DE3346509C3 - Einrichtung zum Ein- und Ausschalten eines mikroprozessorgesteuerten Fernsteuersenders - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung ge­ mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 (US-PS 42 71 404), insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Ein- und Aus­ schalten eines ein digitales Steuergerät, wie einen Mikro­ prozessor, enthaltenden Fernsteuersenders für ein Heim­ gerät.

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 diese Kontaktfolie und im Abstand von dieser ange­ ordnet. Die so gebildeten Tastatur-Schalter sind über Signalleitungen mit Eingängen eines Mikroprozessors ver­ bunden.

Wenn eine Taste entsprechend einem zu übertragenden ge­ wünschten Funktions- oder Kommandosignales gedrückt wird, stellt der entsprechende elektrische Schalter eine Ver­ bindung mit der an Masse liegenden Kontaktfolie her, wo­ durch die Signalleitung oder Signalleitungen, die mit die­ sem Schalter verbunden sind, geerdet werden. Der Eingang oder die Eingänge des Mikroprozessors, die mit den Si­ gnalleitungen 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 Transistorschalters gekoppelt. Die Kollektor- Emitter-Strecke des Transistors dieses Schalters ist zwischen die Batterie, die typischerweise eine Betriebs­ spannung von 6,3 V liefert, und die Spannungsversorgungs­ klemme des Mikroprozessors geschaltet. Wenn eine Signal­ leitung 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 Span­ nungsversorgungsklemme des Mikroprozessors ermöglicht.

Der Mikroprozessor und die zugehörige Sendeschaltung sol­ len nach der Übertragung des Signales durch den Fernsteuer­ sender wieder abgeschaltet werden, um Batterieleistung zu sparen. Hierfür liefert der Mikroprozessor selbst ein Abschaltkommandosignal, indem beispielsweise ein bestimm­ ter Ausgang intern an Masse gelegt wird. Die Betriebs­ eigenschaften eines Mikroprozessors, wie die Fähigkeit 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 Funktions­ störungen auftreten.

Die Erfindung geht aus von einem Stand der Technik nach der US-PS 42 71 404, in der eine Einrichtung zum Ein- und Aus­ schalten eines digitalen Steuergerätes beschrieben ist, die einen Schalter zwischen einer Versorgungsspannungsquelle und einer Spannungsversorgungsklemme des digitalen Steuergerätes enthält, dessen Steueranschluß mit dem Ausgang einer Halte­ schaltung verbunden ist. Die Halteschaltung ist als übliches Flip-Flop ausgeführt, welches unabhängig vom vorliegenden Schaltzustand immer Strom zieht, da entweder der eine Zweig oder der andere Zweig durchgeschaltet ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Ein- und Ausschalten eines Digitalsteuergerätes zu schaffen, bei dem im ausgeschalteten Zustand die Batterieladung erhalten wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine Verrie­ gelungs- oder Halteschaltung, die ein zuverlässiges Ab­ schalten des Mikroprozessors gewährleistet, indem sie einen Ein-Aus-Transistor während des ganzen Intervalles, in dem die Betriebsspannung auf Null Volt abfällt, zuver­ lässig gesperrt hält. Das Abschaltkommando des Mikro­ prozessors wird einer Steuerklemme der Halteschaltung zugeführt und die Eingangssignalleitungen der Tastatur­ schalter 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 ver­ hindert. 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-Ab­ schalten oder Selbst-Herunterfahren des Mikroprozessors gewährleistet, wenn das Aus- oder Abschaltkommando einmal erzeugt worden ist.

In der Zeichnung ist ein Schaltbild eines Fernsteuersen­ ders für ein Konsumenten- oder Heimgerät dargestellt, der eine Ein-Aus-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Er­ findung enthält.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten batteriegespeisten, mikroprozessorgesteuern Fernsteuersender 10 ist jeder Kontaktschalter 21 einer Tastatur 20 mit einer oder mehre­ ren Signalleitungen SI gekoppelt, die die Kontaktschal­ ter 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 kön­ nen zwischen zehn und zwanzig Signalleitungen und Eingangs­ anschlüsse 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 Kontakt­ platte oder -Folie 22, die elektrisch mit einer Masse­ klemme der Fernsteuersenderschaltung gekoppelt ist. Die Kontaktfolie 22 kann auch eine nicht leitende Kunststoffolie sein, auf die mit Masse verbundene gedruckte Lei­ tungen aufgebracht sind. Die Kontaktfolie 22 ist mit Ab­ stand 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, wie das Kommando "Kanalabfrage" zum sequentiellen Anwählen ver­ schiedener Kanäle eines durch den Fernsteuersender fern­ steuerbaren Fernsehempfängers, oder die Kommandos "Spielen" oder "Pause" zum Einleiten eines Abspielvorganges bzw. zum Unterbrechen des Abspielvorganges eines durch den Fern­ steuersender gesteuerten Bildplatten- oder Videobandge­ rätes, betätigt der Benutzer den Kontaktschalter 21, der dem zu sendenden Kommandosignal entspricht. Dadurch werden die zugehörige Signalleitung oder die zugehörigen Signal­ leitungen und damit der zugehörige Eingang oder die zugehöri­ gen Eingänge IN geerdet.

Der Mikroprozessor 25 fragt den Schaltzustand der Eingänge IN ab. Wenn er feststellt, daß eine bestimmte Kombination von Eingängen geerdet ist, erzeugt der Mikroprozessor 25 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 SK im niedrigen Zu­ stand befindet, ist er durch die leitende Source-Drain- Strecke eines MOS-Transistors einer Ausgangs-Schnittstel­ lenschaltung geerdet, die dem betreffenden Ausgang zuge­ ordnet und in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Hier­ durch wird ein Transistor Q 1 und ein Transistor Q 2 ge­ sperrt, so daß kein Strom durch Leuchtdioden CR fließen kann. Wenn sich der Ausgang SK im hohen Zustand befindet, schaltet der Transistor Q 1 durch, wodurch der Transistor Q 2 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 Fernsteuerempfän­ ger empfangen werden können.

Die Haupt- oder Betriebsleistung für den Fernsteuersender 10 wird von einer Batterie 23 geliefert. Die Leistungs­ zufuhr erfolgt über eine Hauptstromstrecke, die Kollektor- Emitter-Strecke eines Ein-Aus-pnp-Schalttransistors Q 3. Der Kollektor des Transistors Q 3 ist mit der Basis des Transistors Q 1 gekoppelt, um die Erregungen des Sende­ teiles 26 zu steuern. Der Kollektor des Transistors Q 3 ist mit einer Spannungsversorgungsklemme V_cc gekoppelt, über die der Mikroprozessor 25 seine Betriebsleistung erhält.

Im abgeschalteten oder "heruntergefahrenen" Zustand des Fernsteuersenders 10 ist der Transistor Q 3 gesperrt, wo­ durch die Batterie 23 vom Mikroprozessor 25 und vom Steuer­ anschluß des Sendeteiles 26 getrennt ist. Im abgeschal­ teten Zustand wird der Batterie 23 keine nennenswerte Leistung entnommen.

Der Fernsteuersender 10 wird beim Drücken eines Kontakt­ schalters 21 der Tastatur eingeschaltet oder "hochgefah­ ren". Die Signalleitungen SI sind über entsprechende Wi­ derstände RI und eine Signalleitung 28 mit einer Steuer­ klemme einer Ein-Aus-Verriegelungs- oder Halteschaltung 27 gekoppelt. Beim Drücken eines beliebigen Kontaktschal­ ters 21 wird ein Einschaltkommandosignal 24 auf der Si­ gnalleitung 28 erzeugt, solange der Kontaktschalter gedrückt ist. Dadurch beginnt Basisstrom in einem pnp-Transistor Q 4 der Halteschaltung 27 und im Ein-Aus-Transistor Q 3 zu fließen. Der Basisstrom des Transistors Q 3 fließt durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Q 4 und dann zur Basis eines npn-Transistors Q 5 der Halteschaltung 27, dessen Kollektor mit der Basis des Transistors Q 4 gekop­ pelt ist, um ein rückgekoppeltes (regeneratives) Einschal­ ten oder Aktivieren der Halteschaltung zu bewirken. Der Basisstrom des Transistors Q 3 wirkt als Haltestrom für die Halteschaltung 27.

Wenn die Halteschaltung 27 den Transistor Q 3 im durchge­ schalteten Zustand in Flußrichtung vorgespannt hält, wird der Klemme V_cc Batteriespannung V_s zur Leistungsversorgung des Mikroprozessors 25 zugeführt. Die Klemme V_cc ist mit einem Kondensator 29 und einem Rückstellschieneneingang des Mikroprozessors 25 gekoppelt. Der Mikroprozessor 25 ist so programmiert, daß nach seinem Einschalten ein Ausgang D 3 durch die in der Zeichnung schematisch darge­ stellte Open-Drain-Schnittstellenschaltung OF in den Hoch­ signalzustand geschaltet wird. Der Ausgang D 3 ist mit einer Steuerklemme der Halteschaltung 27 an der Basis des Transistors Q 5 gekoppelt.

Nach Beendigung der Steuersignalsendung schaltet der Mikroprozessor 25 den Ausgang D 3 auf den Niedersignalzu­ stand, indem der Anreicherungstyp-MOS-Transistor in der Ausgangs-Schnittstellenschaltung OF durchgeschaltet und der Ausgang D 3 dadurch mit Masse verbunden wird. Wenn der Ausgang D 3 mit Masse verbunden ist, wird der Haupt­ teil des Haltestromes der Halteschaltung, der in der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Q 4 fließt, von der Basis des Transistors Q 5 durch den Ausgang D 3 und den MOS-Transistor der Schnittstellenschaltung OF abge­ leitet.

Die Bildung dieses zur Basis des Transistors Q 5 paralle­ len alternativen Stromweges für den Haltestrom der Halte­ schaltung leitet ein rückgekoppeltes Abschalten oder Des­ aktivieren der Halteschaltung ein, durch das die Transi­ storen Q 4 und Q 5 gesperrt werden. Der nach Masse führen­ de Stromweg für den Basisstrom des Transistors Q 3 wird durch die Abschaltung der Halteschaltung 27 gesperrt, wo­ durch das Leiten des Ein-Aus-Schalttransistors Q 3 unter­ brochen wird. Die Batterie 23 wird dadurch von der Span­ nungsversorgungsklemme V_cc des Mikroprozessors 25 abge­ schaltet. Der Kondensator 29 entlädt sich in die Klemme V_cc und den Eingang . Mit dem Absinken der Spannung an der Klemme V_cc wird der Mikroprozessor 25 allmählich leistungslos.

Bei der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Schaltungsan­ ordnung hat der Haltestrom der Halteschaltung lediglich die Größe des verhältnismäßig kleinen Basisstromes des Transistors Q 3. Der Anschluß D 3 des Mikroprozessors 25 braucht daher nur einen Strom relativ kleinen Betrages auf­ zunehmen, um die Folge von Vorgängen einzuleiten, durch die die Batterie 23 von der Spannungsversorgungsquelle V_cc abgeschaltet wird.

Nachdem die Halteschaltung 27 einmal desaktiviert oder ab­ geschaltet und Q 3 gesperrt worden ist, kann das relativ langsame Absinken der Versorgungsspannung an der Klemme V_cc die zuverlässige Trennung der Batterie 23 von der Klem­ me V_cc während des Abfallens der Spannung nicht beeinträch­ tigen. Die Eigenschaften des Ausgangsanschlusses D 3, wie seine Fähigkeit, Strom nach Masse abzuleiten, können zwar nicht gewährleistet werden, wenn die Spannung an der Klem­ me V_cc unterhalb eines bestimmten Mindestwertes absinkt, irgendeine Änderung des Zustandes des Anschlusses D 3 während des Abfallens der Spannung an der Versorgungs­ klemme V_ccm wie eine Änderung des Zustandes des MOS-Schnitt­ stellentransistors vom durchgeschalteten in den gesperrten Zustand oder Zustand mit offenem Drain, kann jedoch den Transistor Q 3 nicht in unerwünschter Weise wieder durch­ schalten. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Halte­ schaltung bereits vorher regenerativ abgeschaltet worden ist.

Claims (5)

1. Einrichtung zum Ein- und Ausschalten eines digitalen Steuergerätes (25), das einen Schalter (Q 3) mit einer zwischen eine Versorgungsspannungsquelle (23) und einen Spannungsversorgungsanschluß (V_cc) des digitalen Steuergerätes gekoppelten Hauptstromstrecke und einen mit dem Ausgang einer Halteschaltung (27) verbundenen Steueranschluß, eine Tastatur (20), die mit dem Setzeingang der Halteschaltung (27) und dem digitalen Steuergerät (25) gekoppelt ist, und einen Ausgang (D 3) des digitalen Steuergerätes (25), der mit dem Rücksetzeingang der Halteschaltung (27) gekoppelt ist, enthält, wobei die Halteschaltung (27) einen mit der Versorgungsspannungsquelle (23) verbundenen ersten Anschluß und einen mit einer Quelle eines Bezugspotentials verbundenen zweiten Anschluß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in Ansprache auf ein Aktivierungssignal am Rücksetzeingang der Halteschaltung (27) die Halteschaltung in einen Zustand gebracht wird, in dem kein Strom zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß der Halteschaltung (27) fließt, und daß der Ausgang (D 3) des digitalen Steuergerätes (25) einen Teil der Halteschaltung (27) überbrückt und dadurch einen alternativen Stromweg über den Ausgang (D 3) schafft, um den Stromfluß zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß der Halteschaltung (27) zu beenden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschaltung (27) einen ersten Transistor (Q 4) und einen zweiten Transistor (Q 5) enthält, deren Basen mit den Kollektoren des jeweils anderen Transistors verbunden sind, wobei der Setzeingang mit der Basis des ersten Transistors (Q 4), der Rücksetzeingang mit der Basis des zweiten Transi­ stors (Q 5) und der Ausgang der Halteschaltung (27) mit dem Emitter des ersten Transistors (Q 4) verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (D 3) des digitalen Steuergeräts (25) einen MOS-Transistor enthält, der mit offenem Drain geschaltet und mit dem Ausgang (D 3) sowie einem Referenzpotential (Masse) gekoppelt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (Q 3) aus einem Transistor besteht.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Steuergerät (25) einen Signalausgang (SK) zum Erzeugen eines codierten Ausgangssignals enthält, das einen Signalwandler (CR) steuert, welcher ein dem codierten Ausgangssignal entsprechendes Signal zur Übertragung an eine Empfangseinheit liefert.