanal oder einen externen Kanal, das analoge Signal, welches dem Analog- Digital-Wandlungsergebnis entspricht, eingegeben ist, ohne über ein Softwareprogramm zu überwachen, durch welchen Kanal analoge Signale, die den digitalen Daten in den A/D-Wandlungsergebnis- Speicherregistern entsprechen, eingegeben sind.

Ebenfalls in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind eine Mehrzahl von leeren Bits von jedem der Mehrzahl der A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregister einem Wert, der anzeigt, ob ein jeweiliges A/D-Wandlungsergebnis, das in dem entsprechenden A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregister ge­ speichert ist, aus einem analogen Signal gewandelt ist, das an den vorbestimmten Analog-Eingangsanschluß und bei Steuerung durch den Externer-Kanal-Steuermechanismus angelegt ist, oder nicht und von Daten, die die logischen Zustände der Bits des Kanalsteuerwortes anzeigen, zugeordnet. Darum kann die Einrich­ tung eine Kenntnis über die Nummer eines Kanals, durch welchen das entsprechende analoge Signal eingegeben ist, ebenso wie darüber, durch welchen Kanal, d. h. entweder einen internen Ka­ nal oder einen externen Kanal, das analoge Signal, welches dem Analog-Digital-Wandlungsergebnis entspricht, eingegeben ist, gewinnen, ohne mittels eines Softwareprogramms zu überwachen, durch welchen Kanal analoge Signale, die den digitalen Daten in den A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregistern entsprechen, einge­ geben sind.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Analog-Digital-Wandlereinrichtung weiter in A/D-sukzessive-Approximation-Register zum Speichern eines A/D- Wandlungsergebnisses auf, wobei eine Mehrzahl von leeren Bits des A/D-sukzessive-Approximation-Registers einen Wert, der an­ zeigt, ob ein A/D-Wandlungsergebnis, das in dem A/D-sukzessive- Approximation-Register gespeichert ist, aus einem analogen Si­ gnal, das an den vorbestimmten Analog-Eingangsanschluß unter der Steuerung durch den Externer-Kanal-Steuermechanismus ange­ legt ist, gewandelt ist oder nicht, und von Daten zum Anzeigen der logischen Zustände der Bits des Kanalsteuerwortes zugeord­ net sind. Des weiteren werden das A/D-Wandlungsergebnis und Da­ ten zu einem entsprechenden A/D-Wandlungsergebnis-Speicher­ register übertragen, so wie sie sind. Daher kann die Einrich­ tung eine Kenntnis über die Nummer eines Kanals, durch welchen jedes analoge Signal eingegeben ist, ebenso wie darüber, durch welchen Kanal, d. h. entweder einen internen Kanal oder einen externen Kanal, das analoge Signal, welches dem Analog-Digital- Wandlungsergebnis entspricht, eingegeben ist, gewinnen, ohne mittels eines Softwareprogramms zu überwachen, durch welchen Kanal analoge Signale, die den digitalen Daten in den A/D- Wandlungsergebnis-Speicherregistern entsprechen, eingegeben sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Analog-Digital-Wandlereinrichtung weiter Ausgangsan­ schlüsse zum Empfangen des Kanalsteuerwortes unter der Steue­ rung durch den Externer-Kanal-Steuermechanismus und zum Liefern der Bits des Wortes parallel zueinander nach außerhalb der Ein­ richtung auf. Daher ist es nicht notwendig, eine Schaltung zum Wandeln des Kanalsteuerwortes, das typischerweise aus einer Mehrzahl von Bits besteht, in eine fortlaufende Abfolge von Si­ gnalen vorzusehen, wodurch die Struktur der Einrichtung verein­ facht werden kann.

Bevorzugterweise weist die Analog-Digital-Wandlereinrichtung einen Ausgabemechanismus auf, der das Kanalsteuerwort unter der Steuerung durch den Externer-Kanal-Steuermechanismus empfängt und sequentiell die Bits des Wortes nach außerhalb der Einrich­ tung liefert. Darum kann die Anzahl der Ausgangsanschlüsse ver­ mindert werden.

Des weiteren wird entsprechend einer Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung eine Analog-Digital-Wandlereinrichtung be­ reitgestellt, die einen Externer-Kanal-Steuermechanismus auf­ weist, der auf ein Externer-Kanal-Auswahlsignal, das an diesen angelegt wird, reagiert, zum Ändern der Bestimmung des Kanal­ steuerwortes von der ersten Dekoderschaltung zu der zweiten De­ koderschaltung und zum Steuern des Multiplexers zum Auswählen eines vorbestimmten Analog-Eingangsanschlusses aus der Mehrzahl der Analog-Eingangsanschlüsse für die Analog-Digital-Wandlung. Darum kann, da es nicht notwendig ist, eine externe Einrich­ tung, die außerhalb der Analog-Digital-Wandlereinrichtung ange­ ordnet ist, mit einer anderen Dekoderschaltung vorzusehen, die Struktur der externen Einrichtung vereinfacht werden.

Weitere unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Er­ findung, die insbesondere Kombinationen der Merkmale der obigen Ausführungsformen aufweisen, können ohne Abweichung von der Idee und dem Umfang der vorliegenden Erfindung konstruiert wer­ den. Es ist zu verstehen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungsformen, die in der Beschreibung beschrieben worden sind, begrenzt ist, da sie durch die nach­ folgenden Ansprüche definiert ist.

Claims (9)

1. Analog-Digital-Wandlereinrichtung mit:
einer Dekoderschaltung (7), die ein Kanalsteuerwort (3) zum Auswählen eines Eingangskanales aus einer Mehrzahl von Ein­ gangskanälen (1, CH0-CH7) zum Erzeugen eines entsprechenden Ka­ nalauswahlsignals (S0-S7) dekodiert;
einem Multiplexer (2), der einen Analog-Eingangsanschluß aus einer Mehrzahl von Analog-Eingangsanschlüssen (1) entsprechend des durch die Dekoderschaltung (7) ausgegebenen Kanalauswahlsi­ gnals (S0-S7) zum Übertragen eines analogen Signals, das an den ausgewählten Analog-Eingangsanschluß (1) angelegt ist, für eine Analog-Digital-Wandlung auswählt, und
einer Externer-Kanal-Steuereinrichtung (5, 9), die auf ein Ex­ terner-Kanal-Auswahlsignal (6), das an diese angelegt wird, reagiert, zum Ändern der Bestimmung des Kanalsteuerwortes (3) von der Dekoderschaltung (7) nach außerhalb der Analog-Digital- Wandlereinrichtung (10) und zum Steuern des Multiplexers (2) zum Auswählen eines vorbestimmten Analog-Eingangsanschlusses (1, CH0) aus der Mehrzahl der Analog-Eingangsanschlüsse (1, CH0-CH7) für eine Analog-Digital-Wandlung.

2. Analog-Digital-Wandlereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein leeres Bit (b3) eines Kanalauswahlregisters (20), wel­ ches die logischen Zustände des Kanalsteuerwortes (3) bestimmt, einem Wert zum Steuern des logischen Zustandes des Externer-Ka­ nal-Auswahlsignals (6) zugeordnet ist.

3. Analog-Digital-Wandlereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (10) einen Steuereingangsanschluß (21) auf­ weist, der das Externer-Kanal-Auswahlsignal (6) empfängt.

4. Analog-Digital-Wandlereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (10) eine Mehrzahl von A/D-Wandlungs­ ergebnis-Speicherregistern (22a-22h) aufweist, wobei die Anzahl derselben gleich der Anzahl der Analog-Eingangsanschlüsse (1, CH0-CH7) ist, und
daß ein leeres Bit (b10, b13) von jedem der Mehrzahl der A/D- Wandlungsergebnis-Speicherregister einem Wert zum Anzeigen, ob jedes A/D-Wandlungsergebnis, das in jedem A/D-Wandlungser­ gebnis-Speicherregister gespeichert ist, aus einem analogen Si­ gnal, das an den vorbestimmten Analog-Eingangsanschluß (1, CH0) unter der Steuerung durch die Externer-Kanal-Steuereinrichtung (5, 9) angelegt ist, gewandelt ist oder nicht, zugeordnet ist.

5. Analog-Digital-Wandlereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (10) eine Mehrzahl von A/D-Wandlungs­ ergebnis-Speicherregistern (22a-22h) aufweist, wobei die Anzahl derselben gleich der Anzahl der Analog-Eingangsanschlüsse (1, CH0-CH7) ist, und
daß eine Mehrzahl von leeren Bits (b10-b13) von jedem aus der Mehrzahl der A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregistern einem Wert zum Anzeigen, ob jedes A/D-Wandlungsergebnis, das in jedem A/D- Wandlungsergebnis-Speicherregister gespeichert ist, aus einem analogen Signal, das an den vorbestimmten Analog-Eingangs­ anschluß (1, CH0) unter der Steuerung durch die Externer-Kanal- Steuereinrichtung (5, 9) angelegt ist, gewandelt ist oder nicht, und Daten zum Anzeigen der logischen Zustände der Bits des Kanalsteuerwortes (3) zugeordnet sind.

6. Analog-Digital-Wandlereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (10) weiter ein A/D-sukzessive-Approxi­ mation-Register (26) zum Speichern eines A/D-Wandlungsergeb­ nisses aufweist, wobei eine Mehrzahl von leeren Bits (25) des A/D-sukzessive-Approximation-Registers (26) einem Wert zum An­ zeigen, ob ein A/D-Wandlungsergebnis, das dem A/D-sukzessive- Approximation-Register (26) gespeichert ist, aus einem analogen Signal, das an den vorbestimmten Analog-Eingangsanschluß (1, CH0) unter der Steuerung durch die Externer-Kanal-Steuerein­ richtung (5) angelegt ist, gewandelt ist oder nicht, und Daten zum Anzeigen der logischen Zustände der Bits des Kanalsteuer­ wortes (3) zugeordnet sind, und
daß das A/D-Wandlungsergebnis und die Daten zu dem einen ent­ sprechenden A/D-Wandlungsergebnis-Speicherregister (22a-22h) übertragen werden.

7. Analog-Digital-Wandlereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (10) weiter Ausgangsanschlüsse (8) zum Aus­ geben des Kanalsteuerwortes (3) unter der Steuerung durch die Externer-Kanal-Steuereinrichtung (5, 9) und zum Liefern der Bits des Kanalsteuerwortes (3) parallel zueinander nach außer­ halb der Vorrichtung (10) aufweist.

8. Analog-Digital-Wandlereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (10) weiter eine Ausgabeeinrichtung (30-34) zum Ausgeben des Kanalsteuerwortes (3) unter der Steuerung durch die Externer-Kanal-Steuereinrichtung (5, 9) und zum seri­ ellen Liefern der Bits des Kanalsteuerwortes (3) nach außerhalb der Vorrichtung (10) aufweist.

9. Analog-Digital-Wandlereinrichtung mit:
einer ersten Dekoderschaltung (7), die ein Kanalsteuerwort (3) zum Auswählen eines Eingangskanals aus einer Mehrzahl von Ein­ gangskanälen (1), zum Erzeugen eines entsprechenden Kanalaus­ wahlsignals (S0-S7) dekodiert;
einer zweiten Dekoderschaltung (11), die das Kanalsteuerwort (3) zum Erzeugen und Liefern eines entsprechenden Kanalauswahl­ signals nach außerhalb der Vorrichtung über mindestens einen Ausgangsanschluß dekodiert;
einem Multiplexer (2), der einen Analog-Eingangsanschluß aus einer Mehrzahl von Analog-Eingangsanschlüssen entsprechend der Kanalauswahlsignale, die durch die erste Dekoderschaltung (7) ausgegeben werden, zum Übertragen eines analogen Signals, das an den ausgewählten Analog-Eingangsanschluß (1) angelegt ist, für eine Analog-Digital-Wandlung auswählt, und
einer Externer-Kanal-Steuereinrichtung (5, 9), die auf ein Ex­ terner-Kanal-Auswahlsignal (6), das an diese angelegt ist, rea­ giert, zum Ändern der Bestimmung des Kanalsteuerwortes (3) von der ersten Dekoderschaltung (7) an die zweite Dekoderschaltung und zum Steuern des Multiplexers (2) zum Auswählen eines vorbe­ stimmten Analog-Eingangsanschlusses (1, CH0) aus der Mehrzahl der Analog-Eingangsanschlüsse (1, CH0-CH7) für eine Analog- Digital-Wandlung.