JP2007329552A - 機能設定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電圧信号出力端子同士がショートした場合に、ショートした２つの電圧信号出力端子の端子電圧が不定電圧値になることを防ぐこと。
【解決手段】 電圧供給部２とアース部３と電圧信号出力端子８・９と第１接続部４・６と第２接続部５・７とを備える機能設定装置１において、第１接続部４・６に接続されるプルアップ抵抗の抵抗値と、第２接続部５・７に接続されるプルダウン抵抗の抵抗値と、を異なる値とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイコン等の電子機器の機能を設定する機能設定装置に関する。

近年、携帯電話、冷蔵庫、カーナビゲーションシステム等には、マイコンが用いられている。

マイコンには、機能設定端子が設けられている。マイコンは、この機能設定端子に入力される信号のレベルに応じて、自らの機能設定を行う。

例えば、機能Ａと機能Ｂとを持つマイコンがあり、機能設定端子に、Ｈｉｇｈレベルの信号(以下、Ｈレベル信号と称する)を与えたときは機能Ａが設定され、Ｌｏｗレベルの信号(以下、Ｌレベル信号と称する)を与えたときは機能Ｂが設定される。

マイコンは、機能設定端子に印加された電圧を信号として認識し、電圧値によって、Ｈレベル信号又はＬレベル信号を決める。Ｈレベル信号と認識する最低電圧値(以下、ＶＩＨと称する)、Ｌレベル信号と認識する最高電圧値(以下、ＶＩＬと称する)は、マイコンの仕様によって異なった値となる。

機能設定装置は、機能設定端子に印加する電圧を出力する。機能設定装置の回路構成の一例として、電圧供給部と、アース部と、マイコンの機能設定端子に接続される電圧信号出力端子と、電圧供給部と電圧信号出力端子との間に抵抗を接続できる接続部と、アース部と電圧信号出力端子との間に抵抗を接続できる接続部と、これら２つの接続部のどちらかに接続される抵抗と、を有する部分回路を複数備えているものが挙げられる(特許文献１参照)。

この抵抗を電圧供給部と電圧出力端子との間に接続すると(以下、この抵抗をプルアップ抵抗と称する)、電圧供給部の所定電圧が機能設定端子に印加され、マイコンは、印加された電圧をＨレベル信号と認識する。また、この抵抗をアース部と電圧信号出力端子との間に接続すると(以下、この抵抗をプルダウン抵抗と称する)、グランドレベルの電圧が機能設定端子に印加され、マイコンは、印加された電圧をＬレベル信号と認識する。
特開平５−１４３２５５号公報

しかし、特許文献１の技術では、プルアップ抵抗が接続された部分回路とプルダウン抵抗が接続された部分回路との電圧信号出力端子同士が、半田ブリッジ等何らかの理由でショートした場合、プルアップ抵抗とプルダウン抵抗との抵抗値が同じであるために、電圧信号出力端子の端子電圧は、電圧供給部の電圧値の半分になり、不定電圧値になってしまう。

不定電圧値とは、マイコンが、入力電圧がＨレベル信号かＬレベル信号かの判断を確定することができない電圧値であり、値の範囲は、ＶＩＬより大きくＶＩＨ未満である。

例えば、マイコンのＶＩＨを３．１５Ｖ、ＶＩＬを１．３５Ｖ、電圧供給部の電圧を５Ｖとする。このとき、ショートした２つの電圧信号出力端子の端子電圧は２．５Ｖとなり、不定電圧値となってしまう。

このマイコンによる認識の不確定状態の発生要因としては、温度、湿度等のマイコンの設置された環境条件、マイコン電源電圧の変動、入力ポートの内部回路(電圧比較器)のばらつきによるスレッショルド電圧の個体差等が挙げられる。そのため、電圧信号出力端子同士がショートした場合に、マイコンの動作が不確定な状態となる。

本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、電圧信号出力端子同士がショートした場合に、電圧信号出力端子の端子電圧が不定電圧値になることを防ぐことである。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の機能設定装置は、
電子機器に設けられた少なくとも２以上の機能設定端子のそれぞれに、当該電子機器の機能に応じて選択的に接続される、Ｈレベル信号用プルアップ抵抗又はＬレベル信号用プルダウン抵抗を備えた機能設定装置において、
前記プルアップ抵抗の第１抵抗値と前記プルダウン抵抗の第２抵抗値とを互いに異ならせたことを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の機能設定装置において、
前記第１抵抗値と前記第２抵抗値とは、電子機器におけるＨ／Ｌの信号レベルの判定性能に応じて設定されることを特徴としている。

本発明によれば、プルアップ抵抗の抵抗値とプルダウン抵抗の抵抗値とを互いに異ならせるため、電圧信号出力端子同士がショートした場合に、端子電圧が不定電圧値になることを防ぐことができる。

〔全体構成〕
以下、本発明に係る機能設定装置の実施形態について図１〜図３を参照して説明する。まず、図１を参照して、機能設定装置の構成を説明する。

図１に示すように、機能設定装置１は、第１部分回路１０と第２部分回路１１とを有する。また、各部分回路１０・１１がそれぞれ備える電圧信号出力端子８・９が、マイコン１２に備えられた２つの機能設定端子(図示せず)のそれぞれに、接続されている。

マイコン１２は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)と、ＲＯＭ(Read Only Memory)と、ＲＡＭ(Random Access Memory)と、電圧信号出力端子から信号を受け取る２つの機能設定端子と、を有して構成されている。この機能設定端子に入力される電圧信号によって、機能が設定される。

例えば、マイコンのＲＯＭには、４つのデータテーブルＴＡ・ＴＢ・ＴＣ・ＴＤが記憶されており、電圧信号出力端子８・９から入力された電圧信号に応じて、いずれか１つのデータテーブルを選択し、ＲＡＭにロードする。即ち、マイコンは、電圧信号出力端子８からＨレベル信号を、電圧信号出力端子９からＨレベル信号を受け取った場合にデータテーブルＴＡをＲＡＭにロードし、電圧信号出力端子８からＨレベル信号を、電圧信号出力端子９からＬレベル信号を受け取った場合に、データテーブルＴＢをＲＡＭにロードする。また、電圧信号出力端子８からＬレベル信号を、電圧信号出力端子９からＨレベル信号を受け取った場合にデータテーブルＴＣをＲＡＭにロードし、電圧信号出力端子８からＬレベル信号を、電圧信号出力端子９からＬレベル信号を受け取った場合に、データテーブルＴＤをＲＡＭにロードする。

第１部分回路１０は、図１に示すように電圧供給部２と、アース部３と、電圧信号出力端子８と、電圧供給部２と電圧信号出力端子８とを抵抗で接続可能な第１接続部４と、アース部３と電圧信号出力端子８とを抵抗で接続可能な第２接続部５と、を備える。また、詳細は後述するが、第１接続部４又は第２接続部５のいずれか一方に、プルアップ抵抗又はプルダウン抵抗が接続されるようになっている。

第１接続部４にプルアップ抵抗が接続されれば、プルアップ抵抗の抵抗値に関係なく、電圧供給部２により所定電圧(例えば５Ｖ)が電圧信号出力端子８に印加される。また、第２接続部５にプルダウン抵抗が接続されれば、プルダウン抵抗の抵抗値に関係なく、電圧信号出力端子８はグランドレベルになる。

ここで、第１接続部４に接続されるプルアップ抵抗の抵抗値をｒ１とし、第２接続部５に接続されるプルダウン抵抗の抵抗値をｒ２とした場合、両抵抗は互いに異なる値(ｒ１≠ｒ２)に設定される。

このように両抵抗を互いに異なる値(ｒ１≠ｒ２)とすることにより、第１接続部４にプルアップ抵抗が接続され、後述する第２接続部７にプルダウン抵抗が接続されているときに、又は、第２接続部５にプルダウン抵抗が接続され、後述する第１接続部６にプルアップ抵抗が接続されているときに、電圧信号出力端子８・９がショートした場合、マイコンに入力される端子電圧を、電圧供給部の半分の電圧と異なる値にすることができる。ここで、ｒ１＞ｒ２のとき、ｒ１とｒ２との差が大きければ大きいほど、端子電圧はグランドレベルに近づく。また、ｒ１＜ｒ２のとき、電源電圧値に近づく。そのため、端子電圧がマイコンの不定電圧範囲になることを防止することができる。

また、端子電圧がマイコンの不定電圧範囲になることをより確実に防ぐために、抵抗値ｒ１とｒ２とをマイコンのＨ／Ｌの信号レベルの判定性能等に応じて設定することが好ましい。

すなわち、信号レベルの判定性能は、例えばマイコンの入力ポートに設けられた入力信号レベルのＨ／Ｌ判定回路(電圧比較回路、図示せず)に使用されている基準電圧発生器の精度(製造誤差等の個体差)に依存し、また、入力ポートの電圧比較回路の動作は周囲の湿度や温度等の環境条件や、電源電圧の変動等の影響を受けるからである。

このようなことを考慮して、両抵抗値の関係を好ましくは、ｒ１≫ｒ２、又はｒ１≪ｒ２となるように設定する。ｒ１≫ｒ２、又はｒ１≪ｒ２の最適値は、具体的には、上述の予想しうるマイコン電源電圧の変動、使用するマイコンの性能に依存する個体差、あるいはマイコンが使用される環境条件(温度、湿度等)を考慮して経験的実験的に求められる。

第２部分回路１１は、図１に示すように電圧供給部２と、アース部３と、電圧信号出力端子９と、電圧供給部２と電圧信号出力端子９とを抵抗で接続可能な第１接続部６と、アース部３と電圧信号出力端子９とを抵抗で接続可能な第２接続部７と、を備える。また、詳細は後述するが、第１接続部６又は第２接続部７のいずれか一方に、プルアップ抵抗又はプルダウン抵抗が接続されるようになっている。

第１接続部６にプルアップ抵抗が接続されれば、プルアップ抵抗の抵抗値に関係なく、電圧供給部２により所定電圧(例えば５Ｖ)が電圧信号出力端子９に印加される。また、第２接続部７にプルダウン抵抗が接続されれば、プルダウン抵抗の抵抗値に関係なく、電圧信号出力端子９はグランドレベルになる。

ここで、第１接続部６に接続されるプルアップ抵抗の抵抗値をｒ１とし、第２接続部７に接続されるプルダウン抵抗の抵抗値をｒ２とした場合、第１部分回路１０の抵抗値と同様、両抵抗は互いに異なる値(ｒ１≠ｒ２)に設定される。

〔機能設定装置の具体的な動作〕
具体的な動作例を図２を用いて説明する。以下、マイコンのＶＩＨを３．１５Ｖ、ＶＩＬを１．３５Ｖとし、電圧供給部２の電圧を５Ｖとし、プルアップ抵抗Ｒｕ１の抵抗値を４７ｋΩ、プルダウン抵抗Ｒｄ１の抵抗値を１０ｋΩとする。

例えば、マイコン１２のＲＯＭからＲＡＭに、データテーブルＴＢをロードする場合、電圧信号出力端子８にＶＩＨ(３．１５Ｖ)以上の電圧値を印加し、電圧信号出力端子９にＶＩＬ(１．３５Ｖ)以下の電圧値を印加しなければならないので、第１接続部４にプルアップ抵抗Ｒｕ１を接続し、第２接続部７にプルダウン抵抗Ｒｄ１を接続する。また、半田ブリッジ１３によって、電圧信号出力端子８と電圧信号出力端子９とがショートしたとする。

このとき、電圧信号出力端子８、電圧信号出力端子９の端子電圧は、共に、０．８８Ｖ(≒(１０÷(４７＋１０))×５)となり、ＶＩＬ以下の電圧値が印加されるため、マイコン１２が電圧信号出力端子８、電圧信号出力端子９から受け取る信号は、共にＬレベル信号と認識される。よって、マイコン１２は、データテーブルＴＤをＲＡＭにロードする。

このように、データテーブルＴＢをロードするようなマイコン１２の機能設定において、データテーブルＴＤがロードされていた場合、電圧信号出力端子８と電圧信号出力端子９とがショートしたということを予測できる。

次に、マイコン１２のＲＯＭからＲＡＭに、データテーブルＴＣをロードする場合を図３を用いて説明する。以下、マイコンのＶＩＨを３．１５Ｖ、ＶＩＬを１．３５Ｖとし、電圧供給部２の電圧を５Ｖとし、プルアップ抵抗Ｒｕ２の抵抗値を４７ｋΩ、プルダウン抵抗Ｒｄ２の抵抗値を１０ｋΩとする。この場合、電圧信号出力端子８にＶＩＬ(１．３５Ｖ)以下の電圧値を印加し、電圧信号出力端子９にＶＩＨ(３．１５Ｖ)以上の電圧値を印加しなければならないので、第２接続部５にプルダウン抵抗Ｒｄ２を接続し、第１接続部６にプルアップ抵抗Ｒｕ２を接続する。また、半田ブリッジ１３によって、電圧信号出力端子８と電圧信号出力端子９とがショートしたとする。

このとき、電圧信号出力端子８、電圧信号出力端子９の電圧は、共に、０．８７Ｖとなり、ＶＩＬ以下の電圧値が印加されるため、マイコン１２が電圧信号出力端子８、電圧信号出力端子９から受け取る信号は、共にＬレベル信号と認識される。よって、マイコン１２は、データテーブルＴＤをＲＡＭにロードする。

このように、データテーブルＴＣをロードするようなマイコン１２の機能設定において、データテーブルＴＤがロードされていた場合、電圧信号出力端子８、電圧信号出力端子９がショートしたということを予測できる。

〔実用例〕
次に、実用例として、製造されるマイコンが、ａ国、ｂ国、ｃ国、ｄ国の４カ国のいずれかにおいて使用されるものとして、以下、ｂ国仕向け用のマイコンの製造工程時について説明する。

ここで、データテーブルＴＡをａ国仕向け用、データテーブルＴＢをｂ国仕向け用、データテーブルＴＣをｃ国仕向け用、データテーブルＴＤをｄ国仕向け用とする。各データテーブルは、マイコンの製造工程時に、仕向け国ごとに、ＲＡＭへロードされる。

製造工程の途中で、半田ブリッジ等によって、機能設定装置の電圧信号出力端子同士がショートした場合、電圧信号出力端子８・９は共にＬレベル信号となり、ｄ国用のデータテーブルＴＤをＲＡＭにロードしてしまう。なお、ショートの原因としては、結露等も挙げられる。

よって、ｂ国仕向け用のマイコンの製造工程において、ｄ国仕向け用のデータテーブルＴＤがＲＡＭにロードされている場合は、半田ブリッジ等によって、電圧信号出力端子同士がショートしてしまったと予測できる。

〔変形例〕
尚、具体的な動作例、実用例では、マイコンの機能設定端子と機能設定装置の電圧信号出力端子とが、それぞれ２つの場合について説明したが、３つ以上としても、上述した不定電圧を防止するのと同様の効果を得る。

また、電圧信号出力端子に接続する電子機器を、マイコンとしたが、その他の電子機器としてもよい。

また、機能設定装置の回路構成は、上述した例に限られるものではなく、例えば次のように、異なった電圧値を供給する２つの電圧供給回路と、２つの電圧供給部に切替接続する切替スイッチと、スイッチに接続された電圧信号出力端子と、を持ち、２つの電圧供給回路内の抵抗値が異なっている部分回路を複数持っているとしてもよい。

このように、プルアップ抵抗とプルダウン抵抗との抵抗値が異なる機能設定装置であれば、上述した具体的な動作例、実用例以外の場合でも、本発明は適宜利用可能である。

本実施形態における機能設定装置の電子回路図。 半田ブリッジが起きた場合の機能設定装置の電子回路図の例１。 半田ブリッジが起きた場合の機能設定装置の電子回路図の例２。

符号の説明

１ 機能設定装置
２ 電圧供給部
３ アース部
４ 第１接続部
５ 第２接続部
６ 第１接続部
７ 第２接続部
８ 電圧信号出力端子
９ 電圧信号出力端子
１０ 第１部分回路
１１ 第２部分回路
１２ マイコン
１３ 半田ブリッジ
Ｒｕ１ プルアップ抵抗
Ｒｄ１ プルダウン抵抗
Ｒｕ２ プルアップ抵抗
Ｒｄ２ プルダウン抵抗

Claims (2)

1. 電子機器に設けられた少なくとも２以上の機能設定端子のそれぞれに、当該電子機器の機能に応じて選択的に接続される、Ｈレベル信号用プルアップ抵抗又はＬレベル信号用プルダウン抵抗を備えた機能設定装置において、
   前記プルアップ抵抗の第１抵抗値と前記プルダウン抵抗の第２抵抗値とを互いに異ならせたことを特徴とする機能設定装置。
2. 前記第１抵抗値と前記第２抵抗値とは、電子機器におけるＨ／Ｌの信号レベルの判定性能に応じて設定されることを特徴とする請求項１に記載の機能設定装置。
   

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