JP2017228204A

JP2017228204A - 制御回路

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Publication number: JP2017228204A
Application number: JP2016125484A
Authority: JP
Inventors: 栗原　武弘; Takehiro Kurihara; 武弘栗原; 恭平山口; Kyohei Yamaguchi
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2017-12-28

Abstract

【課題】マイコンの入力を制御する回路点数を削減する。【解決手段】制御回路は、第１入力ポート（Ｐ１）および第２入力ポート（Ｐ２）を有するマイクロコンピュータ（１０）と、電源（１３）と、第１の抵抗（Ｒ４４）と、マイクロコンピュータに機能を設定するためのショートコネクタ（１４）が着脱自在に接続される第１コネクタピン（１４１）と第２コネクタピン（１４２）と、を備え、第１の抵抗（Ｒ４４）は、一端に電源が接続され、他端に第１入力ポート（Ｐ１）と第１コネクタピン（１４１）が接続される。【選択図】図１

Description

本発明はマイクロコンピュータを備える制御回路に関し、特に、マイクロコンピュータの入出力を制御する制御回路に関する。

従来の回路基板では、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略称する場合がある）の入力ポートが、ノイズ等の影響を受けるような空きポートとならないように構成される。例えば、特許文献１（特開２００５−２５８４９４号公報）に開示されるように、マイコンの入力ポートには、プルダウン抵抗またはプルアップ抵抗を経由して、ＧＮＤ（グランドまたは接地）電圧または電源Ｖｃｃの電圧が入力されるよう構成される。

特開２００５−２５８４９４号公報

上記に述べたようにマイコンの入力ポートにそれぞれプルダウン抵抗、プルアップ抵抗が個別に接続されると、基板上の部品点数が多くなるとの課題があった。

この開示の目的は、マイコンの入力を制御する回路点数が削減される制御回路を提供することである。

この開示のある局面にかかる制御回路は、第１入力ポートおよび第２入力ポートを有するマイクロコンピュータと、電源と、第１の抵抗と、マイクロコンピュータに機能を設定するためのショートコネクタが着脱自在に接続される第１コネクタピンと第２コネクタピンと、を備え、第１の抵抗は、一端に電源が接続され、他端に第１入力ポートと第１コネクタピンが接続される。

好ましくは、制御回路は、第２入力ポートは第２の抵抗を介して接地されて、ショートコネクタが接続されている場合に、第１の抵抗と第２の抵抗の値は、第１の抵抗と第２の抵抗による分圧比が、第２入力ポートの閾値電圧を超えるように設定される。

好ましくは、制御回路は不揮発性の記憶部をさらに備え、マイクロコンピュータは、記憶部に予め格納された機能内容が、第２入力ポートが受ける電圧により示される機能内容と異なるとき、第１入力ポートを出力ポートに変更して、当該第１入力ポートの電圧を記憶部の機能内容を示す電圧に決定する。

上記の制御回路の構成においては、第１の抵抗を、プルアップ抵抗と機能設定用抵抗とに共用することが可能となり、制御回路における回路点数を削減することができる。

実施の形態１にかかる制御回路の構成を概略的に示す図である。実施の形態１にかかる制御回路の構成を概略的に示す図である。比較のための制御回路を示す図である。実施の形態２にかかる処理のフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、各実施の形態にかかるマイコンの入力を制御する制御回路を説明する。なお、以下に参照される図面において同一の符号が付されている部位は、同一の機能を果たすものであるため、特に必要がない限り、その説明は繰り返さない。

[概要]
本開示にかかる制御回路は、第１入力ポートおよび第２入力ポートを有するマイクロコンピュータと、電源と、第１の抵抗と、マイクロコンピュータに機能を設定するためのショートコネクタが着脱自在に接続される第１コネクタピンと第２コネクタピンと、を備える。第１の抵抗は、一端に電源が接続され、他端に第１入力ポートと第１のピンが接続される。

上記の構成によれば、第１の抵抗は、ショートコネクタが接続されていない時には、電源からの電圧を用いて第１入力ポートを予め定められた電位とするための所謂プルアップ抵抗として用いることができる。また、ショートコネクタが接続されている時には、第２入力ポートを介してマイクロコンピュータに機能設定するための電圧供給の抵抗として用いることができる。したがって、第１の抵抗を、プルアップ抵抗と機能設定用抵抗とに共用することが可能となり、制御回路における回路点数を削減することができる。

[実施の形態１]
図１と図２は、実施の形態１にかかる制御回路の構成を概略的に示す図である。図１は後述するショートコネクタ１４が制御回路から取外された状態を示し、図２はショートコネクタ１４が制御回路に接続された状態を示す。

図１および図２を参照して、制御回路は、基板上に構成される。制御回路は、第１入力ポートＰ１および第２入力ポートＰ２を有するマイコン１０、例えば３Ｖの電源１３、第１の抵抗Ｒ４４、第１コネクタピン１４１および第２コネクタピン１４２を備える。マイコン１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１および記憶部を含む。実施の形態では、記憶部は不揮発性のＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）を備える。なお、ＥＥＰＲＯＭ１２は、破線で示されるように、マイコン１０の外部に接続されてもよい。

第１の抵抗Ｒ４４は、その一端に電源１３が接続され、他端に第１入力ポートＰ１と第１コネクタピン１４１が接続される。第２入力ポートＰ２は、第２の抵抗Ｒ６５を介して接地されている。

第１コネクタピン１４１と第２コネクタピン１４２には、マイコン１０に機能（データ）を設定するためにショートコネクタ１４が着脱自在に装着される。ショートコネクタ１４は、第１コネクタピン１４１と第２コネクタピン１４２を有するベースコネクタＢと、ショート配線を有したハウジングコネクタＨとからなる。ハウジングコネクタＨは、ベースコネクタＢに着脱自在に装着される。

図１と図２では、第１入力ポートＰ１に繋がるノードＰ１００は、ＥＥＰＲＯＭ１２にプログラムを書込む場合に、モード切替のパルス信号が入力される。マイコン１０は第１入力ポートＰ１を介して、ノードＰ１００からのパルス信号を入力すると、動作モードをプログラム書込みモードに切替える。また、第２コネクタピン１４２は、マイコン１０のＥＥＰＲＯＭ１２に機能を設定（書込）するための信号が入力される。設定される機能は、外部機器が給湯器である場合に、連続燃焼時間（１０分/２０分）またはガス種（１３Ａ/ＬＰＧ）を含む。マイコン１０は、ＥＥＰＲＯＭ１２に設定された機能に基づき、給湯器の機種を判定することができる。

制御回路においては、第１の抵抗Ｒ４４の値と第２の抵抗Ｒ６５の値は、ハウジングコネクタＨが装着される場合、すなわちショートコネクタ１４が第１コネクタピン１４１および第２コネクタピン１４２に接続されている場合に（図２参照）、第１の抵抗Ｒ４４と第２の抵抗Ｒ６５による分圧比が、第２入力ポートＰ２の閾値電圧を超えるように、（（電源電圧（３Ｖ）×Ｒ６５/Ｒ６５＋Ｒ４４）＞閾値）の条件を満たすように設定されている。

実施の形態の制御回路は、上記の条件が満たされるように構成されているので、ハウジングコネクタＨがベースコネクタＢから取外されている場合には（図１参照）、すなわちショートコネクタ１４が接続されていない場合には、第１入力ポートＰ１は第１の抵抗Ｒ４４を介して電源１３に接続され、また第２入力ポートＰ２は、第２の抵抗Ｒ６５を介して接地（ＧＮＤ）される。したがって、ＣＰＵ１０は、第１入力ポートＰ１の値を‘Ｈｉｇｈ’と判定し、第２入力ポートＰ２の値を‘Ｌｏｗ’と判定することができる。

一方、ハウジングコネクタＨがベースコネクタＢに装着される場合には（図２参照）、すなわちショートコネクタ１４が接続されている場合には、上記のショート配線により第１コネクタピン１４１と第２コネクタピン１４２を含む短絡回路が構成される。したがって、第１入力ポートＰ１は第１の抵抗Ｒ４４を介して電源１３に接続されながら、第２入力ポートＰ２は、電源１３から当該短絡回路を経由して上記の閾値を超える電圧を受ける。これにより、ＣＰＵ１０は、第１入力ポートＰ１の値を‘Ｈｉｇｈ’と判定し、第２入力ポートＰ２の値を‘Ｈｉｇｈ’と判定することができる。

このように、図１と図２の制御回路によれば、ショートコネクタ１４が接続されている場合または取外されている場合のいずれのケースでも、第１入力ポートＰ１および第２入力ポートＰ２を空きポートとすることなく、予め定められた電位に設定することができる。また、ショートコネクタ１４の接続/取外しにより、第２入力ポートＰ２の値を異ならせることで、上記に述べた給湯器の連続燃焼時間（１０分または２０分）の設定切替え、またはガス種（１３ＡまたはＬＰＧ）等の設定切替えが可能となる。

なお、図１と図２では抵抗４３と抵抗Ｒ５９はノイズ除去用に備えているが、上記に述べた機能を奏する制御回路を構成するのに、これらは必須の素子ではない。

（制御回路の比較）
図３は、比較のための制御回路を示す図である。上記に述べたモード切替または機能設定は、図３の制御回路であっても同様に実施することができる。図３の制御回路は、図１および図２の制御回路とは異なり、２つの電源１３を有する。一方の電源１３は、第１の抵抗Ｒ４４を介して第１入力ポートＰ１に接続されて、他方の電源１３は抵抗Ｒ１００を介して第１コネクタピン１４１に接続されている。図３の他の構成は、図１と図２に示されたものと同様であり、説明は繰返さない。

図３の制御回路では、ハウジングコネクタＨがベースコネクタＢに装着されている、すなわちショートコネクタ１４が接続されている場合には、第１入力ポートＰ１は第１の抵抗Ｒ４４を介して一方の電源１３からの電圧を受け、第２入力ポートＰ２も抵抗Ｒ１００およびショートコネクタ１４を介して他方の電源１３からの電圧を受ける。したがって、両方の入力ポートは空きポートとはならず、ＣＰＵ１０は、第１入力ポートＰ１および第２入力ポートＰ２の値を‘Ｈｉｇｈ’と判定することができる。

また、ハウジングコネクタＨがベースコネクタＢに装着されていない、すなわちショートコネクタ１４が取外されている場合には、第１入力ポートＰ１は第１の抵抗Ｒ４４を介して一方の電源１３からの電圧を受けるとともに、第２入力ポートＰ２は第２の抵抗Ｒ６５を介して接地される。したがって、両方の入力ポートは空きポートとはならず、ＣＰＵ１０は、第１入力ポートＰ１の値を‘Ｈｉｇｈ’と判定し、第２入力ポートＰ２の値を‘Ｌｏｗ’と判定することができる。

このように、図３の制御回路であっても、ショートコネクタ１４が接続されている場合または取外されている場合のいずれにおいても、第１入力ポートＰ１および第２入力ポートＰ２は空きポートとなることはなく、また、ショートコネクタ１４の接続/取外しにより、第２入力ポートＰ２の値を異ならせることで、上記に述べた給湯器の設定機能の切替えが可能となる。

しかしながら、図３の制御回路は、第１入力ポートＰ１および第２入力ポートＰ２に、それぞれプルアップ抵抗（Ｒ４４、Ｒ１００）の接続を必要としている。これに対して、図１と図２の制御回路では、第１の抵抗Ｒ４４を第１の抵抗を、第１入力ポートＰ１のプルアップ抵抗と機能設定用抵抗とに共用することで抵抗Ｒ１００を削減し、図３の制御回路と同様の機能を、少ない回路点数で実現することができる。

[実施の形態２]
実施の形態２は、実施の形態１の変形例を説明する。ＥＥＰＲＯＭ１２に設定（書込）される機能（機種）のタイプによっては、機能設定のケースとして、ＥＥＰＲＯＭ１２に予め記憶されている場合と、ショートコネクタ１４の接続/取外を介した第２入力ポートＰ２の値により切替え設定される場合の両方がある。したがって、このケースでは、ＥＥＰＲＯＭ１２に記憶している機能内容と第２入力ポートＰ２を介して切替え設定される機能内容とで食い違いが発生する可能性がある。実施の形態２では、この食い違いに対処する構成が示される。

この構成を概要すると、ＣＰＵ１０は、記憶部に予め格納された機能内容が、第２入力ポートＰ２が受ける電圧により示される機能内容と異なるとき、第１入力ポートＰ１を出力ポートに変更して、変更後の第１入力ポートＰ１の電圧を、記憶部の機能内容を示す電圧に決定する。これにより、第２入力ポートＰ２は、第１入力ポートＰ１から出力される電圧を、ショートコネクタ１４を介して受けることになる。これにより、ＣＰＵ１０は、ＥＥＰＲＯＭ１２に記憶している機能内容と第２入力ポートＰ２を介して設定される機能内容とは一致すると判定することができて、当該食い違いに起因して生じるソフトウェアの不具合発生を防止することができる。

図４は、実施の形態２にかかる処理のフローチャートである。このフローチャートに従うプログラムは、マイコン１０の記憶部に格納されている。ＣＰＵ１０が、プログラムを記憶部から読出し、実行することにより処理が実現される。ここでは、ショートコネクタ１４が接続されており（図２参照）、ＥＥＰＲＯＭ１２には予め機能内容が書込まれているとする。

図４を参照して、ＣＰＵ１０は第２入力ポートＰ２が受ける電圧による値を検出し（ステップＳ３）、また、ＥＥＰＲＯＭ１２から機能内容を読出す（ステップＳ３）。ＣＰＵ１０は、検出された値が示す機能内容と読出された機能内容とを比較し（ステップＳ７）、比較の結果に基づき、両者が不一致である否かを判定する（ステップＳ９）。不一致ではないと判定すると（ステップＳ９でＮＯ（一致である））、一連の処理を終了する。

一方、不一致であると判定すると（ステップＳ９でＹＥＳ（不一致である））、ステップＳ１１に移行する。

このとき、第２入力ポートＰ２の検出値が“Ｈｉｇｈ”を示し、ＥＥＰＲＯＭ１２から読出された機能内容が“Ｌｏｗ”を示していたとする。したがって、ＣＰＵ１０は不一致であると判定し（ステップＳ９でＹＥＳ）、入出力Ｉ／Ｆ１３を介して第１入力ポートＰ１を例えばＧＮＤ側に接続し出力ポートに切替える（ステップＳ１１）。図２によれば、抵抗値に関して（抵抗Ｒ４３＜抵抗Ｒ４４）の条件が成立するので、ノードＮは第１入力ポートＰ１と同様に“Ｌｏｗ”となる。したがって、第２入力ポートＰ２は、ショートコネクタ１４を介して第１入力ポートＰ１（または、ノードＮ）の“Ｌｏｗ”の電圧を受ける。これにより、第２入力ポートＰ２の値には、ＥＥＰＲＯＭ１２から読出された機能内容が設定される（ステップＳ１３）。

図４の処理によれば、上記に述べた食い違いを解消して、食い違いに起因した不具合発生を防止することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０マイコン、１３電源、１４ショートコネクタ、１４１第１コネクタピン、１４２第２コネクタピン、Ｂベースコネクタ、Ｈハウジングコネクタ、Ｎ，Ｐ１００ノード、Ｐ１第１入力ポート、Ｐ２第２入力ポート、Ｒ４４第１の抵抗、Ｒ６５第２の抵抗。

Claims

第１入力ポートおよび第２入力ポートを有するマイクロコンピュータと、
電源と、
第１の抵抗と、
前記マイクロコンピュータに機能を設定するためのショートコネクタが着脱自在に接続される第１コネクタピンと第２コネクタピンと、を備え、
前記第１の抵抗は、一端に前記電源が接続され、他端に前記第１入力ポートと前記第１コネクタピンが接続される、制御回路。
前記制御回路は、
前記第２入力ポートは第２の抵抗を介して接地されて、
前記ショートコネクタが接続されている場合に、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗の値は、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗による分圧比が、前記第２入力ポートの閾値電圧を超えるように設定される、請求項１に記載の制御回路。
不揮発性の記憶部をさらに備え、
前記マイクロコンピュータは、
前記記憶部に予め格納された機能内容が、前記第２入力ポートが受ける電圧により示される機能内容と異なるとき、前記第１入力ポートを出力ポートに変更して、当該第１入力ポートの電圧を前記記憶部の前記機能内容を示す電圧に決定する、請求項１または２に記載の制御回路。