FR2767234A1 - BUFFER CIRCUIT FOR THE OUTPUT OF A MICROPROCESSOR - Google Patents
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Abstract
Le circuit tampon, situé entre une sortie (11) d'un microprocesseur (1) et un organe de réglage (3) dans un véhicule automobile, comprend : - un circuit de comparaison (2), dont une entrée (21) est reliée à la sortie (11) du microprocesseur (1) et qui, lorsqu'est atteint sur l'entrée (21) un niveau déterminé de tension, commute entre un niveau haut et un niveau bas, qui est appliqué à l'organe de réglage (3), et- un accumulateur d'énergie (C) servant à réaliser un effet tampon sur l'entrée (21) du circuit de comparaison.The buffer circuit, located between an output (11) of a microprocessor (1) and an adjustment member (3) in a motor vehicle, comprises: - a comparison circuit (2), one input (21) of which is connected at the output (11) of the microprocessor (1) and which, when a determined voltage level is reached at the input (21), switches between a high level and a low level, which is applied to the regulating member (3), and- an energy accumulator (C) serving to achieve a buffer effect on the input (21) of the comparison circuit.
Description
i L'invention concerne un circuit tampon situé entre une sortie d'uni The invention relates to a buffer circuit located between an output of a
microprocesseur et un organe de réglage dans un véhicule automobile, ainsi qu'un procédé de maintien de l'état momentané d'un organe de réglage, commandé par un microprocesseur, pendant une chute de l'alimentation en tension. Pendant l'opération de démarrage du moteur d'un véhicule automobile, il se produit des chutes de tension jusqu'à + 3 volts pendant quelques 10 ms à 100 ms. Lors de telles chutes de tension, des systèmes à microprocesseur passent en général à l'état de réinitialisation. Les sorties passent alors dans un état à haute impédance et la fonction momentanément exécutée est interrompue. Pour l'éviter, il est possible de réaliser un effet tampon sur le système à microprocesseur, y compris un circuit électronique auxiliaire, au moyen d'un condensateur. Etant donné que la consommation de courant d'un tel système peut être de l'ordre de 80 mA, une très grande capacité, donc microprocessor and an adjusting member in a motor vehicle, as well as a method of maintaining the momentary state of an adjusting member, controlled by a microprocessor, during a drop in the voltage supply. During the engine starting operation of a motor vehicle, voltage drops up to + 3 volts occur for some 10 ms to 100 ms. In such voltage drops, microprocessor based systems generally enter the reset state. The outputs then go into a high impedance state and the function temporarily executed is interrupted. To avoid this, it is possible to achieve a buffer effect on the microprocessor system, including an auxiliary electronic circuit, by means of a capacitor. Since the current consumption of such a system can be of the order of 80 mA, a very large capacity, therefore
un composant cher et de grandes dimensions, est nécessaire. an expensive and large component is required.
Par la demande de brevet EP 0 143 313 A2, il est connu de verrouiller l'organe de réglage pendant la durée de la chute de la tension d'alimentation. Un microprocesseur ne passe alors dans l'état de réinitialisation que lorsque la tension d'alimentation franchit vers le bas une valeur de seuil pour laquelle le microprocesseur n'est plus apte à fonctionner. Cela permet que, lors d'une chute de tension pour laquelle la valeur de seuil n'est pas encore atteinte pour le microprocesseur, un verrouillage de l'organe de réglage n'ait lieu que pour la durée de la chute de tension et non pas en sus pour la durée d'un redémarrage du microprocesseur. L'invention a pour but de maintenir le fonctionnement d'un organe de réglage commandé par un microprocesseur même lorsqu'en raison d'une chute de la tension d'alimentation, le microprocesseur est passé dans l'état de réinitialisation. Conformément à l'invention, ce but est atteint par un circuit tampon, situé entre une sortie d'un microprocesseur et un organe de réglage dans un véhicule automobile, qui comprend: - un circuit de comparaison, dont une entrée est reliée à la sortie du microprocesseur et qui, lorsqu'est atteint sur l'entrée un niveau déterminé de tension, commute entre un niveau haut et un niveau bas, qui est appliqué à l'organe de réglage, et - un accumulateur d'énergie servant à réaliser un By patent application EP 0 143 313 A2, it is known to lock the adjustment member for the duration of the drop in the supply voltage. A microprocessor then goes into the reset state only when the supply voltage crosses down a threshold value for which the microprocessor is no longer able to operate. This allows that, during a voltage drop for which the threshold value is not yet reached for the microprocessor, a locking of the adjustment member takes place only for the duration of the voltage drop and not not extra for the duration of a restart of the microprocessor. The object of the invention is to maintain the operation of an adjustment member controlled by a microprocessor even when, due to a drop in the supply voltage, the microprocessor has gone into the reset state. According to the invention, this object is achieved by a buffer circuit, located between an output of a microprocessor and an adjustment member in a motor vehicle, which comprises: - a comparison circuit, one input of which is connected to the output of the microprocessor and which, when a determined voltage level is reached on the input, switches between a high level and a low level, which is applied to the regulating member, and - an energy accumulator used to carry out a
effet tampon sur l'entrée du circuit de comparaison. buffer effect on the input of the comparison circuit.
Le circuit tampon conforme à l'invention peut aussi comporter une ou plusieurs des particularités suivantes: - le circuit de comparaison est une bascule de Schmitt, - l'accumulateur d'énergie est un condensateur qui est connecté en parallèle à l'entrée du circuit de comparaison, - la constante de temps du condensateur tampon et de la résistance de décharge a une valeur telle que, pendant une chute habituelle de la tension d'alimentation pendant une opération de démarrage, le niveau de tension à l'entrée du circuit de comparaison n'atteint pas la valeur de seuil, - une diode est connectée en sens direct entre la sortie du microprocesseur et l'alimentation en tension du The buffer circuit according to the invention can also include one or more of the following features: - the comparison circuit is a Schmitt flip-flop, - the energy accumulator is a capacitor which is connected in parallel to the input of the circuit comparison, - the time constant of the buffer capacitor and the discharge resistance has a value such that, during a usual fall in the supply voltage during a starting operation, the voltage level at the input of the comparison does not reach the threshold value, - a diode is connected in the direct direction between the microprocessor output and the voltage supply of the
circuit de comparaison.comparison circuit.
L'invention a aussi pour objet un procédé de maintien de l'état momentané d'un organe de réglage, commandé par un microprocesseur, pendant une chute de l'alimentation en tension dans le réseau de bord d'un véhicule automobile, comportant les étapes consistant à: - commander un circuit de comparaison au moyen d'une sortie d'un microprocesseur, - réaliser un effet tampon sur l'entrée du circuit de comparaison au moyen d'un accumulateur d'énergie, et - commuter entre un niveau haut et un niveau bas un signal de sortie du circuit de comparaison qui est appliqué à l'organe de réglage, lorsque le niveau de tension à l'entrée du circuit de comparaison atteint une valeur de The invention also relates to a method for maintaining the momentary state of an adjustment member, controlled by a microprocessor, during a drop in the voltage supply in the on-board network of a motor vehicle, comprising the steps consisting in: - controlling a comparison circuit by means of an output of a microprocessor, - achieving a buffer effect on the input of the comparison circuit by means of an energy accumulator, and - switching between a level high and low level an output signal of the comparison circuit which is applied to the regulating member, when the voltage level at the input of the comparison circuit reaches a value of
seuil déterminée.threshold determined.
La réalisation, conforme à l'invention, d'un effet tampon sur une sortie d'un microprocesseur convient notamment pour des fonctions présentes dans un véhicule automobile, telles que démarreur, essuie-glace, lunette arrière, chauffage de siège, éclairage intérieur, feux clignotants et analogues, qui sont commandées au moyen du The production, in accordance with the invention, of a buffer effect on an output of a microprocessor is particularly suitable for functions present in a motor vehicle, such as a starter, wiper, rear window, seat heating, interior lighting, flashing lights and the like, which are controlled by the
port d'un microcontrôleur.wearing a microcontroller.
Bien qu'un effet tampon soit réalisé sur la sortie du microprocesseur au moyen d'un accumulateur d'énergie qui nécessite un certain temps de charge et de décharge, une commutation définie et rapide de la fonction à activer est assurée. Cela présente en particulier de l'importance lorsqu'un relais est commandé par le microprocesseur. Une opération rapide de commutation donne d'une manière certaine l'assurance qu'il est évité que les contacts de Although a buffer effect is achieved on the output of the microprocessor by means of an energy accumulator which requires a certain time of charging and discharging, a defined and rapid switching of the function to be activated is ensured. This is particularly important when a relay is controlled by the microprocessor. A quick switching operation gives a certain assurance that the contacts of the
relais ne se soudent.relays do not solder.
L'agencement de l'accumulateur d'énergie entre la sortie d'un microprocesseur et l'entrée d'un circuit de comparaison à haute impédance permet le maintien d'une fonction au moyen d'une quantité d'énergie relativement faible. C'est pourquoi il est possible d'utiliser comme The arrangement of the energy accumulator between the output of a microprocessor and the input of a high-impedance comparison circuit allows the maintenance of a function by means of a relatively small amount of energy. This is why it is possible to use as
accumulateur d'énergie un condensateur à structure SMD. energy accumulator a condenser with SMD structure.
D'autres avantages, particularités et possibilités Other advantages, features and possibilities
d'application de l'invention ressortent de la description of application of the invention appear from the description
d'un exemple de réalisation qui suit en regard du dessin. of an exemplary embodiment which follows with reference to the drawing.
On voit: à la figure 1, un microcontrôleur qui commande un We see: in Figure 1, a microcontroller which controls a
organe de réglage.adjuster.
Un microprocesseur, utilisé en tant que microcontrôleur 1, comporte une sortie ou port 11 qui, par l'intermédiaire d'un organe de réglage 3, commande un A microprocessor, used as a microcontroller 1, has an output or port 11 which, by means of an adjustment member 3, controls a
moteur d'essuie-glace d'un véhicule automobile. motor vehicle wiper motor.
A l'endroit du port 11 du microcontrôleur, lorsqu'un niveau élevé se présente, un condensateur tampon C est chargé au moyen d'une résistance Ri (10 k 2Q).Le condensateur tampon est un composant SMD d'une capacité de 1 gF/6,2 V. Le condensateur tampon se décharge par la résistance R2 (510 kQ). Le condensateur C se décharge en outre par la résistance Ri lorsque le port 11 est passé à un niveau bas. Ainsi, lors d'une chute de tension lorsque le port 11 est à haute impédance, il se présente une constante de temps d'environ 500 ms pour la décharge du condensateur C par la résistance R2. La résistance Rl à valeur relativement basse donne l'assurance que le condensateur C se charge et se décharge relativement rapidement lorsqu'une commutation entre un niveau bas et un niveau haut a lieu sur le port 11. On a cependant l'assurance que le niveau haut est maintenu suffisamment longtemps par le condensateur C sur l'entrée 21 à haute At the location of port 11 of the microcontroller, when a high level occurs, a buffer capacitor C is charged by means of a resistor Ri (10 k 2Q). The buffer capacitor is an SMD component with a capacity of 1 gF / 6.2 V. The buffer capacitor discharges through resistor R2 (510 kQ). The capacitor C is also discharged by the resistor Ri when the port 11 has passed to a low level. Thus, during a voltage drop when the port 11 is at high impedance, there is a time constant of approximately 500 ms for the discharge of the capacitor C by the resistor R2. Resistor R1 at relatively low value gives the assurance that the capacitor C charges and discharges relatively quickly when a switching between a low level and a high level takes place on port 11. However, it is certain that the level high is maintained long enough by capacitor C on input 21 at high
impédance du circuit de comparaison 2. impedance of the comparison circuit 2.
Le condensateur tampon C est monté en parallèle avec le microcontrôleur 1 et à une entrée 21 d'un circuit de comparaison 2. Une diode D est connectée en sens direct du condensateur tampon vers la tension d'alimentation d'un comparateur 22 du circuit de comparaison 2. Cela empêche qu'en cas de chute de tension dans le réseau de bord, la tension d'alimentation sur le comparateur 22 ne diminue nettement au- dessous du potentiel présent à l'entrée 21 du circuit de comparaison et donc du comparateur 22. Le comparateur est ainsi de ce fait protégé d'une The buffer capacitor C is mounted in parallel with the microcontroller 1 and to an input 21 of a comparison circuit 2. A diode D is connected in the direct direction of the buffer capacitor to the supply voltage of a comparator 22 of the circuit of comparison 2. This prevents that, in the event of a voltage drop in the on-board network, the supply voltage on the comparator 22 does not decrease significantly below the potential present at the input 21 of the comparison circuit and therefore of the comparator 22. The comparator is thus thereby protected from
détérioration.deterioration.
Le circuit de comparaison 2 est une bascule de Schmitt non inverseuse. Un seuil de commutation est réglé au moyen des résistances R5 (100 kQ) et R6 (100 kQ), ce seuil de commutation valant ici 2,5 V lorsqu'une tension d'alimentation Vcc de 5 V est appliquée à R6. Lors d'une chute de tension dans le réseau de bord, la tension d'alimentation de 5 V appliquée à la résistance R6 chute aussi jusqu'à des valeurs d'environ 2 V, de sorte que le seuil de commutation a alors une valeur d'environ 1 V. C'est pourquoi, il suffit dans ce cas que le condensateur tampon maintienne un potentiel relativement faible à l'entrée 21 du circuit de comparaison pour maintenir un The comparison circuit 2 is a non-inverting Schmitt flip-flop. A switching threshold is set by means of resistors R5 (100 kQ) and R6 (100 kQ), this switching threshold here being 2.5 V when a supply voltage Vcc of 5 V is applied to R6. When there is a voltage drop in the on-board network, the 5 V supply voltage applied to the resistor R6 also drops to values of around 2 V, so that the switching threshold then has a value approximately 1 V. This is why, it is sufficient in this case that the buffer capacitor maintains a relatively low potential at the input 21 of the comparison circuit to maintain a
niveau haut fourni précédemment sur le port 11. high level previously supplied on port 11.
Les résistances R3 (10 kQ) et R4 (1 MQ 2) ont des valeurs telles qu'il s'établit un facteur élevé d'amplification et que le circuit fonctionne dans le domaine de saturation. Le circuit de comparaison 2 a pour effet que seuls sont fournis un niveau haut et un niveau bas définis. Même lorsque la tension de commande appliquée à l'entrée 21 du circuit de comparaison diminue lentement, The resistors R3 (10 kQ) and R4 (1 MQ 2) have values such that a high amplification factor is established and the circuit operates in the saturation range. The comparison circuit 2 has the effect that only a defined high level and low level are provided. Even when the control voltage applied to the input 21 of the comparison circuit decreases slowly,
il se produit une commutation rapide. rapid switching occurs.
Le signal de sortie produit par le circuit de comparaison 2 commande l'organe de réglage 3. L'organe de réglage 3 comprend un relais 31 au moyen duquel un moteur d'essuie-glace est alimenté en énergie. Le relais est commandé au moyen d'un transistor T. Le transistor T est un transistor NPN bipolaire ou un transistor à effet de champ (FET) à canal N. Si, à la place d'un comparateur non inverseur, on choisit un comparateur inverseur, le relais est commandé au moyen d'un transistor PNP ou d'un FET à canal P si le signal de commande doit posséder la même polarité que le signal fourni par le port 11 du microcontrâleur 1. La résistance R7 (10 kQ) protège le The output signal produced by the comparison circuit 2 controls the adjusting member 3. The adjusting member 3 comprises a relay 31 by means of which a wiper motor is supplied with energy. The relay is controlled by means of a transistor T. The transistor T is a bipolar NPN transistor or an N-channel field effect transistor (FET) If, instead of a non-inverting comparator, a comparator is chosen inverter, the relay is controlled by means of a PNP transistor or a P-channel FET if the control signal must have the same polarity as the signal supplied by port 11 of the microcontroller 1. The resistor R7 (10 kQ) protect it
transistor T d'une détérioration.transistor T of deterioration.
Si l'alimentation en tension du microcontrôleur 1 diminue au-dessous de la tension de fonctionnement admissible, le microcontrôleur passe à l'état de réinitialisation. Le port 11 est commuté en état de haute impédance. La capacité de 1 iF du condensateur tampon suffit, en raison de la résistance d'entrée élevée du circuit de comparaison 2, pour compenser une chute de tension de plus de + 3 V pendant 500 ms. Un niveau haut fourni sur le port 11 avant la chute de tension est maintenu par le condensateur tampon C au-dessus du seuil de commutation du comparateur 22 pendant une durée assez longue. Lors d'un changement du niveau entre le niveau haut et le niveau bas sur le port 11 ou lors d'une chute de tension assez longue lors de laquelle le potentiel existant sur le condensateur diminue au-dessous du seuil de If the voltage supply of microcontroller 1 decreases below the admissible operating voltage, the microcontroller enters the reset state. Port 11 is switched to a high impedance state. The capacity of 1 iF of the buffer capacitor is sufficient, due to the high input resistance of the comparison circuit 2, to compensate for a voltage drop of more than + 3 V for 500 ms. A high level supplied on port 11 before the voltage drop is maintained by the buffer capacitor C above the switching threshold of comparator 22 for a fairly long period. When the level changes between high and low on port 11 or during a fairly long voltage drop during which the potential existing on the capacitor decreases below the threshold of
commutation, il se produit, malgré cela, grâce au circuit de comparaison 2, une commutation rapide entre les niveaux. C'est pourquoi les contacts du relais 31 sont empêchés5 d'une manière fiable de se souder. switching, despite this, thanks to the comparison circuit 2, rapid switching between the levels. This is why the contacts of relay 31 are reliably prevented from soldering.
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