JP3182253B2 - マイクロコンピュータ - Google Patents

マイクロコンピュータ

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JP3182253B2
JP3182253B2 JP12430893A JP12430893A JP3182253B2 JP 3182253 B2 JP3182253 B2 JP 3182253B2 JP 12430893 A JP12430893 A JP 12430893A JP 12430893 A JP12430893 A JP 12430893A JP 3182253 B2 JP3182253 B2 JP 3182253B2
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常彦 谷津
和夫 保高
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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、周辺装置の状態(例え
ば蓄電池の充放電状態)に応じて発生するアナログ信号
の極性を判定し、該周辺装置の状態を正確に知らしめる
ことのできるマイクロコンピュータに関する。
【0002】
【従来の技術】VHS,8mm等の記録方式の携帯用V
TRが発売されて久しいが、これ等の携帯用VTRは商
用電源を直接使用できない為に蓄電池(バッテリー)を
装着して動作する様になっている。この蓄電池は商用電
源と接続することで充電を行い、携帯用VTRと接続す
ることで放電を行う訳であるが、最近では、使用者の使
い勝手を考慮して、蓄電池の充電の状態を複数のLED
を順次点灯させることで確認できる充電機器、及び、蓄
電池の放電の状態を複数のLEDを順次消灯させること
で確認できる機能を備えた携帯用VTR等も存在してい
る。この機能は、反転増幅及び非反転増幅を行う2種類
の演算増幅器と、蓄電池の接地端子と2種類の演算増幅
器の入力端子との間に接続された抵抗と、AD変換器を
含むマイクロコンピュータとを組合せることで実現でき
る。具体的には、蓄電池を商用電源と接続した場合、蓄
電池の正端子から負端子へ充電電流が流れるので、抵抗
の非接地側に負極性のアナログ電圧が現れる。このアナ
ログ電圧は2種類の演算増幅器に印加されるが、一方の
演算増幅器で反転増幅されるだけである。この反転増幅
されたアナログ電圧はマイクロコンピュータに印加さ
れ、極性を判定される他にデジタル変換されて充電経過
時間を示すデジタル情報と積算され、これより極性及び
積算情報を基にLEDを順次消灯させてゆく様にしてい
る。反対に、蓄電池を携帯用VTRと接続した場合、蓄
電池の負端子から正端子側へ放電電流が流れるので、抵
抗の非接地側に正極性のアナログ電圧が現れる。このア
ナログ電圧は2種類の演算増幅器に印加されるが、他方
の演算増幅器で非反転増幅されるだけである。この非反
転増幅されたアナログ電圧はマイクロコンピュータに印
加され、極性を判定される他にデジタル変換されて放電
経過時間を示すデジタル情報と積算され、これより極性
及び積算情報を基に携帯用VTRに設けたLEDを順次
消灯させてゆく様にしている。
【0003】尚、蓄電池を商用電源及び携帯用VTRか
ら取り外した場合、蓄電池の正端子及び負端子の間には
充放電電流が流れないので、抵抗の非接地側に0ボルト
のアナログ電圧が現れる。このアナログ電圧は2種類の
演算増幅器に印加され反転増幅及び非反転増幅される
が、0ボルトのままである。このアナログ電圧はマイク
ロコンピュータに印加され、充放電のないことが判定さ
れ、これよりLEDを現状のまま点灯及び消灯させてお
く様にしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】さて、演算増幅器の両
入力端子を同電位とした時の入力差(オフセット電圧)
は、理想状態では0ボルトであるが、現実では、演算増
幅器を形成する素子が温度、電源電圧、経時変化等の要
因を受けてしまい0ボルトにならない。その為、演算増
幅器は、入力電圧にオフセット電圧を加えた状態で演算
増幅してしまい、真の出力電圧を得ることができない。
従って、蓄電池が充電を完了しているにも関わらずLE
Dが1個だけ消灯していたり、或は、蓄電池が放電を完
了しているにも関わらずLEDが1個だけ点灯していた
りする問題があり、使用者が蓄電池の充放電状態を確認
する上で致命的であった。
【0005】そこで、本発明は、オフセット電圧に対す
る出力電圧が正極性となる演算増幅器を用いて、オフセ
ット電圧を事前に検出することで、蓄電池の急速充電、
普通充電等の状態を正確に判定でき、又、蓄電池の充放
電状態を正確に知らしめることのできるマイクロコンピ
ュータを提供することを目的とする。
【0006】
【問題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決する為に成されたものであり、その特徴とするとこ
ろは、アナログ信号が印加される第1及び第2入力ゲー
トと、基準信号が印加される第1及び第2基準ゲート
と、前記第1入力ゲート及び前記第1基準ゲートを相補
的に導通又は遮断し、且つ、前記第2入力ゲート及び第
2基準ゲートを相補的に導通又は遮断する為の切換デー
タがセットされる入力切換レジスタと、前記第1入力ゲ
ート又は前記第1基準ゲートを通過した信号と前記基準
信号とを比較し、その比較結果を反転増幅する第1演算
増幅器と、前記第2入力ゲート又は前記第2基準ゲート
を通過した信号と前記基準信号とを比較し、その比較結
果を非反転増幅する第2演算増幅器と、前記第1及び第
2演算増幅器の動作電源が印加される第1及び第2スイ
ッチ素子と、前記第1及び第2スイッチ素子を選択的に
導通又は遮断する為の切換データがセットされる電源切
換レジスタと、前記第1及び第2演算増幅器の出力信号
をデジタル信号に変換するAD変換器と、前記第1及び
第2基準ゲートが導通した時の前記第1及び第2演算増
幅器の出力信号を基に、前記第1及び第2入力ゲートが
導通した時の前記第1及び第2演算増幅器の出力信号を
オフセット補正すると共に前記アナログ信号の極性を判
定する制御回路と、を備えた点である。
【0007】
【作用】本発明によれば、第1及び第2演算増幅器の2
入力を同電位とした時の演算増幅出力を予めAD変換し
ておく。その後、第1及び第2演算増幅器にアナログ信
号を印加した時の演算増幅出力をAD変換する。そし
て、前者及び後者のAD変換情報の相対関係を検出して
蓄電池の急速充電、普通充電等の状態を正確に判定して
いる。従って、蓄電池の充放電状態を正確に知らしめる
ことができる。
【0008】
【実施例】本発明の詳細を図面に従って具体的に説明す
る。図1は本発明のオフセット補償機能を備えたマイク
ロコンピュータを示す図である。尚、図1は、蓄電池の
充電状態に対応して複数のLEDを順次点灯させる充電
機器、又は、蓄電池の放電状態に対応して複数のLED
を順次消灯させる機能を備えた携帯用VTR等に、マイ
クロコンピュータを使用した例である。
【0009】図1において、(1)は蓄電池であり、一
端は正の電源端子(2)と接続され、他端は接地され且
つ抵抗(3)を介して負の電源端子(4)と接続されて
いる。即ち、蓄電池(1)は商用電源と接続されて充電
を行い、携帯用VTRと接続されて放電を行う。(5−
1)〜(5−3)はLEDであり、蓄電池(1)の充放
電状態に応じて点灯又は消灯を行うものである。(6)
はスイッチであり、使用者の希望に応じて蓄電池(1)
の非接地側とLED(5−1)〜(5−3)のアノード
側とを接続又は遮断するものである。具体的には、スイ
ッチ(6)の閉成が後述のCPUで検出されると、充放
電の時間経過に応じてLED(5−1)〜(5−3)を
点灯又は消灯する「0」又は「1」の駆動信号が後述の
ドライバーから出力される。一方、スイッチ(6)の開
放がCPUで検出されると、LED(5−1)〜(5−
3)を強制的に消灯する全て「1」の駆動信号がドライ
バーから出力される様になっている。(7)(8)は各
々帰還抵抗及び入力抵抗であり、後述する第1演算増幅
器の利得を決定するものである。同様に、(9)(1
0)も各々帰還抵抗及び入力抵抗であり、後述する第2
演算増幅器の利得を決定するものである。これ等の素子
は後述するマイクロコンピュータに外部接続される。
【0010】一点鎖線の(11)はマイクロコンピュー
タであり、蓄電池(1)の充放電状態に応じてLED
(5−1)〜(5−3)を点灯又は消灯させる機能を備
えたものである。マイクロコンピュータ(11)内部に
おいて、(12)(13)はトランスミッションゲート
(第1及び第2入力ゲート)であり、一端は抵抗(3)
の非接地側と接続されている。同様に、(14)(1
5)もトランスミッションゲート(第1及び第2基準ゲ
ート)であり、一端は接地されている。(16)は反転
増幅を行う演算増幅器(第1演算増幅器)であり、反転
入力端子は帰還抵抗(7)を介して出力端子と接続され
ると共に入力抵抗(8)を介してトランスミッションゲ
ート(12)(14)の他端と接続され、非反転入力端
子は接地されている。同様に、(17)は非反転増幅を
行う演算増幅器(第2演算増幅器)であり、非反転入力
端子はトランスミッションゲート(13)(15)の他
端と接続され、反転入力端子は帰還抵抗(9)を介して
出力端子と接続されると共に入力抵抗(10)を介して
接地されている。(18)(19)はPチャンネル型の
MOSトランジスタ(第1及び第2スイッチ素子)であ
り、ソースドレイン路が電源Vddと演算増幅器(16)
(17)の電源端子との間に介挿されている。(20)
はROMであり、マイクロコンピュータ(11)が演算
処理を行う為のプログラムデータを記憶したものであ
る。(21)(22)はレジスタ(電源切換レジスタ)
であり、インバータ(39)(23)を介してMOSト
ランジスタ(18)(19)のゲートと接続されてい
る。該レジスタ(21)(22)は、ROM(20)の
プログラムデータの解読出力を受けて、MOSトランジ
スタ(18)(19)を選択的に導通又は遮断する為の
切換データがセットされる。同様に、(24)(25)
はレジスタ(入力切換レジスタ)であり、レジスタ(2
4)はトランスミッションゲート(12)の制御端子と
接続されると共にトランスミッションゲート(14)の
制御端子とインバータ(26)を介して接続され、レジ
スタ(25)はトランスミッションゲート(13)の制
御端子と接続されると共にトランスミッションゲート
(15)の制御端子とインバータ(27)を介して接続
されている。該レジスタ(24)(25)は、ROM
(20)のプログラムデータの解読出力を受けて、トラ
ンスミッションゲート(12)(13)を相補的に導通
又は遮断する為の切換データがセットされる。(28)
はAD変換器であり、演算増幅器(16)(17)の増
幅出力を8ビットのデジタル信号に変換するものであ
る。(29)はCPUであり、ROM(20)のプログ
ラムデータの解読出力を受けて、各種論理演算を行うも
のである。(30)はRAMであり、AD変換器(2
8)の変換情報及びCPU(29)の論理演算情報等を
書き込んだり読み出したりするものである。(31)は
ドライバーであり、CPU(29)の論理演算出力を受
けて、LED(5−1)〜(5−3)を点灯又は消灯さ
せるものである。
【0011】図2はAD変換器(28)の一例として逐
次比較型AD変換器を示す図である。図2において、
(32)は256(=28)本の抵抗であり、電源Vdd
及びアースの間に直列接続されている。(33)はデコ
ーダであり、後述する検出器の出力に応じて、抵抗(3
2)の特定の接続点に現れるアナログ電圧を導出するも
のである。該デコーダ(33)は、マイクロコンピュー
タ(11)がイニシャライズされた時の検出器の出力を
受けて、抵抗(32)の接続中点に現れるVdd/2の基
準電圧を導出する様になっている。(34)(35)は
トランスミッションゲートであり、一端は演算増幅器
(16)(17)の出力端子と接続されている。該トラ
ンスミッションゲート(34)(35)は、ROM(2
0)のプログラムデータの解読出力を受けて、相補的に
導通又は遮断するものである。(36)は比較器であ
り、反転入力端子はデコーダ(33)と接続され、非反
転入力端子はトランスミッションゲート(34)(3
5)の他端と接続されている。(37)は検出器であ
り、比較器(36)の比較出力に応じて、デコーダ(3
3)を制御するものである。(38)は8ビットのシフ
トレジスタであり、比較器(36)から出力される
「0」又は「1」の比較データを最下位ビットから最上
位ビットへ順次シフトするものである。以下、図2の動
作の一例を説明する。
【0012】初めに、マイクロコンピュータ(11)が
イニシャライズされた後、AD変換動作を行う命令が実
行されると、アナログ電圧及び基準電圧Vdd/2の大小
関係が比較器(36)で比較される。例えば「0」の比
較データが比較器(36)から出力されると、該比較デ
ータはシフトレジスタ(38)の最下位ビットにセット
されると共に検出器(37)に印加され、アナログ電圧
が基準電圧Vdd/2より小さいことを示す検出信号が検
出器(37)から出力される。次に、該検出信号がデコ
ーダ(33)に印加されると、0〜Vdd/2の中間電圧
Vdd/4がデコーダ(33)から導出され、前記アナロ
グ電圧及び基準電圧Vdd/4の大小関係が比較器(3
6)で比較される。例えば「1」の比較データが比較器
(36)から出力されると、該比較データはシフトレジ
スタ(38)の最下位ビットにセットされると共に検出
器(37)に印加され、アナログ電圧が基準電圧Vdd/
4〜Vdd/2の間であることを示す検出信号が検出器
(37)から出力される。この時、始めの「0」の比較
データはシフトレジスタ(38)の最下位ビットから下
位2ビット目へシフトされている。次に、この時の検出
信号がデコーダ(33)に印加されると、Vdd/4〜V
dd/2の中間電圧3Vdd/8がデコーダ(33)から導
出され、前記アナログ電圧及び基準電圧3Vdd/8の大
小関係が比較器(36)で比較される。例えば「0」の
比較データが比較器(36)から出力されると、該比較
データはシフトレジスタ(38)の最下位ビットにセッ
トされると共に検出器(37)に印加され、アナログ電
圧が基準電圧Vdd/4〜3Vdd/8の間であることを示
す検出信号が検出器(37)から出力される。この時、
始めの「0」の比較データはシフトレジスタ(38)の
下位2ビット目から下位3ビット目へシフトされ、その
直後の「1」の比較データはシフトレジスタ(38)の
最下位ビットから下位2ビット目へシフトされている。
以後、この動作を繰り返すことにより、前記アナログ電
圧に対応する8ビットのデジタル信号を発生できる様に
なっている。
【0013】以下、図1の動作を説明する。例えば、充
電機器に使用する場合について説明する。まず、充電機
器の電源端子(2)(4)に蓄電池(1)を接続して急
速充電スイッチ(図示せず)を操作し、電源端子(2)
(4)に商用電源を整流した直流電圧を印加する。する
と、蓄電池(1)は急速充電を開始し、その充電電流は
蓄電池(1)の正端子から負端子へ流れると共に抵抗
(3)へも流れる。そして、抵抗(3)の非接地側には
普通充電に比べて低い負極性のアナログ電圧が現れる。
一方、マイクロコンピュータ(11)はイニシャライズ
され、ROM(20)の初期プログラムに従って、以下
の動作が実行される。
【0014】まず、蓄電池(1)の残電圧に応じた駆動
信号がドライバー(31)から出力され、LED(5−
1)〜(5−3)は蓄電池の残電圧に応じた表示状態と
なっている。この状態で、電源切換レジスタ(21)
(22)に切換データ「1」「0」がセットされ、電源
Vdd及び演算増幅器(16)の電源端子がMOSトラン
ジスタ(18)を介して接続される。同時に、入力切換
レジスタ(24)に切換データ「0」がセットされ、ト
ランスミッションゲート(14)が導通する。即ち、マ
イクロコンピュータ(11)はオフセットモードとな
る。この時、演算増幅器(16)の反転入力端子及び非
反転入力端子が接地され、理想的には演算増幅器(1
6)の出力電圧は0ボルトになる筈であるが、実際には
演算増幅器(16)を形成する素子が特性を変動させる
要因(温度変化、経時変化、電源電圧等)を受ける為
に、オフセットを生じて0ボルトになることはない。そ
の為、演算増幅器(16)はオフセットに応じた正極性
のアナログ電圧を発生する。このアナログ電圧はAD変
換器(28)で8ビットのデジタル信号Dost1に変換さ
れ、RAM(30)の特定アドレスに書き込まれる。そ
の後、電源切換レジスタ(21)(22)の値を変更し
ないで、入力切換レジスタ(24)に切換データ「1」
がセットされ、トランスミッションゲート(12)が導
通する。即ち、マイクロコンピュータ(11)は通常モ
ードとなる。この時、負極性のアナログ電圧は演算増幅
器(16)で帰還抵抗(7)/入力抵抗(8)の利得に
従って反転増幅される。このアナログ電圧はAD変換器
(28)で8ビットのデジタル信号Dopr1に変換され、
RAM(30)の特定アドレスに書き込まれる。そし
て、RAM(30)の特定アドレスからデジタル信号D
ost1及びDopr1が読み出され、オフセットを含まない負
極性のアナログ電圧のみに純粋に対応するデジタル信号
(Dopr1−Dost1)が求められる。CPU(29)はこ
のデジタル信号を基にアナログ電圧が負極性であること
を判定すると共に急速充電を行っていることを確実に検
出できることになる。尚、この場合、電源Vdd及び演算
増幅器(17)の電源端子は遮断されている為、入力切
換レジスタ(25)の切換データは如何なる値でもよ
い。
【0015】次に、電源切換レジスタ(21)(22)
に切換データ「0」「1」がセットされ、電源Vdd及び
演算増幅器(17)の電源端子がMOSトランジスタ
(19)を介して接続される。同時に、入力切換レジス
タ(25)に切換データ「0」がセットされ、トランス
ミッションゲート(15)が導通する。即ち、マイクロ
コンピュータ(11)は再びオフセットモードとなる。
この時、演算増幅器(17)の反転入力端子及び非反転
入力端子が接地され、理想的には演算増幅器(17)の
出力電圧は0ボルトになる筈であるが、実際にはオフセ
ットを生じて0ボルトになることはない。その為、演算
増幅器(17)はオフセットに応じた正極性のアナログ
電圧を発生する。このアナログ電圧はAD変換器(2
8)で8ビットのデジタル信号Dost2に変換され、RA
M(30)の特定アドレスに書き込まれる。その後、電
源切り換えレジスタ(21)(22)の値を変更しない
で、入力切換レジスタ(25)に切換データ「1」がセ
ットされ、トランスミッションゲート(13)が導通す
る。即ち、マイクロコンピュータ(11)は通常モード
となる。この時、負極性のアナログ電圧は演算増幅器
(17)の非反転入力端子に印加されるが、反転入力端
子が接地されている為に、0ボルトのアナログ電圧が演
算増幅器(17)から出力される。このアナログ電圧は
AD変換器(28)で8ビットが全て「0」のデジタル
信号Dopr2に変換され、RAM(30)の特定アドレス
に書き込まれる。そして、RAM(30)の特定アドレ
スからデジタル信号Dost2及びDopr2が読み出され、差
信号(Dopr2−Dost2)が求められる。この差信号はオ
フセット電圧に対応するデジタル信号を極性反転しただ
けなので、CPU(29)はこの差信号からもアナログ
電圧が負極性であることを判定できる。尚、この場合、
電源Vdd及び演算増幅器(16)の電源端子は遮断され
ている為、入力切換レジスタ(24)の切換データは如
何なる値でもよい。
【0016】そして、蓄電池(1)の充電が継続して行
われると、デジタル信号(Dopr1−Dost1)及び充電経
過時間を示すデジタル信号が積算され、この積算情報に
応じて、ドライバー(31)の出力が「1」から「0」
へ順次変化し、LED(5−1)〜(5−3)が順次点
灯されてゆく。以上より、使用者は蓄電池(1)の充電
状態を確実且つ容易に確認できることになる。
【0017】尚、図1のマイクロコンピュータを内蔵し
た携帯用VTR等の電源端子(2)(4)に満充電の蓄
電池(1)を接続した場合、蓄電池(1)が放電を開始
し、放電電流が抵抗(3)から蓄電池(1)の負端子を
介して正端子へ流れる為、抵抗(3)の非接地側には正
極性のアナログ電圧が現れる。このアナログ電圧は前述
のオフセットモード及び通常モードを繰り返すことによ
り正極性と判定される。そして、時間経過と共にLED
(5−1)〜(5−3)が順次消灯してゆくことにな
る。
【0018】以上より、演算増幅器(16)(17)の
オフセット電圧を検出することで、蓄電池(1)の急速
充電、普通充電等の状態を正確に判定でき、又、蓄電池
(1)の充放電状態をLED(5−1)〜(5−2)等
の表示手段を用いて正確に確認できることになる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、温度変化、経時変化、
電源電圧変動等の要因で変化する第1及び第2演算増幅
器のオフセット電圧を事前に検出し、入力電圧からオフ
セット電圧を減算した真の出力電圧を得ることで、蓄電
池の急速充電、普通充電等の状態を正確に判定でき、
又、蓄電池の充放電状態を正確に知ることのできる利点
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマイクロコンピュータを示す図であ
る。
【図2】図1記載のAD変換器の一例を示す図である。
【符号の説明】
(1) 蓄電池 (11) マイクロコンピュータ (12)(13)(14)(15) トランスミッショ
ンゲート (16)(17) 演算増幅器 (21)(22) 電源切換レジスタ (24)(25) 入力切換レジスタ (28) AD変換器 (29) CPU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−42075(JP,A) 特開 平5−66250(JP,A) 特開 平3−235625(JP,A) 実開 平4−69784(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 7/00 G01R 31/36

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログ信号が印加される第1及び第2
    入力ゲートと、 基準信号が印加される第1及び第2基準ゲートと、 前記第1入力ゲート及び前記第1基準ゲートを相補的に
    導通又は遮断し、且つ、前記第2入力ゲート及び前記
    2基準ゲートを相補的に導通又は遮断する為の切換デー
    タがセットされる入力切換レジスタと、 前記第1入力ゲート又は前記第1基準ゲートを通過した
    信号と前記基準信号とを比較し、その比較結果を反転増
    幅することによってそれぞれオフセット又はアナログ出
    力信号を発生する第1演算増幅器と、 前記第2入力ゲート又は前記第2基準ゲートを通過した
    信号と前記基準信号とを比較し、その比較結果を非反転
    増幅することによってそれぞれオフセット又は基準出力
    信号を発生する第2演算増幅器と、 前記第1及び第2演算増幅器の動作電源が印加される第
    1及び第2スイッチ素子と、 前記第1及び第2スイッチを選択的に導通又は遮断する
    為の切換データがセットされる電源切換レジスタと、 前記第1及び第2演算増幅器の出力信号をデジタル信号
    に変換するAD変換器と、 前記第1及び第2基準ゲートが導通した時の前記第1及
    び第2演算増幅器の出力信号を基に、前記第1及び第2
    入力ゲートが導通した時の前記第1及び第2演算増幅器
    の出力信号をオフセット補正すると共に前記アナログ信
    及びオフセットの極性を判定する制御回路と、 を備えたことを特徴とするマイクロコンピュータ。
  2. 【請求項2】 蓄電池の充放電に応じて極性の異なるア
    ナログ電圧を前記第1及び第2入力ゲートに印加し、前
    記アナログ電圧の極性を判定することで前記蓄電池の充
    放電状態を検出す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。
JP12430893A 1993-05-26 1993-05-26 マイクロコンピュータ Expired - Fee Related JP3182253B2 (ja)

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