DE3346509A1 - Einrichtung zum ein- und ausschalten eines mikroprozessorgesteuerten fernsteuersenders - Google Patents

Einrichtung zum ein- und ausschalten eines mikroprozessorgesteuerten fernsteuersenders

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Description

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-4-
RCA 78014/78040 Dr.ν.B./An
RCA Corporation New York, N.Y. 10020 V.St.A.
Einrichtung zum Ein- und. Ausschalten eines mikroprozessorgesteuerten Fernsteuersenders
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Ein- und Ausschalten eines ein digitales Steuergerät, wie einen Mikroprozessor, enthaltenden Fernsteuersenders für ein Heimgerät.
Fernsteuersender für Heimgeräte, wie Farbfernsehempfänger oder Bildplattenspieler werden im allgemeinen aus einer Batterie gespeist und können einen Mikroprozessor oder ein ähnliches digitales Steuergerät zur Steuerung ihres Betriebes enthalten. Um Batterieleistung zu sparen, wird der Fernsteuersender nur während derjenigen Intervalle mit Leistung versorgt, in denen der Sender ein Kommando- oder Steuersignal für den Fernsteuerempfänger des zu steuernden Gerätes liefert.
Bei einem typischen Fernsteuersender mit Tastatur ist eine elektrisch mit Masse verbundene, elektrisch leitfähige Kontaktfolie vorgesehen. Die Tasten der Tastatur sind über dieser Kontaktfolie und im Abstand von dieser angeordnet. Die so gebildeten Tastatur-Schalter sind über Signalleitungen mit Eingängen eines Mikroprozessors verbunden .
-δ-Ι Wenn eine Taste entsprechend einem zu übertragenden gewünschten Funktions- oder Kommandosignales gedrückt wird, stellt der entsprechende elektrische Schalter eine Verbindung mit der an Masse liegenden Kontaktfolie her, wodurch die Signalleit.ung oder Signalleitungen, die mit diesem Schalter verbunden sind, geerdet werden. Der Eingang oder die Eingänge des Mikroprozessors, die mit den Signalleitungen verbunden sind, die geerdet werden, zeigen - dem Mikroprozessor an, welches spezielle Kommando zu senden ist.
Um den Mikroprozessor bei Betätigen irgendeiner Taste der Tastatur mit Leistung zu versorgen, ist jede der an die Schalter angeschlossenen Signalleitungen außerdem mit einer Steuerklemme eines zum Ein- und Ausschalten dienenden Transistorsschalters gekoppelt. Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors dieses Schalters ist zwischen die Batterie, die typischerweise eine Betriebsspannung von 6,3 V liefert, und die Spannungsversorgungsklemme des Mikroprozessors geschaltet. Wenn eine Signalleitung durch Verbindung mit der Kontaktfolie geerdet wird, wird die Steuerklemme des zum Ein- und Ausschalten dienenden Transistorschalters ebenfalls an Masse gelegt, was den Transistor durchschaltet und die Zufuhr von Haupt- oder Betriebsleistung von der Batterie zur Spannungsversorgungsklemme des Mikroprozessors ermöglicht.
Der Mikroprozessor und die zugehörige Sendeschaltung sollen nach der übertragung des Signales durch den Fernsteuersender wieder abgeschaltet werden, um Batterieleistung zu sparen. Hierfür liefert der Mikroprozessor selbst ein Abschaltkommandosignal, indem beispielsweise ein bestimmter Ausgang intern an Masse gelegt wird. Die Betriebseigenschaften eines Mikroprozessors, wie die Fähigkeit
3g einer Ausgangsklemme, Strom aufnehmen zu können, werden im allgemeinen unvorhersagbar, wenn die Spannung an der
Versorgungsklemme unter einen vorgegebenen Mindestwert, z.B. unter 4,5 V, absinkt. Hierdurch können Funktionsstörungen auftreten.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine Verrisgelungs- oder Halteschaltung, die ein zuverlässiges Abschalten des Mikroprozessors gewährleistet, indem sie einen Ein-Aus-Transistor während des ganzen Intervalles, in dem die Betriebsspannung auf Null Volt abfällt, zuverlässig gesperrt hält. Das Abschaltkommando des Mikroprozessors wird einer Steuerklemme der Halteschaltung zugeführt und die Eingangssignalleitungen der Tastaturschalter sind mit einer anderen Klemme der Halteschaltung gekoppelt. Eine Hauptstromklemme der Halteschaltung ist mit der Steuerklemme des Ein-Aus-Transistorschalters gekoppelt.
Das An-Masse-Legen oder Erden einer Eingangssignalleitung aktiviert die Halteschaltung und ermöglicht ferner das Fließen von Basisstrom zum Durchschalten des Ein-Aus-Transistorsschalters. Ein Aus- oder Abschaltkommando vom Mikroprozessor desaktiviert die Halteschaltung, was das Fließen von Basisstrom im Ein-Aus-Transistorschalter zum Unterbrechen der Leistungszufuhr zum Mikroprozessor verhindert. Bei der vorliegenden Ein-Aus-Verriegelungssteuer- oder Halteschaltung wird Batterieleistung gespart, da die Batterie nur während der Erzeugung eines Kommandosignales mit der Spannungsversorgungsklemme des Mikroprozessors verbunden ist. Außerdem ist ein zuverlässiges Selbst-Abschalten oder Selbst-Herunterfahren des Mikroprozessors gewährleistet, wenn das Aus- oder Abschaltkommando einmal erzeugt worden 1st.
In der Zeichnung ist ein Schaltbild eines Fernsteuersenders für ein Konsumenten- oder Heimgerät dargestellt, der eine Ein-Aus-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Er-
m ft ft «
-7-
findung enthält.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten batteriegespeisten, mikroprozessorgesteuerten Fernsteuersender 10 ist jeder , Kontaktschalter 21 einer Tastatur 20 mit einer oder mehreren Signalleitungen SI gekoppelt, die die Kontaktschalter mit einer Anzahl von Eingangsanschlüssen IN eines aus einem Mikroprozessor 25 bestehenden digitalen Steuer-■ gerätes verbinden. In der Zeichnung sind zur Vereinfachung nur vier Signalleitungen dargestellt, in der Praxis können zwischen zehn und zwanzig Signalleitungen und Eingangsanschlüsse vorgesehen sein. Als Mikroprozessor 25 kann eine bekannte Baueinheit verwendet werden, z.B. der Typ COP42OL der Firma National Semiconductor Corporation, Santa Clara, California, Vereinigte Staaten von Amerika.
Die Tastatur 20 enthält eine elektrisch leitfähige Kontaktplatte oder -Folie 22, die elektrisch mit einer Masse-• klemme der Fernsteuersenderschaltung gekoppelt ist. Die Kontaktfolie 22 kann auch eine nicht leitende Kunststofffolie sein, auf die mit Masse verbundene gedruckte Leitungen aufgebracht sind. Die Kontaktfolie 22 ist mit Abstand unter den jeweiligen Kontaktschaltern 21 angeordnet. Beim Drücken eines Kontaktschalters wird die zugehörige Signalleitung oder die zugehörigen Signalleitungen und damit die entsprechende Eingangsklemme oder -Klemmen an Masse gelegt (geerdet).
Um ein spezielles Kommandosignal zu senden, wird das Kommando "Kanalabfrage" zum sequentiellen Anwählen verschiedener Kanäle eines durch den Fernsteuersender fernsteuerbaren Fernsehempfängers, oder die Kommandos "Spielen" oder "Pause" zum Einleiten eines Abspielvorganges bzw. zum Unterbrechen des Abspielvorganges eines durch den Fern-Steuersender gesteuerten Bildplatten- oder Videobandgerätes betätigt, der Benutzer den Kontaktschalter 21, der
dem zu sendenden Kommandosignal entspricht. Dadurch werden die zugehörige Signalleitung oder die zugehörigen Signalleitungen und damit der zugehörige Eingang oder die zugehörigen Eingänge IN geerdet.
5
Der Mikroprozessor 25 fragt den Schaltzustand der Eingänge IN ab. Wenn er feststellt, daß eine bestimmte Kombination von Eingängen geerdet ist, erzeugt der Mikroprozessor an einem Ausgang SK eine serielle Codeimpulsfolge, die dem vom Benutzer gewünschten Kommando entspricht. Diese Impulse werden einem Sendeteil 26 des Fernsteuersenders 10 zugeführt. Wenn sich der Ausgang SA im niedrigen Zustand befindet, ist er durch die leitende Source-Drain-Strecke eines MOS-Transistors einer Ausgangs-Schnittstellenschaltung geerdet, die dem betreffenden Ausgang zugeordnet und in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Hierdurch wird ein Transistor QI und ein Transistor Q2 gesperrt, so daß kein Strom durch Leuchtdioden CR fließen kann. Wenn sich der Ausgang SO im hohen Zustand befindet, schaltet der Transistor Q1 durch, wodurch der Transistor Q2 ebenfalls durchgeschaltet wird und Strom durch die Leuchtdioden CR fließen kann. Auf diese Weise werden die Codesignalimpulse an der Klemme SK, die ein bestimmtes Kommando darstellen, durch die Leuchtdioden-Wandler in codierte Lichtimpulse umgesetzt, die vom Fernsteuerempfänger empfangen werden können.
Die Haupt- oder Betriebsleistung für den Fernsteuersender 10 wird von einer Batterie 23 geliefert. Die Leistungszufuhr erfolgt über eine Hauptstromstrecke, die Kollektor-Emitter-Strecke eines Ein-Aus-pnp-Schalttransistors Q3. Der Kollektor des Transistors Q3 ist mit der Basis des Transistors Q1 gekoppelt, um die Erregungen des Sendeteiles 26 zu steuern. Der Kollektor des Transistors Q3
ist mit einer Spannungsversorgungsklemme Vcc gekoppelt, über die der Mikroprozessor 25 seine Betriebsleistung
erhält.
Im abgeschalteten oder "heruntergefahrenen" Zustand des Fernsteuersenders 10 ist der Transistor Q3 gesperrt, wodurch die Batterie 23 vom Mikroprozessor 25 und vom Steueranschluß des Sendeteiles 26 getrennt ist. Im abgeschalteten Zustand wird der Batterie 23 keine nennenswerte Leistung entnommen.
Der Fernsteuersender 10 wird beim Drücken eines Kontaktschalters 21 der Tastatur eingeschaltet oder "hochgefahren". Die Signalleitungen SI sind über entsprechende Widerstände RI und eine Signalleitung 28 mit einer Steuerklemme einer Ein-Aus-Verriegelungs- oder Halteschaltung 27 gekoppelt. Beim Drücken eines beliebigen Kontaktschalters 21 wird ein Einschaltkommandosignal 24 auf der Signalleitung 28 erzeugt, solange der Kontaktschalter gedrückt ist. Dadurch beginnt Basisstrom in einem pnp-Transistor Q4 der Halteschaltung 27 und im Ein-Aus-Transistor Q3 zu fließen. Der Basisstrom des Transistors Q3 fließt durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Q4 und dann zur Basis eines npn-Transistors Q5 der Halteschaltung 27, dessen Kollektor mit der Basis des Transistors Q4 gekoppelt ist, um ein rückgekoppeltes (regeneratives) Einschalten oder Aktivieren der Halteschaltung zu bewirken. Der Basisstrom des Transistors Q3 wirkt als Haltestrom für die Halteschaltung 27.
Wenn die Halteschaltung 27 den Transistor Q3 im durchgeschalteten Zustand in Flußrichtung vorgespannt hält, wird der Klemme V Batteriespannung V^ zur Leistungsversorgung des Mikroprozessors 25 zugeführt. Die Klemme V ist mit einem Kondensator 29 und einem Rückstellschieneneingang R des Mikroprozessors 25 gekoppelt. Der Mikroprozessor 25 ist so programmiert, daß nach seinem Einschalten ein Ausgang D3 durch die in der Zeichnung schematisch darge-
-ιοί stellte Open-Drain-Schnittstellenschaltung OF in den Hochsignalzustand geschaltet wird. Der Ausgang D3 ist mit einer Steuerklemme der Halteschaltung 27 an der Basis des Transistors Q5 gekoppelt.
5
Nach Beendigung der Steuersignalsendung schaltet der Mikroprozessor 25 den Ausgang D3 auf den Niedersignalzustand, indem der Anreicherungstyp-MOS-Transistor in der Ausgangs-Schnittstellenschaltung OF durchgeschaltet und der Ausgang D3 dadurch mit Masse verbunden wird. Wenn der Ausgang D3 mit Masse verbunden ist, wird der Hauptteil des Haltestromes der Halteschaltung, der in der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Q4 fließt, von der Basis des Transistors Q5 durch den Ausgang D3 und den MOS-Transistor der Schnittstellenschaltung OF abgeleitet.
Die Bildung dieses zur Basis des Transistors Q5 parallelen alternativen Stromweges für den Haltestrom der Halteschaltung leitet ein rückgekoppeltes Abschalten oder Desaktivieren der Halteschaltung ein, durch das die Transistoren Q4 und Q5 'gesperrt werden. Der nach Masse führende Stromweg für den Basisstrom des Transistors Q3 wird durch die Abschaltung der Halteschaltung 27 gesperrt, wodurch das Leiten des Ein-Aus-Schalttransistors Q3 unterbrochen wird. Die Batterie 23 wird dadurch von der Spannungsversorgungsklemme V des Mikroprozessors 25 abge-
CC
schaltet. Der Kondensator 29 entlädt sich in die Klemme V und den Eingang R. Mit dem Absinken der Spannung an
CC
der Klemme V wird der Mikroprozessor 25 allmählich
CC
leistungslos.
Bei der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung hat der Haltestrom der Halteschaltung lediglich die Größe des verhältnismäßig kleinen Basisstromes des Transistors Q3. Der Anschluß D3 des Mikroprozessors 25
0 * I
3346509 -πι braucht daher nur einen Strom relativ kleinen Betrages aufzunehmen, um die Folge von Vorgängen einzuleiten, durch die die Batterie 23 von der Spannungsversorgungsquelle V abgeschaltet wird.
5
Nachdem die Halteschaltung 27 einmal desaktiviert oder abgeschaltet und Q3 gesperrt worden ist, kann das relativ langsame Absinken der Versorgungsspannung an der Klemme V* die zuverlässige Trennung der Batterie 23 von der Klemme V während des Abfallens der Spannung nicht beeinträch-
CC
tigen. Die Eigenschaften des Ausgangsanschlusses D3, wie seine Fähigkeit, Strom nach Masse abzuleiten, können zwar nicht gewährleistet werden, wenn die Spannung an der Klemme V unterhalb einen bestimmten Mindestwert absinkt, irgendeine Änderung des Zustandes des Anschlusses D3 während des Abfallens der Spannung an der Versorgungsklemme V m wie eine Änderung des Zustandes des MOS-Schnitt-
CC
Stellentransistors vom durchgeschalteten in den gesperrten Zustand oder Zustand mit offenem Drain, kann jedoch den Transistor Q3 nicht in unerwünschter Weise wieder durchschalten. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Halteschaltung bereits"vorher regenerativ abgeschaltet worden ist.
'4t·
- Leerseite -

Claims (7)

  1. Patentans prüehe
    (1. .!Einrichtung zum Ein- und Ausschalten eines digitalen Steuergerätes (25) , mit einer Spannungsversorgungsklemme (V ) zum Zuführen von Betriebsleistung,
    einer Versorgungsspannungsquelle (23), einem ersten Schalter (Q3) mit einer Hauptstromstrecke, die zwischen die Spannungsversorgungsklemme (V ) und
    CC
    die Versorgungsspannungsquelle (23) geschaltet ist und deren Leitfähigkeit über eine Steuerklemme des ersten Schalters steuerbar ist, gekennzeichnet durch eine Anordnung (Q4, Q5) zum Bilden einer rückgekoppelten Halteschaltung (27) , die mit der Steuerklemme des ersten
    Schalters (Q3) gekoppelt ist und den Hauptstromweg leitend hält, wenn sie einmal aktiviert worden ist, eine Schaltungsanordnung (20, RI, 28), die mit der Steuerklemme des ersten Schalters (Q3) zum Anlegen eines Einschaltsignales (24) gekoppelt ist, um das Fließen von Strom im Hauptstromweg für die Leistungszufuhr zum digitalen Steuergerät (25) einzuleiten, wobei die Halteschaltung (27) beim Anlegen des Einschaltsignales (24) aktiviert wird, und
    einem Ausgang (D3) des digitalen Steuergerätes (25), der mit der Halteschaltung (27) gekoppelt ist, um einen alternativen Stromweg zu bilden, der zumindest einen Teil der Halteschaltung überbrückt, um deren regenerative Desaktivierung zum Unterbrechen des Stroms im Hauptstromweg einzuleiten, um die Leistung vom digitalen Steuergerät (25) abzuschalten.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 , d adurch g e kennzeich net, daß die die Halteschaltung
    (27) bildende Anordnung einen zweiten Schalter (Q5), der einen Hauptstromweg und eine Steuerklemme zur Steuerung der -Leitfähigkeit des HauptStromweges enthält, sowie eine mit dem zweiten Schalter (Q5) gekoppelte Vorspannungsquelle (Widerstände 330 kOhm, 10 kOhm) aufweist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e
    k ennzei chnet , daß der Ausgang (D3) mit der Steuerklemme des zweiten Schalters (Q5) gekoppelt ist und daß mit dem Ausgang (D3) eine Schnittstellenschaltung (MOST) des digitalen Steuergerätes gekoppelt ist, um Strom von der Steuerklemme des zweiten Schalters (Q5) zur Desaktivierung der Halteschaltung (27) abzuleiten.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3,dadu rch gekennzeichnet , daß die Schnittstellenschaltung einen MOS-Transistor enthält, der mit offenem Drain geschaltet und mit dem Ausgang (D3) sowie einem, Referenzpotentialpunkt (Masse) gekoppelt ist.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e kennz eichnet, daß der erste Schalter (Q3) einen pnp-Transistor (Q3) enthält; daß der zweite Schalter einen npn-Transistor (Q5) enthält, daß der Emitter des npn-Transistors (Q3) mit der Betriebsspannungsquelle (V , 23) gekoppelt ist; daß der KoI-lektor des pnp-Transistors (Q3) mit der Spannungsversorgungsklemme (V ) und der Basis des npn-Transistors
    CC
    (Q5) gekoppelt ist, daß die Basis des npn-Transistors mit dem Ausgang (D3) gekoppelt ist; daß der Kollektor des npn-Transistors (Q5) mit der Basis des pnp-Transistors (Q3) gekoppelt ist, und daß der Emitter des npn-Transistors (Q5) mit einer Klemme (Masse) der Vor-Spannungsquelle gekoppelt ist.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5,dadurch gekenn zeichnet, daß die Basis des pnp-Transistors (Q3) die Steuerklemme des ersten Schalters (Q3) bildet, und daß die Schaltungsanordnung (20, RI, 28) zum Anlegen des Einschaltsignales einen Schalter (21) enthält, der die Basis des pnp-Transistors (Q3) mit dem Referenzpotentialpunkt (Masse) koppelt.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Steuerrät (25) einen Signalausgang (CKO, CK1) zum Erzeugen eines codierten Ausgangssignales enthält, das einen Signalwandler (CR) steuert, der ein dem codierten Ausgangssignal entsprechendes Signal zur übertragung an eine Empfangseinheit liefert.
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