FR2625822A1 - DEVICE FOR INTRODUCING DATA IN A MICROPROCESSOR, IN PARTICULAR FOR CONTROLLING AN ELECTRICAL APPLIANCE - Google Patents
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Abstract
Les données analogiques à introduire dans un microprocesseur 10 sont représentées par des valeurs de résistance. On détermine le temps de décharge d'un condensateur 16 à travers une résistance de référence 17 et à travers la résistance 18 à mesurer qui est en série avec la résistance 17. La résistance de référence 17 constitue une protection du microprocesseur contre les courants parasites qui pourraient circuler dans la résistance 18 à mesurer.The analog data to be introduced into a microprocessor 10 are represented by resistance values. The discharge time of a capacitor 16 is determined through a reference resistor 17 and through the resistor 18 to be measured which is in series with the resistor 17. The reference resistor 17 constitutes a protection of the microprocessor against the parasitic currents which. could flow through resistor 18 to be measured.
Description
iof 2625822'iof 2625822 '
DISPOSITIF D'INTRODUCTION DE DONNEES DANS DEVICE FOR INTRODUCING DATA IN
UN MICROPROCESSEUR NOTAMMENT POUR LA A MICROPROCESSOR, PARTICULARLY FOR
COMMANDE D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER CONTROL OF AN ELECTRICAL APPLIANCE
L'invention est relative à uni dispositif d'introductions de données dans un microprocesseur notamment pour la commande d'un appareil électroménager tel qu'un lave-linge. Pour l'introduction de données analogiques dans un microprocesseur on a déjà proposé -(brevet britannique 2 020 934) de représenter les données par des valeurs de résistance et de disposer cette résistance en série avec un condensateur, la donnée introduite dans le microprocesseur étant le temps mis par la charge de- ce condensateur pour atteindre une valeur prédéterminée lors de sa charge ou sa décharge à travers la résistance, le The invention relates to a device for introducing data into a microprocessor, in particular for controlling an electrical appliance such as a washing machine. For the introduction of analog data into a microprocessor it has already been proposed (British Patent 2,020,934) to represent the data by resistance values and to arrange this resistance in series with a capacitor, the data entered into the microprocessor being the time taken by the charge of this capacitor to reach a predetermined value when charging or discharging through the resistor, the
microprocesseur transformant ce temps en une valeur numérique. microprocessor transforming this time into a numerical value.
Etant donné que le temps indiqué ci-dessus dépend de la valeur de la résistance, la précision de la donnée est fonction de la précision de la résistance. Pour s'affranchir de cette imprécision on prévoit également une résistance de valeur connue avec précision et on détermine le temps de charge ou décharge, d'une part, à travers cette résistance -précise et, d'autre parit, à travers la résistance. représentant la donn ée analogique à introduire, le microprocesseur calculant le produit de la valeur de la résistance précise par le rapport entre ces Since the time given above depends on the value of the resistance, the accuracy of the data depends on the accuracy of the resistance. In order to overcome this inaccuracy, a resistance of precisely known value is also provided and the charging or discharging time is determined, on the one hand, through this specific resistor and, on the other hand, through the resistor. representing the analog data to be introduced, the microprocessor calculating the product of the value of the precise resistance by the ratio between these
deux temps.two times.
Ainsi. on s'affranchit non seulement de l'imprécision sur les valeurs de résistance mais également des imprécisions dues aux dispersions sur les caractéristiques des microprocesseurs. Dans les réalisations connues de tels dispositifs d'introduction de données, chaque borne de la résistance à mesurer est connectée directement - à une entrée du microprocesseur. On a constaté que dans les lave-linge, o peuvent circuler des courants parasites, ce montage n'assurait pas une So. not only the imprecision on the resistance values but also the inaccuracies due to the dispersions on the characteristics of the microprocessors are overcome. In known embodiments of such data input devices, each terminal of the resistor to be measured is connected directly to an input of the microprocessor. It has been found that in washing machines, where parasitic currents can circulate, this arrangement does not insure
sécurité suffisante pour le microprocesseur. sufficient security for the microprocessor.
L'invention remédie à cet inconvénient. The invention overcomes this disadvantage.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que la résistance à mesurer est connectée à une entrée du microprocesseur par l'intermédiaire de la résistance de mesure avec laquelle elle est ainsi en série quand le condensateur se charge ou se décharge à travers cette -résistance de mesure, la donnée étant déterminée par la mesure du temps de charge ou décharge, d'une part, à travers la résistance précise et, d'autre part, à travers l'ensemble en série de cette résistance précise et de la résistance àA mesurer, le microprocesseur calculant la différence des temps puis le produit du rapport de cette différence sur le premier temps par la valeur de ia The device according to the invention is characterized in that the resistance to be measured is connected to an input of the microprocessor via the measuring resistor with which it is thus in series when the capacitor is charged or discharged through it. measuring resistance, the data being determined by measuring the charging or discharging time, on the one hand, through the precise resistance and, on the other hand, through the series assembly of this precise resistance and resistance To measure, the microprocessor calculating the time difference then the product of the ratio of this difference on the first time by the value of ia
résistance précise.precise resistance.
Ce montage permet de protéger le microprocesseur contre les courants forts circulant dans la résistance à mesurer, la résistance précise constituant une protection à This arrangement makes it possible to protect the microprocessor against the strong currents flowing in the resistance to be measured, the precise resistance constituting a protection to
l'entrée du microprocesseur.the microprocessor input.
Il est possible de relier la résistance précise à l'entrée du microprocesseur par l'intermédiaire, d'une It is possible to connect the precise resistance to the input of the microprocessor via a
résistance supplémentaire 'de protection. additional resistance 'of protection.
On peut également introduire avec précision dans un microprocesseur la donnée constituée par la position du curseur d'un potentiomètre bien que la valeur de la résistance totale du potentiomètre ne soit pas connue avec une grande précision. A cet effet on détermine le temps de charge ou de décharge à travers la résistance totale du potentiomètre en série avec la résistance de mesure, le 'temps de charge ou de décharge à travers la résistance partielle (dont une borne est le curseur) en série avec la résistance de mesure, et.on retranche de chacun de ces temps, le temps de charge ou décharge à travers la résistance de mesure, puis on effectue le rapport entre ces The data constituted by the position of the slider of a potentiometer can also be accurately entered into a microprocessor, although the value of the total resistance of the potentiometer is not known with great precision. For this purpose, the charging or discharging time is determined by means of the total resistance of the potentiometer in series with the measuring resistor, the charging or discharging time through the partial resistor (of which one terminal is the slider) in series. with the measuring resistor, and subtract from each of these times, the charging or discharging time through the measuring resistor, and then the relationship between these
temps (ainsi diminués) pour obtenir la position du curseur. time (thus decreased) to obtain the cursor position.
Le dispositif selon l'invention s'applique aux appareils électroménagers, notamment aux programmateurs de commande de lave-linge. La résistance dont la valeur doit être déterminée est, par exemple, une thermistance de mnesure de la température de l'eau d'un lave-linge. Le potentiomètre sert par exenmple à afficher une valeur désirée de vitesse de rotation du tambour pour l'essorage ou une charge de linge, le microprocesseur déterminant les divers paramètres de The device according to the invention applies to household appliances, in particular to the control programmers of washing machines. The resistance whose value is to be determined is, for example, a thermistor for measuring the temperature of the water in a washing machine. The potentiometer is used for example to display a desired value of rotation speed of the drum for spinning or a load of laundry, the microprocessor determining the various parameters of
fonctionnement du lave-linge en fonction de cette charge. operation of the washing machine according to this load.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention Other features and advantages of the invention
apparaîtront avec la description de certains de ses modes de will appear with the description of some of its modes of
réalisation, celle-ci étant effectuée en se -référant aux dessins ciannexés sur lesquels - La figure 1 est un schéma d'un microprocesseur et d'un dispositif d'introduction de données selon l'invention, et - La figure 2 est un diagramme se rapportant au embodiment, this being done by referring to the attached drawings in which - Figure 1 is a diagram of a microprocessor and a data input device according to the invention, and - Figure 2 is a diagram. relating to
fonctionnement du dispositif de la figure 1. operation of the device of Figure 1.
Le microprocesseur 10 (figure 1) présente une The microprocessor 10 (FIG.
entrée 11 et quatre sorties de commande 12, 13,14 et 15. input 11 and four control outputs 12, 13, 14 and 15.
A l'entrée 11 sont reliées, par l'intermédiaire d'une résistance 21 de protection de ladite entrée: une armature 162 d'un condensateur 16. et une première borne 171 d'une résistance 17 de valeur R0 de référence. A la seconde borne 172 de la résistance 17 est reliée une première borne 181 d'une résistance 18 de valeur Rx à mesurer, une première borne d'extrémité 191 d'un potentiomètre 19 de résistance totale P, dont on veut déterminer la position du curseur, et le At the input 11 are connected, via a resistor 21 for protecting said input: an armature 162 of a capacitor 16. and a first terminal 171 of a resistor 17 of reference value R0. At the second terminal 172 of the resistor 17 is connected a first terminal 181 of a resistor 18 of value Rx to be measured, a first end terminal 191 of a potentiometer 19 of total resistance P, the position of which is to be determined. slider, and the
collecteur 221 d'un transistor 22 de type NPN. collector 221 of a transistor 22 of the NPN type.
La seconde armature 161 du condensateur 16, de capacité C, est reliée à une borne 20 sur laquelle est appliqué The second armature 161 of the capacitor 16, of capacitance C, is connected to a terminal 20 on which is applied
un potentiel continu V de référence. a continuous potential V of reference.
ce La seconde borne 182 de la résistance- 18 à mesurer est This second terminal 182 of the resistor 18 to be measured is
connectée au collecteur 231 d'un autre transistor 23 de type NPN. connected to the collector 231 of another transistor 23 of the NPN type.
La seconde -borne d'extrémité 192 est aussi reliée au collecteur 251 d'un transistor 25 de type NPN. De même la prise, ou curseur, 193 de ce potentiomètre 19 est connectée au The second end-port 192 is also connected to the collector 251 of an NPN transistor 25. Similarly, the plug, or slider, 193 of this potentiometer 19 is connected to the
collecteur 241 d'un transistor 24 de type NPN. collector 241 of a transistor NPN type 24.
Les émetteurs respectivement 223, 233, 243 et 253 des transistors 22, 23, 24 et 25 sont reliés à la masse. Les bases respectivement 222, 232, 242 et 252 sont connectées aux sorties 12, 13, 14 et 15 du microprocesseur 10 par Transmitters 223, 233, 243 and 253, respectively, of transistors 22, 23, 24 and 25 are connected to ground. The bases 222, 232, 242 and 252 respectively are connected to the outputs 12, 13, 14 and 15 of the microprocessor 10 by
l'intermédiaire de résistances respectivement 52, 53, 54 et 55. through resistors respectively 52, 53, 54 and 55.
Pour mesurer la valeur R de la résistance 18, la x borne 11 est portée au potentiel Vcc, ce qui permet de décharger le condensateur 16 à travers la résistance 21. Ensuite le potentiel Vcc est supprimé de la borne 11, qui redevient ce ainsi l'entrée. Puis la sortie 12 est portée au potentiel Vcc, ce qui rend le transistor 22 conducteur et permet de porter à la masse l'extrémité 172 de la résistance 17 de référence; en même temps les sorties 13, 14 et 15 sont à la masse, les transistors 23, 24 et 25 étant ainsi maintenus à l'état bloqué, To measure the value R of the resistor 18, the x terminal 11 is taken to the potential Vcc, which makes it possible to discharge the capacitor 16 through the resistor 21. Then the potential Vcc is removed from the terminal 11, which again becomes the same. 'Entrance. Then the output 12 is raised to the potential Vcc, which makes the transistor 22 conductive and allows to bring to the ground the end 172 of the resistor 17 reference; at the same time the outputs 13, 14 and 15 are grounded, the transistors 23, 24 and 25 thus being kept in the off state,
c'est-à-dire que les bornes 182, 193 et 192 sont "en l'air". that is, the terminals 182, 193 and 192 are "in the air".
Dans ces conditions le condensateur 16 se charge à travers la résistance 17. A l'instant t = 0 correspondant au début de la connexion de la sortie 12 au potentiel Vcc, le potentiel à l'entrée 11 est Vcc (celui de la borne 20); ensuite ce potentiel à l'entrée 11, qui est représenté par la courbe 30 sur la figure 2, diminue pour atteindre une valeur V0, qui constitue le seuil de mesure de l'entrée du microprocesseur, au bout du temps t1. Le microprocesseur transforme ce temps t1 en Under these conditions, the capacitor 16 is charged through the resistor 17. At the instant t = 0 corresponding to the beginning of the connection of the output 12 to the potential Vcc, the potential at the input 11 is Vcc (that of the terminal 20 ); then this potential at the input 11, which is represented by the curve 30 in Figure 2, decreases to reach a value V0, which is the measurement threshold of the input of the microprocessor, at the end of time t1. The microprocessor transforms this time t1 into
un nombre qui est conservé en mémoire. a number that is kept in memory.
Ensuite on décharge à nouveau le condensateur 16 en reliant temporairement la borne 11 au potentiel Vcc; puis on charge ce condensateur 16 à travers la résistance 18 en série avec la résistance 17 en rendant le transistor 23 conducteur grâce à une tension Ve appliquée sur la sortie 13 tout en laissant les sorties 12, 14 et 15 à la masse. afin que les transistors 22, 24 et 25 soient bloqués. Le potentiel sur la borne 11 est alors représenté par la courbe 31 sur la figure 2; Then the capacitor 16 is discharged again by temporarily connecting the terminal 11 to the potential Vcc; then this capacitor 16 is charged through the resistor 18 in series with the resistor 17 by making the transistor 23 conductive through a voltage Ve applied to the output 13 while leaving the outputs 12, 14 and 15 to ground. so that the transistors 22, 24 and 25 are blocked. The potential on the terminal 11 is then represented by the curve 31 in FIG. 2;
Il atteint la valeur V0 au temps t'1. It reaches the value V0 at time t'1.
Le temps t1 obéit A la relation suivante Time t1 obeys the following relation
t1= RoC.K.t1 = RoC.K.
Dans cette formule K est une constante qui dépend In this formula K is a constant that depends
de V0 et du microprocesseur.of V0 and the microprocessor.
De même le temps t'1 satisfait A la relation t'1 = (Rx + R)C. K. On calcule ensuite la différence t"1 entre t' et t soit t" = t t R C. K. G Dans ces conditions on peut écrire 1x:R0 t" t1 Ainsi la précision sur la valeur R de la résistance 18 dépend de la précision sur R0, qui est par exemple de + 1 %, et de la précision, qui peut être grande, sur les valeurs t' et t Par contre la valeur mesurée est indépendante de.V0 (seuil d'entrée du microprocesseur) et de C. La résistance 18 est,- dans une réalisation, une thermistance de mesure de la température de l'eau se trouvant In the same way, the time satisfies you at the relation t'1 = (Rx + R) C. K. Then calculate the difference t "1 between t 'and t = t" = tt R CK G In these conditions we can write 1x: R0 t "t1 Thus the precision on the value R of the resistance 18 depends on the precision on R0, which is for example + 1%, and the accuracy, which can be large, on the values t 'and t On the other hand, the measured value is independent of V0 (input threshold of the microprocessor) and of C The resistor 18 is, in one embodiment, a thermistor for measuring the temperature of the water lying
dans la cuve d'un lave-linge.in the tub of a washing machine.
Si des parasites à courant fort, dommageables pour le If strong currents, harmful to the
microprocesseur, circulent dans la résistance R, le courant qui. microprocessor, flow in the resistor R, the current which.
parvient au microprocesseur est linmité par la présence de la résistance de référence 17 et de la résistance 21. La résistance 17 peut en ellemême suffire à la protection du microprocesseur 10, c'est-à-dire qu'on peut conférer la valeur the microprocessor is terminated by the presence of the reference resistor 17 and the resistor 21. The resistor 17 can in itself suffice for the protection of the microprocessor 10, that is to say that the value can be conferred.
nulle à la résistance 21.no resistance 21.
A la place des transistors 22, 23, 24, 25 on peut envisager de connecter les 'diverses bornes des résistances directement aux sorties 12, 13, 14 et 15 à condition d'appliquer des potentiels convenables sur ces sorties. Par exemple quand on veut charger le condensateur 16 à travers, la résistance 17 dont la borne 172 est reliée directement à la borne 12, il faut alors connecter ladite borne 12 d la masse et mettre les bornes 13, 14 et 15 en l'air (bornes qui seraient, dans cette réalisation, connectées directement aux bornes respectivement 182, 193 et 192). Mais l'avantage de prévoir des transistors, ou d'autres types d'interrupteurs commandés, est de permettre une meilleure précision de mesure car cette dernière n'est alors pas perturbée par les courants de fuite du microprocesseur. De façon plus précise une sortie du microprocesseur, par exemple celle de référence 13, "en l'air", signifie que la résistance entre cette borne 13 et la masse a une valeur infinie. Mais en pratique, du fait des courants de fuite, il n'en est jamais ainsi, ce qui perturbe la mesure. Par contre avec les transistors 22, 23, 24, 25 qui jouent le rôle Instead of the transistors 22, 23, 24, 25, it is possible to connect the various terminals of the resistors directly to the outlets 12, 13, 14 and 15 provided that suitable potentials are applied to these outlets. For example when one wants to charge the capacitor 16 through, the resistor 17 whose terminal 172 is directly connected to the terminal 12, then it is necessary to connect said terminal 12 of the ground and put the terminals 13, 14 and 15 in the air (Terminals that would be, in this embodiment, connected directly to the terminals respectively 182, 193 and 192). But the advantage of providing transistors, or other types of controlled switches, is to allow better measurement accuracy because the latter is not disturbed by the leakage currents of the microprocessor. More specifically, an output of the microprocessor, for example that of reference 13, "in the air", means that the resistance between this terminal 13 and the ground has an infinite value. But in practice, because of leakage currents, this is never the case, which disturbs the measurement. By cons with the transistors 22, 23, 24, 25 which play the role
d'interrupteurs de découplage, la mesure est de meilleure qualité. decoupling switches, the measurement is of better quality.
Pour déterminer la position du curseur 193 du potentiomètre 19 on procède d'une manière analogue à celle qui a été décrite précédemment, à savoir qu'on détermine d'abord le temps t1 de décharge à travers la résistance 17. Puis on décharge le condensateur 16, et on le recharge à travers la résistance totale du potentiomètre 19 en série avec la résistance 17 en rendant le transistor 25 conducteur grâce à un potentiel V c sur la borne 15, les autres bornes 12 à 14 étant alors à la masse, de façon que les transistors correspondants 22, 23 et 24 soient bloqués, et on détermine le temps t2 au bout duquel le potentiel sur la borne 11 atteint la valeur V0. Ensuite, après avoir déchargé de nouveau le condensateur 16, sur la borne 14 on engendre un potentiel Vcc pour que le transistor 24 soit conducteur et les bornes 12, 13 et 15 sont à la masse pour que les. transistors correspondants 22, 23 et 25. soient bloqués et on détermine le temps t'2 au bout duquel le potentiel sur la borne 11 atteint la valeur V0. La valeur 'de la résistance entre les bornes 19 et 193 est C0 P. On peut écrire: To determine the position of the slider 193 of the potentiometer 19 is carried out in a manner similar to that described above, namely that is determined firstly the discharge time t1 through the resistor 17. Then the capacitor is discharged 16, and is recharged through the total resistance of the potentiometer 19 in series with the resistor 17 by making the transistor 25 conductive through a potential V c on the terminal 15, the other terminals 12 to 14 then being grounded, so that the corresponding transistors 22, 23 and 24 are blocked, and the time t2 at which the potential on the terminal 11 reaches the value V0 is determined. Then, after having discharged the capacitor 16 again, on the terminal 14 a potential Vcc is generated so that the transistor 24 is conducting and the terminals 12, 13 and 15 are grounded so that the. Corresponding transistors 22, 23 and 25 are blocked and the time T 2 at which the potential on terminal 11 reaches the value V 0 is determined. The value of the resistance between terminals 19 and 193 is C0 P. We can write:
t2 (P + RO) C.K.t2 (P + RO) C.K.
t2 t1 = P.C.K.t2 t1 = P.C.K.
t2 1 ( P + R) C.K.t2 1 (P + R) C.K.
t'2 =(<P+ R0) O. K.t2 = (<P + R0) O. K.
t2 - t!: P.C.K.t2 - t !: P.C.K.
d'o: 1= t2 t1 t2 - tI La position du curseur 193 est représentée par le nombre " qui est indépendant de la valeur P de la résistance totale du potentiomètre 19. On peut ainsi afficher avec précision une grandeur bien que la valeur de la résistance totale du potentiomètre ne soit connue qu'avec une faible précision. Le potentiomètre 19 peut être utilisé dans un lave-linge pour l'affichage de la température désirée de l'eau de lavage, pour afficher la vitesse de rotation désirée pour le tambour lors de l'essorage ou encore pour afficher la charge de linge introduite dans le tambour, le microprocesseur 10 déterminant alors les divers paramètres du lavage en fonction de The position of the cursor 193 is represented by the number which is independent of the value P of the total resistance of the potentiometer 19. It is thus possible to accurately display a quantity although the value of the total resistance of the potentiometer is known only with low precision The potentiometer 19 can be used in a washing machine to display the desired temperature of the wash water, to display the desired speed of rotation for the drum during spinning or to display the load of laundry introduced into the drum, the microprocessor 10 then determining the various parameters of the washing as a function of
cette charge ainsi affichée.-this charge thus displayed.-
Le microprocesseur 10, le condensateur 16, la résistance 17 ainsi que les résistances 21, 52, 53, 54, 55 et les transistors 22, 23, 24, 25 en même temps que la source d'alimentation de la borne 20 sont habituellement disposés sur une.même plaquette 40 de circuit imprimé qui présente alors quatre entrées 41, 42, 43 et 44 reliées. aux collecteurs des transistors respectivement 22, 23, 24 et 25. Ainsi la résistance 18 sera connectée entre les bornes 41 et 42- tandis que la prise 193 est reliée à la borne 43. Le potentiomètre 19 The microprocessor 10, the capacitor 16, the resistor 17 and the resistors 21, 52, 53, 54, 55 and the transistors 22, 23, 24, 25 at the same time as the supply source of the terminal 20 are usually arranged on a same printed circuit board 40 which then has four inputs 41, 42, 43 and 44 connected. to the collectors of the transistors respectively 22, 23, 24 and 25. Thus the resistor 18 will be connected between the terminals 41 and 42- while the socket 193 is connected to the terminal 43. The potentiometer 19
est connecté entre les bornes 41 et 44. is connected between terminals 41 and 44.
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