JP2702431B2 - マイクロコンピュータ - Google Patents
マイクロコンピュータInfo
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Description
関し、特に複数のタイマカウンタを内蔵するシングルチ
ップマイクロコンピュータ(以下シングルチップマイコ
ン)に関する。
されるタイマカウンタは、任意の時間の計測や、外部か
らの入力パルスの計数に使用され、これらの計測計数動
作の各々は上記タイマカウンタが1つの独立したタイマ
カウンタとして実行される。また、シングルチップマイ
コンが2つのタイマカウンタを内蔵した場合は、一方を
時間計測タイマとして使用し、他方を外部入力パルス計
数用のカウントタイマとして使用し、それら双方のタイ
マカウンタを用いて任意の時間、外部入力パルスを計数
するという使い方もある。
して上述の2つの内蔵タイマカウンタを備えそれぞれ時
間計測タイマ用および外部入力パルス計数用に用いるシ
ングルチップマイコンの例について説明する。
ンピュータをブロックで示す図4を参照すると、この従
来のマイクロコンピュータは、X1端子T1からのクロ
ックX1を所定の分周比で分周しCPU2とMPX7
1,81にそれぞれ供給する内部クロックXC,Xa
1,Xa2,Xb1,Xb2を生成する分周器1と、ク
ロックXCに同期してROM3に格納したプログラムに
従い処理を行うCPU2と、CPU2のプログラムを格
納したROM3と、データおよびアドレスの伝送用の双
方向複数ビット長のバス4と、ライト信号Wおよびリー
ド信号Rのそれぞれ伝送用の信号線5,6と、タイマカ
ウンタ7,8とを備える。
から成りカウンタ75の動作を制御する動作制御回路7
0と、MPX71と、2ビットのレジスタでMPX71
が出力するクロックの選択を行うCLSEL72と、2
入力のANDゲート73と、2入力のORゲート74
と、カウンタ75と、比較値設定レジスタ76と、比較
回路77と、フリップフロップ(F/F)78と、IN
TT79とを備える。
路70,80と、CLSEL72,82と、比較値設定
レジスタ76,86と、およびINTT79,89への
データ書込時に’1’となる信号であり、リード信号R
はカウンタ75,85からのデータの読出時に’1’と
なる信号である。
す図5を参照して、従来のマイクロコンピュータの動作
について説明すると、まず、CPU2は、バス4を経由
してタイマカウンタ7,8に対してアドレス,データを
供給し、信号線5のライト信号Wに同期して、タイマカ
ウンタ7,8の各レジスタすなわち動作制御回路70,
80と、CLSEL72,82と、比較値設定レジスタ
76,86と、およびINTT79,89にそれぞれデ
ータの書込みを行う。また、信号線6のリード信号Rに
同期して、バス4を経由してタイマカウンタ7,8に対
してアドレスを出力し、カウンタ75,85からデータ
の読出しを行う。さらに、INTT79またはINTT
89からの割込み信号INT発生により割込み処理を行
う。この割込み処理は、バス4を介して信号線5のライ
ト信号Wを’1’とし、割込み信号INT発生に対応す
る割込みフラグすなわちINTT79またはINTT8
9の内容のクリア処理を行ったあと、ROM3に格納さ
れている割込み信号INT対応の割込み処理ルーチンを
実行する。
は、CPU2によりバス4を経由してライト信号Wに同
期して行われる。動作制御回路70の出力データDa
が’0’のとき、ANDゲート73の出力は’0’とな
りカウンタ75は動作しない。データDaを’1’とし
たとき、カウンタ75は初期化され、F/F78の内容
は’1’となり、INTT79の内容は’0’となる。
この時、ANDゲート73の出力のカウントパルスPa
はMPX71の出力となり、カウンタ75はMPX71
出力の立上がりに同期してカウント動作を行う。MPX
71は、分周器1から供給されるクロックXa1,Xa
2を入力とし、CLSEL72の出力信号に応答してこ
れらクロックXa1,Xa2のうちのいずれか一つをA
NDゲート73に出力する。CLSEL72への書込
は、CPU2によりバス4を介して、信号線5のライト
信号Wに同期して行われる。
の設定値Maと一致するまでカウントパルスPaの立上
がりに同期してカウントアップする。カウンタ75の計
数値Naは常に比較回路77に供給される。計数値Na
は、動作制御回路70へのデータDa’1’書込や、比
較回路77から出力される一致信号の発生中にカウント
パルスPaの立上がり(以下カウントパルスPa)が入
力されるとORゲート424の出力リセットパルスIa
により初期化される。カウンタ75の読出しは、CPU
2によりバス4を介して、信号線6のリード信号Rに同
期して行われる。
2が選択したクロックの周波数から算出した計測時間に
対応する任意設定値Maを設定するレジスタである。比
較値設定レジスタ76への書込はCPU2によりバス4
を介して、ライト信号Wに同期して行われる。設定値M
aは、常に比較回路77に供給される。
数値Naとを比較し、双方の値が一致した時に一致信号
Ca’1’を出力し、次のカウントパルスPaでF/F
78とINTT79とORゲート74に対し制御信号を
出力する。F/F78は、動作制御回路70に’1’を
書込むことにより’1’となり、比較回路77から一致
信号Ca出力中にカウントパルスPaが入力されるとそ
の出力Oaが反転する。この出力Oaは、端子T2に出
力される。
タDaとして’1’を書き込むことにより’0’とな
り、比較回路77から一致信号Ca出力中にカウントパ
ルスPaが入力されるとその出力INTaが’1’とな
る割込みフラグである。また、INTaは常にCPU2
に供給され、このINTa=’1’となったときにCP
U2が行う割込み処理により、その内容はクリアされ
る。タイマカウンタ8は、タイマカウンタ7の構成に対
して計数対象のパルスTIb入力端子T3を追加した構
成となっており、CLSEL84の設定値に対応してカ
ウントパルスPbとしてパルスTIbを選択できる。そ
れ以外は、タイマカウンタ7と同様であるため説明は省
略する。
任意の時間の計測用の時間計測タイマとし、タイマカウ
ンタ8を外部入力パルスのカウント用のカウントタイマ
とする。また、時間計測タイマ、カウントタイマともに
8ビットのタイマカウンタとする。
照して従来のマイクロコンピュータの外部入力パルスの
カウント動作について説明すると、まず、タイマカウン
タ7,8の動作モードの設定を行う。タイマカウンタ7
の動作設定は、ROM3からの出力プログラム(命令)
IPをCPU2が解読し、バス4を介してCLSEL7
2と比較値設定レジスタ76との各々にデータ設定する
ことにより行う。比較値設定レジスタ76には、CLS
EL72により選択したクロックXaのクロック周波数
から算出した計測時間対応の任意の設定値Maとしてデ
ータ’n’(計測時間=クロック周波数×(n+1))
を設定する。また、CLSEL72には、カウンタ75
がカウントアップ用の基準クロックをクロックXa1,
Xa2の2種類のクロックのうちのいずれか一方を選択
するためのデータを設定する。
様にROM3のプログラムをCPU2が解読し、CLS
EL82と比較値設定レジスタ86との各々にデータ設
定することにより行う。比較値設定レジスタ86には、
設定値Mbとして最大値’FFH’を設定する。また、
CLSEL82には、MPX81の出力にクロックXb
1,Xb2に加えてパルスTIbを選択するデータを設
定する。
始する。まず、CPU2は、プログラムIPの解読結果
にしたがい、動作制御回路80の出力データDbを’
1’に設定する。このときカウンタ85が’00H’に
初期化され、F/F88は’1’となり、INTT89
は’0’となる。カウンタ85は計数値Nbが比較値設
定レジスタ86の設定値Mb’FFH’と一致するまで
パルスTIbに同期してカウントアップする。
0の出力データDaを’1’に設定する。このときカウ
ンタ75は’00H’に初期化され、F/F78は’
1’となり、INTT79は’0’となる。カウンタ7
5は、比較値設定レジスタ76の設定値Ma’n’と一
致するまでカウンパルスPaに同期してカウントアップ
する。カウンタ75の計数値Naがnとなった次のカウ
ントパルスで計数値Naは初期値’00H’となり、F
/F78は反転して’0’となる。このときINTT7
9は’1’となり、割込が発生する。割込の発生はCP
U2に伝えられ、CPU2は割込処理を行いINT79
をクリアし、CPU2はROM3のINTTa割込処理
ルーチンを実行する。ITTT割込処理ルーチンでCP
U2は、動作中のカウンタ85の計数値Nbの読出しを
行うことにより、外部からの計数対象パルスTIbのカ
ウント値=0FHを得る。
ウンタ7の動作開始からINTT79の発生までの期間
が計測時間であり、カウントタイマであるタイマカウン
タ8は時間計測タイマの割込が発生するまで外部からの
被計数パルスTIbを計数する。
を図4と共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付
して同様にブロックで示す図6を参照すると、この従来
の第2のマイクロコンピュータの前述の第1のマイクロ
コンピュータとの相違点は、タイマカウンタ8の代りに
キャプチャレジスタア91をさらに備えるタイマカウン
タ8Bを備えることである。
に同期してバス4を介してCPU2による読出しが可能
で、INTT79からの割込信号発生に同期してカウン
タ85の計数値Nbを取込む。
の動作を説明すると、ここでは、タイマカウンタ8Bの
キャプチャレジスタ91以外は、図4のタイマカウンタ
7,8と同一の構成であり、同一の動作を行うので、こ
こでは相違点のみを説明する。まず、タイマカウンタ7
の割込フラグINTT79が’0→1’となったところ
で、カウンタ85の計数値Nbはキャプチャレジスタ9
1に取込まれ、保持される。CPU2は、割込処理ルー
チンでキャプチャレジスタ91の値を読出し、被計数パ
ルスTIbのカウント値=0BHを得る。
マイクロコンピュータは、内蔵タイマカウンタの一方で
あるカウントタイマにより外部から入力される被計数パ
ルスを計数する場合、カウンタ動作中に計数値を読出す
必要があるため、上記被計数パルスの周期がカウンタ読
出命令サイクル以上である必要があり高速性に欠けると
いう欠点があった。
計測タイマの動作開始までの期間、あるいは、時間計測
タイマの割込発生からカウントタイマの計数値読出開始
までの期間に上記被計数パルスを計数してしまい計数値
が不正確となるという欠点があった。
は、キャプチャレジスタを備えることにより、上記高速
性に欠けるという欠点は解消されるが、カウントタイマ
の動作開始から時間計測タイマの動作開始までの期間の
上記被計数パルスの計数による計数値の不正確という欠
点は依然残される上キャプチャレジスタを備えることに
より新たに、回路規模が増大し、コスト増加要因となる
とという欠点があった。
数パルスの周波数を高速化を可能とするとともに、所定
計測時間内のみ上記被計数パルスをカウントし、回路規
模の増大を抑制したマイクロコンピュータを提供するこ
とにある。
ータは、複数の周波数の複数のクロック信号のいずれか
一つを選択して選択クロック信号とするとともにこの選
択クロック信号の供給制御をし制御クロック信号を出力
するクロック信号制御手段と、前記制御クロック信号を
計数し計数値を出力するカウント手段と、前記計数値を
比較するための設定値を格納する比較値設定レジスタ手
段と、前記計数値と前記設定値との一致に対応して一致
信号を発生する比較手段と、前記一致信号の供給に応答
して反転する出力信号を保持する出力保持手段とをそれ
ぞれ含む第1および第2のタイマカウンタを備えるマイ
クロコンピュータにおいて、少なくとも前記第1および
第2のタイマカウンタのうちの一方の前記クロック信号
制御手段が他方のタイマカウンタの前記出力信号を前記
選択クロック信号の供給制御信号として入力する制御信
号入力手段を備えて構成されている。
素には共通の参照文字/数字を付して同様にブロックで
示す図1を参照すると、この図に示す本実施例のマイク
ロコンピュータは、従来と共通の分周器1と、CPU2
と、ROM3と、バス4と、信号線5,6と、タイマカ
ウンタ7とに加えて、タイマカウンタ8の代りに3入力
のANDゲート83Aを含むタイマカウンタ8Aを備え
る。
力端は出力端子T2に接続され出力信号Oが供給され
る。
いて説明すると、まず、タイマカウンタ7のF/F78
は、動作制御回路70に設定データDaとして’1’を
書込むことにより’1’となり、比較回路77からの出
力の一致信号Caの出力中にカウントパルスPaが供給
されると、その出力Oは反転する。この出力Oは出力端
子T2およびタイマカウンタ8AのANDゲート83A
に供給される。
MPX81の出力クロックX,動作制御回路80の出力
データDbの供給に応答してこれら各データのAND演
算を行い、カウントパルスPbをカウンタ85に出力す
る。
Aの各々をそれぞれ時間計測タイマおよびカウントタイ
マとし、動作タイムチャートを示す図2を参照して本実
施例のマイクロコンピュータの外部入力被計数パルスの
カウント動作について説明すると、まず、従来と同様
に、タイマカウンタ7,8Aの動作モードの設定を行
う。
動作を開始する。まず、CPU2は、ROM3のプログ
ラム(命令)IPにしたがい、バス4を介して動作制御
回路70にデータDaとして’1’に設定する。このと
きカウンタ75は、’00H’に初期化され、F/F7
8,INTT79はそれぞれ’1’,’0’となる。こ
の時、タイマカウンタ8AのANDゲート83Aの入力
信号の1つである出力Oが’1’となるので、カウンタ
85は、比較値定レジスタ86の設定値Mb(FFH)
と一致するまで端子T3から入力される被計数パルスT
Ibに同期してカウントアップする。
ウンタ75は、比較値設定レジスタ76の設定値Ma
の’n’と一致するまでクロックXa対応のカウントパ
ルスPaに同期してカウントアップする。カウンタ75
が’n’となった次のカウントパルスの立上がりでこの
カウンタ75は初期値’00H’となり、F/F78は
反転して’0’となる。このときINTT79が’1’
となり、割込を発生する。すると、ANDゲート83A
の3入力の内の1つである出力Oが’0’となるので、
カウンタ85は、被計数パルスTIbが入力されてもカ
ウント動作しなくなる。INTT79セットによる割込
の発生はCPU2に伝えられ、CPU2は割込処理を行
いINTT79をクリアしてROM3のINTTa割込
処理ルーチンを実行する。INTTa割込処理ルーチン
でCPU2は、動作停止中のカウンタ85の計数値Nb
の読出しを行うことにより、被計数パルスTIbのカウ
ント値=08Hを得る。
マカウンタ7の動作開始からINTT79が発生するま
でのF/F78の出力Oが’1’である期間が計測時間
であり、この出力Oが’1’である期間のみ、カウント
タイマであるタイマカウンタ8Aは被計数パルスTIb
をカウントする。
の構成要素には共通の参照文字/数字を付して同様ブロ
ックで示す図3を参照すると、この図に示す本実施例の
前述の第1の実施例の相違点は、タイマカウンタ7の代
りに入力端子T5から入力される外部クロックTIa対
応の3入力のMPX71Aを含むタイマカウンタ7Aを
備えることである。
ウンタ8AのMPX81と同様、クロックXa1,Xa
2と外部クロックTIaの3つのクロックの内からCL
SEL72の出力信号により、いずれか一つをANDゲ
ート73に出力する。
は、CLSEL72でMPX71Aの出力するクロック
XaとしてクロックTIaを選択することにより、外部
で動作する他のマイクロコンピュータ等のクロック源か
らカウントパルスを供給できるので、時間計測の選択幅
が広がる。
コンピュータは、第1の実施例と同一目的を達成できる
上に、時計計測タイマの計測時間の選択幅がより広がる
という長所がある。
コンピュータは、タイマカウンタの一方のカウントタイ
マのクロック信号制御手段が時間計測タイマである他方
のタイマカウンタの出力信号を選択クロック信号の供給
制御信号として入力する制御信号入力手段を備えること
により、上記カウントタイマにより外部からの被計数パ
ルスを計数する場合、カウンタ動作中の計数値の読出が
不要であるため上記被計数パルスの周波数を高くすなわ
ち高速化できるという効果がある。
計測タイマの動作開始までの期間、あるいは、時間計測
タイマの割込発生からカウントタイマの計数値読出開始
までの期間に上記被計数パルスを計数することが解消さ
れるので、常に正確な計数値が得られるという効果があ
る。
要であるので回路規模およびコスト増大要因が除去され
るという効果がある。
を示すブロック図である。
の一例を示すタイムチャートである。
を示すブロック図である。
ック図である。
作の一例を示すタイムチャートである。
ック図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 複数の周波数の複数のクロック信号のい
ずれか一つを選択して選択クロック信号とするとともに
この選択クロック信号の供給制御をし制御クロック信号
を出力するクロック信号制御手段と、前記制御クロック
信号を計数し計数値を出力するカウント手段と、前記計
数値を比較するための設定値を格納する比較値設定レジ
スタ手段と、前記計数値と前記設定値との一致に対応し
て一致信号を発生する比較手段と、前記一致信号の供給
に応答して反転する出力信号を保持する出力保持手段と
をそれぞれ含む第1および第2のタイマカウンタを備え
るマイクロコンピュータにおいて、 少なくとも前記第1および第2のタイマカウンタのうち
の一方の前記クロック信号制御手段が他方のタイマカウ
ンタの前記出力信号を前記選択クロック信号の供給制御
信号として入力する制御信号入力手段を備えることを特
徴とするマイクロコンピュータ。 - 【請求項2】 前記第1のタイマカウンタを前記制御ク
ロック信号の供給開始から前記一致信号の発生までの時
間を計測し所定の時間ゲートを発生する時間計測タイマ
とし、前記第2のタイマカウンタを前記時間ゲートの継
続期間中外部から入力される被計数パルスを計数するパ
ルスカウントタイマとし、前記第2のタイマカウンタの
前記クロック信号制御手段が備える前記制御信号入力手
段が、前記第1のタイマカウンタの出力信号を前記供給
制御信号として供給を受ける論理回路を備えることを特
徴とする請求項1記載のマイクロコンピュータ。 - 【請求項3】 少なくとも前記第2のタイマカウンタの
前記クロック信号制御手段が、外部クロック信号源から
の外部クロック信号を前記複数のクロック信号の1つと
して入力する外部クロック入力端子を備えることを特徴
とする請求項2記載のマイクロコンピュータ。
Priority Applications (5)
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