JP3068394B2 - センサシステム - Google Patents

センサシステム

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JP3068394B2 JP5316980A JP31698093A JP3068394B2 JP 3068394 B2 JP3068394 B2 JP 3068394B2 JP 5316980 A JP5316980 A JP 5316980A JP 31698093 A JP31698093 A JP 31698093A JP 3068394 B2 JP3068394 B2 JP 3068394B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はセンサシステム、特に複
写機やファクシミリ等のように原稿読み取り用に複数の
センサを有するセンサシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のセンサ結合装置の概略構成
図である。図1に示すように、複数のセンサ2が配置さ
れており、それらの出力は個々に制御用マイクロプロセ
ッサ1に加えられる。
【0003】以上のような構成において、制御用マイク
ロプロセッサ1は複数のセンサ2からのデータを個々に
読み取り、必要な処理、例えば、複写機の場合は印刷部
の制御、ファクシミリの場合は送信のための制御等を行
う。
【0004】なお、図5の構成の場合、制御用マイクロ
プロセッサ1とセンサ2との間は直接接続しているの
で、制御用マイクロプロセッサ1からセンサ線がセンサ
2の数だけ配線されることになる。また、各センサ2に
はVcc、GND、DATAの3本の線が必要である。
そして、センサ2は制御用マイクロプロセッサ1との間
で直接通信していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のセンサ結合装置
は以上のように構成されていたので、制御用マイクロプ
ロセッサ1とセンサ2の間に膨大な量のワイヤーハーネ
ス(センサ2の数の3倍)が必要であった。また、セン
サ2からのデータを受け取るポート等の制御回路やコネ
クタのピン等がセンサ2の数に対応する数だけ必要にな
っていた。
【0006】このため、アプリケーションの小型化がで
きず、またハーネスの加工に伴う工数、コストの増大、
制御回路の増大や基板面積の拡大によるコストアップも
無視できない問題となっていた。
【0007】本発明は上記に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、ワイヤーハーネスの大幅な削減と、アプリケ
ーションの小型化、基板面積の縮小可能なセンサシステ
ムを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の第1のセンサシ
ステムは、直列に接続された複数のセンサ体とマイクロ
プロセッサとを有し、前記各センサ体は、物理量を検出
するためのセンサと、このセンサから出力されるセンス
データを一時的に保持するデータ保持手段と、このデー
タ保持手段中のデータを外部へ出力する出力端と、この
データ保持手段中にデータを伝える入力端と、を有し、
前記センサ体における前記出力端は次段における前記セ
ンサ体の前記入力端に接続され、前記センサ体における
前記入力端は、前段における前記センサ体の前記出力端
に接続され、最終段の前記センサ体の前記出力端は前記
マイクロプロセッサのデータ入力端に接続されており、
さらに、前記各センサ体の前記各データ保持手段に保持
したセンスデータを、次段の前記センサ体における前記
データ保持手段に転送させると共に、この転送の動作を
繰り返させて、最終段の前記センサ体からセンスデータ
を順次シリアルに前記マイクロプロセッサに転送させ
る、データシフト制御を行う、制御手段を有する、もの
として構成される。
【0009】本発明の第2のセンサシステムは、第1の
センサシステムにおいて、前記各センサ体において、前
記入力端は第1スイッチング手段を介して、前記センサ
のデータ出力端は第2スイッチング手段を介してそれぞ
れ前記データ保持手段の入力端に接続されており、前記
制御手段は、基準信号に同期して前記第1、第2スイッ
チング手段を制御するものとして構成される。
【0010】本発明の第3のセンサシステムは、第2の
センサシステムにおいて、前記データ保持手段はフリッ
プフロップであり、前記制御手段は前記基準信号に同期
して前記スイッチング手段を制御するシーケンスジェネ
レータであるものとして構成される。
【0011】本発明の第4のセンサシステムは、第1〜
3の1つのセンサシステムにおいて、前記各センサ体及
び前記マイクロプロセッサは、共に、同一の電源線から
電力が供給され、且つ同一の基準信号線から基準信号が
供給されるものとして構成される。
【0012】
【作用】各センサ体において、自己のセンサが検出され
たセンスデータが、自己のデータ保持手段に保持され
る。制御手段の制御により、各センサ体中のセンサデー
タは次段のセンサ体に転送される。この動作が繰り返さ
れて、最終段のセンサ体からセンサデータがシリアルに
マイクロプロセッサに伝えられる。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図1は本発明の一実施例に係るセンサ結合装
置の概略構成図である。図において示すように、制御用
マイクロプロセッサ1に、シリアルデータバス4を介し
て、シリアルバス対応型センサ(センサ体)5が複数個
直列に接続される。シリアルバス対応型センサ5はセン
サ2とロジック3を有し、ロジック3がシリアルデータ
バス4に接続される。このセンサ2は、光量等の各種の
物理量を検出するためのものである。
【0014】以上のような構成において、次にその動作
を説明する。シリアルバス対応型センサ5はセンサ2と
ロジック3部を隣接して配置した構成となっている。セ
ンサ2で読み取られたデータはロジック3中の格納部に
保持される。ロジック3はシリアルデータバス4を通じ
て連結されている。上記の保持されたデータは、順次、
シリアルデータバス4を通じて、ロジック3の格納部を
経由して送られ、制御用マイクロプロセッサ1にシリア
ルなデータとして送り込まれる。
【0015】以上のようにして、制御用マイクロプロセ
ッサ1に送られたデータはここで目的に応じて処理され
る。
【0016】図2は図1のシリアルバス対応型センサ5
の詳細な構成を示すブロック図である。図2に示すよう
に、クロックCLKは1本のクロックラインclを通じ
て全てのシリアルバス対応型センサ5に共通に送られ
る。また、グランド電位GNDも1本のグランドライン
glを通じて全てのシリアルバス対応型センサ5に共通
に接続される。同様に、電源電位Vccも1本のVcc
ラインvlを通じて全てのシリアルバス対応型センサ5
に共通に供給される。センサ2は電源電位、Vccとグ
ランド電位GNDによって電源供給され、センスデータ
出力SDOを、トランスファーゲート8を通じて、フリ
ップフロップ6に与えている。フリップフロップ6のデ
ータ入力Dは、トランスファーゲート9を介して、シリ
アルデータバス4のデータIN側に接続されている。フ
リップフロップ6のデータ出力Qは、シリアルデータバ
ス4のデータOUT側に接続される。
【0017】各シリアルバス対応型センサ5のデータI
Nは、前段のシリアルバス対応型センサ5のデータOU
Tに連結され、最終段のシリアルバス対応型センサ5の
データOUTは制御用マイクロプロセッサ1に加えられ
る。クロックCLKはシーケンスゼネレータ7に供給さ
れる。シーケンスゼネレータ7からトランスファーゲー
ト8、9を制御するためのシーケンス制御信号Aが出力
される。この信号Aは、センサ2からのデータ出力SD
Oのトランスファーゲート8を介してのフリップフロッ
プ6への取り込みと、トランスファーゲート9によるシ
リアルデータバス4のデータINからのデータの、デー
タOUTへの転送を制御している。
【0018】図3はシリアルバス対応型センサ5をより
多くした実際の装置における全体系統図である。図3か
ら明らかなように、シリアルバス対応型センサ5(1−
1)〜5(1−N)はシリアルデータバス4(SD1)
によってプロセッサ1に連結される。一方、シリアルバ
ス対応型センサ5(2−1)〜5(2−N)はシリアル
データバス4の(SD2)によってプロセッサ1に連結
される。以下同様である。つまり、Mチャンネルのパラ
レルのシリアルデータバス4(SD1〜SDM)によっ
て、センサ2(1−1)〜2(M−N)に対応するデー
タが制御用マイクロプロセッサ1に結合される。一方、
各シリアルバス対応型センサ5にはCLK、Vcc、G
NDが別々の線によって供給される。シリアルデータバ
ス4を通じて取り込まれたデータは、制御用マイクロプ
ロセッサ1のRAM10に格納される。
【0019】以上述べたような構成において、次にその
動作を、図4のタイミングチャートに従って説明する。
ちなみに、同図(A)はクロックCLK、(B)はシリ
アルデータバス4(SD1)の状態、(C)はシリアル
データバス4(SD2)の状態、(D)はシリアルデー
タバス4(SDM)の状態をそれぞれ示すものである。
なお、S0、S1はスタートビット、Eはエンドビッ
ト、D1、D2、DNは入力データである。
【0020】先ず、各シリアルバス対応型センサ5にお
いて、クロックCLKのA点でセンサ2のデータをロジ
ック3内のフリップフロップ6に送る。その後のクロッ
クCLKの立ち上がりであるB点で、各センサ5(M−
N)のロジック3内のフリップフロップ6のデータを、
次段のセンサ5〔M−(N−1)〕にシフトする。つま
り、このシフト動作は、図3に示すM行のセンサ列のそ
れぞれにおいて、ほぼ同時に行われる。そして、各行の
センサ列における上記のシフト動作は、各行を構成する
センサ5の数Nに対応したN回だけ行われる。これは、
クロックCLKのB点の数に対応する。以上の、シフト
動作を通じて、シリアルバス対応型センサ5の全てのデ
ータが制御用マイクロプロセッサ1のRAM10に取り
こまれる。最後に、クロックCLKのC点に対応してエ
ンドビットEを制御用マイクロプロセッサ1に送り、1
サイクルのデータの転送を終了する。
【0021】さて、以上の動作において、各シリアルバ
ス対応型センサ5のロジック3に組み込まれたシーケン
スゼネレータ7は、クロックCLKがある一定の期間H
レベルであると、これをスタートビットS0としてとら
え、シーケンス制御信号AはLレベルとなり、センサ2
のセンスデータ出力がトランスファーゲート8を通じて
フリップフロップ6に接続される。次に、クロックCL
KのスタートビットS0のエッジを捕らえて、センサ2
のセンスデータがロジック3のフリップフロップ6に取
りこまれる。
【0022】次に、クロックCLKのスタートビットS
1における、次のクロックCLKのエッジを捕らえて、
シーケンスゼネレータ7はシーケンス制御信号AをHレ
ベルとする。その結果、トランスファーゲート8が閉じ
てトランスファーゲート9が開くので、シリアルデータ
バス4のデータINがフリップフロップ6の入力に接続
され、フリップフロップ6の出力がデータOUTに接続
される。つまり、シリアルデータバス4を介してシリア
ルバス対応型センサ5のフリップフロップ6が直列に連
結された状態となる。
【0023】次のクロックCLKからは、フリップフロ
ップ6はクロックCLKに同期して保持したデータをシ
リアルデータバス4を経由して、次の段のシリアルバス
対応型センサ5のフリップフロップ6に転送すると共に
前の段のシリアルバス対応型センサ5のフリップフロッ
プ6からのデータを取りこむ。このような動作を通じ
て、シリアルバス対応型センサ5のデータはクロックC
LKに同期してシリアルデータバス4を転送され、最終
的に制御用マイクロプロセッサ1のRAM10に取りこ
まれ、格納される。
【0024】以上のようにして、全てのシリアルバス対
応型センサ5からのデータが制御用マイクロプロセッサ
1のRAM10に転送されると、制御用マイクロプロセ
ッサ1は目的に応じてデータ処理する。
【0025】以上の処理を行うために、必要な配線は、
各シリアルバス対応型センサ5毎にクロックCLK、電
源電位Vcc、接地電位GNDを伝える配線と、シリア
ルデータバス4だけである。制御用マイクロプロセッサ
1から見れば、1本ないし複数本のシリアルデータバス
4を通じて、全てのシリアルバス対応型センサ5からの
データを取りこむことができる。
【0026】その結果、従来に比べて配線量を大幅に低
減することができる。これにより、コネクタの減少、セ
ンサからデータを受け取るボード等の制御回路の削減、
制御回路削減による基板面積の縮小等のメリットがあ
る。
【0027】上記のシリアルバス対応型センサ5は、従
来のフォトインタラプタ等のセンサ内の基盤部分に、ロ
ジック部3のハードウェアを載せた状態に取り付けるだ
けで構成可能である。
【0028】更に、センサ2の数を変更する場合も、ハ
ードウエアの変更が少なくて済み、制御用マイクロプロ
セッサ1のソフトウエアで大部分の対応が可能なため、
システムの変更が容易に実施できる。また、センサの数
や種類が異なっても、同様のシステム構成が適用できる
ので、コネクタの共通化等の標準化が容易である。
【0029】なお、上記実施例では、センサとして複写
機やファクシミリで原稿読み取りに用いられる光センサ
の場合を例示したが、本発明の実施はこれに限定される
ものではなく、物理的なセンサ、その他の物理量を測る
センサ等、各種のセンサが適用可能であることは言うま
でもない。
【0030】以上述べたように、本発明の実施例によれ
ば、多数のセンサをマイクロプロセッサに接続するに当
たり、各センサからのデータを先ずロジック部で受け、
それらのロジック部間及び最終的のロジック部とマイク
ロプロセッサの間をシリアルデータバスで提供するよう
にしたので、配線数を大幅に低減し、制御回路や基板の
小型化、ローコスト化を実現できる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、各センサ体を直列に接
続し、各センサ体におけるセンスデータを順次次段のセ
ンサ体にシフトさせるようにしたので、センサ体とマイ
クロプロセッサとを接続する配線を数の少ないものとす
ることができ、これにより回路面積の小さなローコスト
の製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るセンサ結合装置の概略
構成図である。
【図2】図1の構成のシリアルバス対応型センサの詳細
な構成のブロック図である。
【図3】図2の構成を組み合わせた全体系統図である。
【図4】図1、図2、図3の動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。
【図5】従来のセンサ結合装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1 制御用マイクロプロセッサ 2 センサ 3 ロジック 4 シリアルデータバス 5 シリアルバス対応型センサ 6 フリップフロップ 7 シーケンスゼネレータ 8、9 トランスファーゲート 10 RAM

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直列に接続された複数のセンサ体とマイク
    ロプロセッサとを有し、 前記各センサ体は、 物理量を検出するためのセンサと、 このセンサから出力されるセンスデータを一時的に保持
    するデータ保持手段と、 このデータ保持手段中のデータを外部へ出力する出力端
    と、 このデータ保持手段中にデータを伝える入力端と、 を有し、 前記センサ体における前記出力端は次段における前記セ
    ンサ体の前記入力端に接続され、前記センサ体における
    前記入力端は、前段における前記センサ体の前記出力端
    に接続され、最終段の前記センサ体の前記出力端は前記
    マイクロプロセッサのデータ入力端に接続されており、 さらに、前記各センサ体の前記各データ保持手段に保持
    したセンスデータを、次段の前記センサ体における前記
    データ保持手段に転送させると共に、この転送の動作を
    繰り返させて、最終段の前記センサ体からセンスデータ
    を順次シリアルに前記マイクロプロセッサに転送させ
    る、データシフト制御を行う、制御手段を有する、 センサシステム。
  2. 【請求項2】前記各センサ体において、前記入力端は第
    1スイッチング手段を介して、前記センサのデータ出力
    端は第2スイッチング手段を介して、それぞれ前記デー
    タ保持手段の入力端に接続されており、 前記制御手段は、基準信号に同期して前記第1、第2ス
    イッチング手段を制御するものである、請求項1に記載
    のセンサシステム。
  3. 【請求項3】前記データ保持手段はフリップフロップで
    あり、前記制御手段は前記基準信号に同期して前記スイ
    ッチング手段を制御するシーケンスジェネレータであ
    る、請求項2の記載のセンサシステム。
  4. 【請求項4】前記各センサ体及び前記マイクロプロセッ
    サは、共に、同一の電源線から電力が供給され、且つ同
    一の基準信号線から基準信号が供給される、請求項1〜
    3項の1つに記載のセンサシステム。
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