DE19817291A1

DE19817291A1 - Ermittlung der Stellung von Schalteinrichtungen

Info

Publication number: DE19817291A1
Application number: DE1998117291
Authority: DE
Inventors: Rolf Feldmann; Thomas Doenges
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-04-18
Filing date: 1998-04-18
Publication date: 1999-10-21
Anticipated expiration: 2018-04-19
Also published as: DE19817291C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Stellung von wenigstens einer an einem Mikrocontroller oder dergleichen angeschlossenen Schalteinrichtung, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß der Mikrocontroller wiederholt ein Ausgangssignal an die Schalteinrichtung abgibt und daraus resultierend ein Eingangssignal von dem Mikrocontroller erfaßt wird, wobei nach zumindest zweimaliger Wiederholung die Eingangssignale die Stellung der Schalteinrichtung darstellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Stellung von wenigstens einer an einem Mikrocontroller oder dergleichen ange schlossenen Schalteinrichtung.

Es ist bekannt, daß an einem Mikrocontroller (µC) an je einem Eingang eine Schalteinrichtung angeschlossen ist (Fig. 4). Diese Ausführung hat den Nachteil, daß durch eine beschränkte Anzahl von Eingängen des Mikrocontrol lers nicht ausreichend viele Schalteinrichtungen angeschlossen werden kön nen, das heißt, daß für jede Schalteinrichtung (T1, T2 und weitere) ein eigener Eingang und eine entsprechende Beschaltung des Mikrocontrollers erforderlich ist.

Weiter ist es bekannt, daß an einem Eingang des Mikrocontrollers mehrere Schalteinrichtungen über unterschiedlich dimensionierte Widerstände (R1, R2, R3 und so weiter) angeschlossen sind. Dies ist in Fig. 5 als Stand der Technik gezeigt. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß der Eingang des Mikrocon trollers zur Erkennung unterschiedlicher Eingangswerte (Spannungswerte) ge eignet sein muß, weshalb ein Mikrocontroller mit der geforderten Auswertege nauigkeit teuer ist oder es bei einer unzureichenden Genauigkeit zu einer feh lerhaften Ermittlung der Stellung der Schalteinrichtung kommt. Außerdem er fordert diese Ausführung auch wieder einen hohen Bauteilaufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren beziehungswei se eine Vorrichtung zur Ermittlung der Stellung von wenigstens einer an einem Mikrocontroller oder dergleichen angeschlossenen Schalteinrichtung anzuge ben, das beziehungsweise die die Stellung der Schalteinrichtung fehlerfrei bei vermindertem Bauteileaufwand ermittelt.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche ge löst.

Bei dem Verfahren gibt der Mikrocontroller wiederholt ein Ausgangssignal an die Schalteinrichtung ab und erfaßt resultierend aus dem Ausgangssignal ein Eingangssignal, wobei nach zumindest zweimaliger Wiederholung die Ein gangssignale die Stellung der Schalteinrichtung darstellen. Dies führt zu einer Kostenreduzierung, da die Anzahl der eingesetzten Bauteile vermindert wird. Außerdem führt dies zu einer Reduzierung der benötigten Anschlüsse von Pins an dem Mikrocontroller. Dies ist dadurch zu erreichen, daß heutzutage Mikro controller verfügbar sind, die an einem Anschluß standardmäßig einen Einga be-Ausgabe-Anschluß aufweisen.

In Weiterbildung der Erfindung werden an dem Mikrocontroller angeschlossene Kondensatoren von den Ausgangssignalen des Mikrocontrollers aufgeladen beziehungsweise entladen. Dies hat den Vorteil, daß zum Beispiel in Verbin dung mit einem Software-Algorithmus in dem Mikrocontroller dieser in einem Eingabe-Ausgabe-Betrieb arbeitet und der an den Mikrocontroller angeschlos sene Kondensator entsprechend seiner Aufladung beziehungsweise Entladung als Speicher arbeitet.

In Weiterbildung der Erfindung wird mit zumindest einem an dem Mikrocontrol ler angeschlossenen Widerstand ein Kurzschluß verhindert. Dies hat den Vor teil, daß ein Mikrocontroller eingesetzt werden kann, dessen Eingabe-Ausgabe-An schluß nicht kurzschlußfest ist. Dadurch kann in der Regel eine preiswertere Ausführung eines Mikrocontrollers verwendet werden. Ist ein im Eingangs- Ausgangs-Bereich kurzschlußfester Mikrocontroller vorhanden, kann der Wi derstand zur Verhinderung des Kurzschlusses entfallen.

In den Vorrichtungsansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen zur Realisie rung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben, aus denen die gleichen Vorteile und sogar noch weitere Vorteile der Erfindung resultieren, die im fol genden näher erläutert und in den ersten drei Figuren gezeigt sind.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel zur Auswertung zweier Schaltelemente mit einem Mikrocontroller,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel zur Auswertung zweier Schaltelemente mit einem Mikrocontroller,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel zur Auswertung zweier Schaltelemente mit einem Mikrocontroller,

Fig. 4 und 5 Auswertungen zweier Schaltelemente mit einem Mikrocon troller gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Ermittlung der Stellung von wenigstens zwei an einem Mikrocontroller µC oder dergleichen angeschlossenen Schalteinrich tungen T1 und T2, wobei der Mikrocontroller µC einen Eingabe-Ausgabe-Ein gang E/A aufweist und an dem Eingabe-Ausgabe-Eingang E/A die Schalt einrichtungen T1, T2 angeschlossen sind. Durch diese Anordnung werden die Stellungen der beiden Schalteinrichtungen T1, T2, bei denen es sich beispiels weise um Ein-/Aus-Schalter oder auch Taster handelt, mit einem digitalen Ein gabe-Ausgabe-Eingang des Mikrocontrollers ausgewertet.

In Fig. 1 ist gezeigt, daß die beiden Schalteinrichtungen T1 und T2 in Reihe geschaltet sind, wobei zumindest jeweils ein Schalter (hier T1) ausgehend von dem Eingabe-Ausgabe-Eingang E/A des Mikrocontrollers µC mit einem Pol (Pluspol U bei T1 beziehungsweise Minuspol beziehungsweise Masse bei T2) einer Spannungsquelle verbunden ist. Dies stellt eine einfache Schaltung dar, die sich auf einer entsprechenden Leiterplatte realisieren läßt. Weiterhin ist der Eingabe-Ausgabe-Eingang des E/A des Mikrocontrollers µC über einen Kon densator C1 mit einem Pol, insbesondere dem Minuspol beziehungsweise Masse, der Spannungsquelle verbunden.

Die Erkennung der unterschiedlichen Stellungen der Schalteinrichtungen T1 und T2 erfolgt wie im folgenden beschrieben:
In dem Mikrocontroller µC ist ein Programm (Software) integriert, die veranlaßt, daß an dem Eingabe-Ausgabe-Eingang E/A des Mikrocontrollers µC eine Spannung mit einem vorgebbaren Pegel (beispielsweise High-Pegel, zum Bei spiel 5 Volt) ausgegeben wird, wodurch der Kondensator C1 gegen Masse ge laden wird. In einem zweiten Schritt wird über den Eingabe-Ausgabe-Eingang E/A des Mikrocontrollers µC der sich einstellende Pegel, der mit E1 bezeichnet werden soll, eingelesen. Danach erfolgt ein dritter Schritt, in dem über das ent sprechende Programm an dem Eingabe-Ausgabe-Eingang E/A des Mikrocon trollers µC eine weitere, niedrigere Spannung ausgegeben wird, die als Low-Pegel (L-Pegel) bezeichnet werden soll und die kleiner ist als die Spannung des H-Pegels, vorzugsweise gleich Null. Dadurch wird der Kondensator C1 entladen und in einem vierten Schritt kann nun über den Eingabe-Ausgabe-Ein gang E/A des Mikrocontrollers µC ein zweiter Pegel E2 eingelesen werden.

In Abhängigkeit der Werte, die im zweiten Schritt für den Pegel E1 und in dem vierten Schritt für den Pegel E2 eingelesen werden, ist eine Ermittlung der Stellung der Schalteinrichtungen T1 und T2 gemäß der folgenden Wertetabelle möglich.

Wertetabelle

Somit wird es in einfacher Art und Weise möglich, die Stellungen der beiden Schalteinrichtungen T1 und T2 zu ermitteln.

In Fig. 1 ist vorausgesetzt, daß der Eingabe-Ausgabe-Eingang E/A kurz schlußfest ist. In vorteilhafter Weise sind die beiden Schalteinrichtungen T1 und T2 derart miteinander gekoppelt oder nur in einer solchen Art und Weise betä tigbar, daß die gleichzeitige Schließung vermieden wird, so daß die Span nungsquelle nicht kurzgeschlossen werden kann.

In Fig. 2 ist gezeigt, daß zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Schalt einrichtungen T1 und T2 und dem Eingabe-Ausgabe-Eingang E/A des Mikro controllers µC ein Widerstand R1 geschaltet ist, mit dem die gezeigte Anord nung kurzschlußfest gemacht wird, wenn der Eingabe-Ausgabe-Eingang E/A keine kurzschlußfesten Eigenschaften aufweist. Dadurch werden die Auswerte sicherheit und die Betriebssicherheit der gezeigten Anordnung erhöht.

In Fig. 3 ist eine Anordnung gezeigt, bei der in der Reihenschaltung der bei den Schalteinrichtungen T1 und T2 im Stromkreis der Spannungsquelle ein Wi derstand R1 eingesetzt wird, so daß bei gleichzeitiger Betätigung (Schließung) der beiden Schalteinrichtungen T1 und T2 kein Kurzschluß erzeugt werden kann. Wie schon bezüglich der Fig. 2 ausgeführt, kann dieser Widerstand R1 in der Fig. 3 entfallen, wenn die beiden Schalteinrichtungen T1 und T2 me chanisch miteinander gekoppelt, das heißt beispielsweise als Zug-Druck-Schal ter oder -Taster oder als Drehschalter mit einer Links/Rechts-Bewegung ausgebildet sind. Ist eine solche mechanische Kopplung nicht gegeben und ist in Fig. 3 der Widerstand R1 eingesetzt, besitzt die Schalteinrichtung T1 die höhere Priorität gegenüber der Schalteinrichtung T2.

Somit hat also das erfindungsgemäße Verfahren und die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Vorrichtung den Vorteil, daß eine Reduzierung der Anzahl von Bau elementen erfolgt, die Verwendung von einem Mikrocontroller mit nur einem Eingabe-Ausgabe-Eingang ermöglicht wird und der Kondensator C1 einerseits als Funktionselement im Hinblick auf die Ermittlung der Stellung der Schaltein richtungen und andererseits als Schutz vor Störsignalen zur Erhöhung der elektromagnetischen Verträglichkeit verwendet wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet - ohne daß die Anwendung darauf beschränkt ist - in vorteilhafter Weise bei der Realisierung von Bedienelemen ten von Funktionen in einem Cockpit eines Fahrzeuges Anwendung, wobei mittels der Betätigung der Schalteinrichtungen Audiogeräte, Klimaanlagen, Te lematikeinrichtungen und dergleichen bedient werden können. Diese Anwen dung ist daher von besonderem Vorteil, da in modernen Fahrzeugen das Cockpit nur einen vorgegebenen Bauraum ausfüllen kann und in diesem Bau raum die genannten Einrichtungen (wie beispielsweise Audiogeräte, Klimaanla gen, Telematikeinrichtungen und die übrigen Anzeigeelemente) integriert wer den müssen.

Sind mehr als zwei Schalteinrichtungen einzusetzen, können selbstverständlich auch ein Mikrocontroller mit mehreren Eingabe-Ausgabe-Eingängen E/A oder auch mehrere Mikrocontroller mit jeweils einem einzigen Eingabe-Aus gabe-Eingang E/A eingesetzt werden.

Claims

1. Verfahren zur Ermittlung der Stellung von wenigstens einer an einem Mi krocontroller oder dergleichen angeschlossenen Schalteinrichtung, da durch gekennzeichnet, daß der Mikrocontroller wiederholt ein Ausgangs signal an die Schalteinrichtungen abgibt und daraus resultierend ein Eingangssignal von dem Mikrocontroller erfaßt wird, wobei nach zumin dest zweimaliger Wiederholung die Eingangssignale die Stellung der Schalteinrichtung darstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus gangssignale einen an dem Mikrocontroller angeschlossenen Konden sator aufladen und entladen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit zumindest einem an dem Mikrocontroller angeschlossenen Widerstand ein Kurzschluß verhindert wird.

4. Vorrichtung zur Ermittlung der Stellung von wenigstens einer an einem Mikrocontroller (µC) oder dergleichen angeschlossenen Schalteinrich tung (T1, T2), dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocontroller (µC) zumindest einen Eingabe-Ausgabe-Eingang (E/A) aufweist, wobei an dem Eingabe-Ausgabe-Eingang (E/A) die Schalteinrichtung (T1, T2) an geschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt einrichtung (T1, T2) als Schalter, Taster oder dergleichen ausgebildet ist, wobei zumindest jeweils ein Schalter, Taster oder dergleichen ausge hend von dem Eingabe-Ausgabe-Eingang (E/A) mit einem Pol (Pluspol U, Minus beziehungsweise Masse) einer Spannungsquelle verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingabe-Ausgabe-Eingang (E/A) des Mikrocontrollers (µC) über einen Kondensator (C1) mit einem Pol der Spannungsquelle verbunden ist.