JP3649118B2 - マイコンの入力回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、1つの入力ポートで2系統のスイッチ情報を識別するためのマイコンの入力回路に関し、特に、自動車用電子ユニットのマイコン入力回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
近時の自動車は、マイクロコンピュータ(以下、マイコンという)を搭載した電子ユニットにより高機能化と快適な制御が図られており、各電子ユニットには多数の負荷、電子機器や制御入力スイッチが接続されている。
【0003】
このため、各種信号が入力されるマイコンの入力ポートの数も増大される傾向にあるが、電子ユニットのより一層の小型化、集積化を図るために入力ポート数を減らして少ないポート数で種々の信号を判断するように工夫されている。
【0004】
例えば、1ポートで2系統のスイッチ情報を識別するには、そのポートに入力される信号から各スイッチのON/OFF状態を判断するために図2に示す電子ユニット30のようにマイコンの入力回路を工夫しているものがある。
【0005】
図2において、1、2はそれぞれ自動車各部に設置された制御入力スイッチであり、各スイッチ1、2の接点1a、2aはそれぞれ自動車各部の各設置位置にて接地部G3で接地されている。このスイッチ1、2の接点1b、2bは順方向のダイオード3、4に接続されており、このダイオード3、4はマイコン5の汎用入力ポート5aに接続されている。
【0006】
また、接点1a、2aとダイオード3、4の間には、一対のプルアップ制御ポート6、7、トランジスタ8、9および自動車のバッテリー電源である12Vの電源10が接続されており、このプルアップ制御ポート6または7がHi出力のときにトランジスタ8または9がONして電源10からダイオード3、4側に電圧が印加されるようになっている。
【0007】
また、トランジスタ8、9とダイオード3、4の間には抵抗R1、R2が介装されており、この抵抗R1、R2はスイッチ1、2がONされたときに、スイッチ1、2側に通電される電流を調整するものである。
【0008】
また、ダイオード3、4とマイコン5の間には他端部が接地部G4に接地された抵抗R3の一端部が接続されており、この抵抗R3は汎用入力ポート5aをプルダウンして、汎用入力ポート5aに入力される電圧を安定させるとともに、抵抗R1、R2との抵抗分圧により汎用入力ポート5aに加わる最大電圧を規定入力電圧値に調整するものである。
【0009】
このような構成を有する入力回路にあっては、プルアップ制御ポート6をHi、プルアップ制御ポート7をLowに設定し、トランジスタ8をON、トランジスタ9をOFFにした状態でスイッチ1をONにすると、汎用入力ポート5a印加される電圧は殆どなく、マイコン5はプルアップ制御ポート6、7と同期を取ることでLowとなり、スイッチ1がONされたことを認識する。
【0010】
また、スイッチ1をOFFにすると、抵抗R1とダイオード3と抵抗R3とで分圧された電圧が汎用入力ポート5aに印加されるため、マイコン5はプルアップ制御ポート6、7と同期を取ることでこの電圧に基づいてHiとなり、スイッチ1がOFFされたことを認識する。
【0011】
なお、この一連の動作時にダイオード4によって入力ポート5a側からスイッチ2への通電が阻止されるため、スイッチ2の状態の影響を受けずにスイッチ1のON/OFF状態を検出することができる。
【0012】
また、スイッチ2のON/OFFに関しては、プルアップ制御ポート6をOFF、プルアップ制御ポート7をONにした状態でスイッチ1をON/OFFと同様の動作を行なうことにより、スイッチ2のON/OFFを検出することができる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各スイッチ1、2は自動車内各部の各設置位置に取付けられているため、各スイッチ1、2までの配線の電気抵抗やスイッチ1、2自体の接点抵抗が存在する。
【0014】
このような従来の入力回路にあっては、マイコン5の入力ポートに汎用入力ポート5aを用いているので配線や接点抵抗等により、スイッチ1または2の抵抗が大きくなってスイッチ1または2の電圧降下の値がLowと判断できる基準電圧よりも大きくなるような場合には、マイコン5でLow信号を判断することができないという問題があった。
【0015】
具体的には、マイコン5の入力ポート5aの読取電圧VILが、例えば、マイコン5の電源(5V)×0.2とすると、5V×0.2=1VまでしかLowと認識することができない。
【0016】
従来の回路では、スイッチ1または2のON時のスイッチ1または2の入力電圧とダイオード3または4の順方向電圧Vfとを加えた値がマイコン5の入力電圧になるため、順方向電圧VfをO.7Vと仮定すると、スイッチ1または2で電圧の浮きが1.7Vを超えるような事態が発生した場合には、この信号を入力ポート5aでLowとして認識することができない。すなわち、従来はスイッチ部の電位浮きを1.7Vまでしか許容することができなかったのである。
【0017】
そこで本発明は、配線の悪影響等によってスイッチの電位の浮きが発生してマイコンの入力電圧がLowと判断する基準よりも高くなっている場合であっても、A/D変換ポートの閾値を高く設定して、マイコン側に入力した電圧からLow信号を確実に識別することができるマイコンの入力回路を提供することを目的としている。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、マイコンに設けられた1つの入力ポートで2系統のスイッチ情報を識別するための入力回路において、前記マイコンの入力ポートをA/D変換ポートから構成するとともに、このA/D変換ポートに入力回路を接続し、前記入力回路を、接点の一方側がそれぞれ接地された第1のスイッチおよび第2のスイッチと、前記第1のスイッチおよび第2のスイッチの接点の他方にカソード側が接続された一対の第1のダイオードと、前記第1のスイッチおよび第2のスイッチの接点の他方と前記一対の第1のダイオードのカソード側の接続点との間に第1の抵抗を介して接続された第1の電源と、アノード側が前記第1のダイオードのアノード側に接続され、カソード側が前記A/D変換ポートに接続された一対の第2のダイオードと、前記第1の電源よりも低電位の第2の電源と前記第1のダイオードのアノード側および第2のダイオードのアノード側の接続点との間に介装され、第1および第2のトランジスタと前記第1および第2のトランジスタにそれぞれ直列に接続された一対の第2の抵抗とからなる一対の直列回路と、前記第1および第2のトランジスタの制御端子に接続され、ON/OFF切換え可能な第1および第2のプルアップ制御ポートと、一端部が前記一対の第2のダイオードのカソード側と前記A/D変換ポートの間に接続され、他端部が接地部に接地された第3の抵抗とからなることを特徴としている。
【0019】
その場合、例えば、第1プルアップ制御ポートをONにして第1スイッチをONにしたときに、マイコンのA/D変換ポートに印加される電圧は、第1スイッチのON電圧+(第1ダイオードのVf(順方向電圧)−第2ダイオードのVf)となり、このとき、第1、2ダイオードはそれぞれ逆方向になっているため、第1、2ダイオードのVfが相殺されてマイコンのA/D変換ポートに入力される電圧として第1または第2のスイッチの電圧をそのまま入力することができる。
【0020】
この結果、配線の悪影響等によって第1または第2スイッチの電位の浮きが発生してマイコンのA/D変換ポートに入力される電圧値が高くなっている場合であっても、マイコンのA/D変換ポートの閾値を高く設定して0V〜nV(nVはマイコン電圧)までのアナログ値を読み取ることができるため(閾値を従来で言えば1.7V以上に設定可)、Low信号を確実に識別することが可能になる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0022】
図1は本発明に係る電子ユニット31のマイコンの入力回路の一実施形態を示す図である。
【0023】
まず、構成を説明する。図1において、11は第1スイッチ、12は第2スイッチであり、各スイッチ11、12の接点11a、12aはそれぞれ接地部G1に接地されている。このスイッチ11、12の接点11b、12bはダイオード(第1のダイオード)13、14のカソード側に接続されており、このダイオード13、14のアノード側はダイオード(第2のダイオード)15、16のアノード側に接続され、このダイオード15、16はカソード側がマイコン17のA/D変換ポート17aに接続されている。
【0024】
また、ダイオード13、14のアノード側とダイオード15、16のアノード側の接続点には、一対のプルアップ制御ポート(第1のプルアップ制御ポート)18にその制御端子が接続されるトランジスタ20、プルアップ制御ポート(第2のプルアップ制御ポート)19にその制御端子が接続されるトランジスタ21、マイコンへの供給電圧と同じ5Vの電源(第2の電源)22および抵抗R1、R2(第2の抵抗)が接続されており、このプルアップ制御ポート18、19がHiのときにトランジスタ20、21がOFFして電源22からダイオード13、14および15、16側に電圧が印加されるようになっている。本実施形態では、抵抗R 1 、R 2 およびトランジスタ 20 、 21 が直列回路を構成している。
【0025】
一方、ダイオード13、14のカソード側とスイッチ11、12の間には抵抗R3、R4(第1の抵抗)を介して自動車のバッテリー電源である12Vの電源(第1の電源)23が接続されている。
【0026】
また、ダイオード15、16のカソード側とA/D変換ポート17aの間には抵抗R5(第3の抵抗)の一端部が接続されており、この抵抗R5の他端部は接地部G2に接地されている。
【0027】
なお、抵抗R3、R4はスイッチ11、12に通電される電流を制限するものであり、R1、R2はトランジスタ20、21に流れる電流を制限するものであり、さらに、R5はA/D変換ポート17aに印加される電圧を抵抗分圧で調整するものである。
【0028】
次に、作用を説明する。
【0029】
プルアップ制御ポート18をHi、プルアップ制御ポート19をLowにしてトランジスタ20をOFF、トランジスタ21をONにした状態で第2スイッチ12をOFFにすると、A/D変換ポート17aには電源22からの電圧が印加されるため、マイコン17はプルアップ制御ポート18、19と同期を取ることでこの電圧を読み取ってHiと判断し、第2スイッチ12がOFFされたことを認識する。
【0030】
また、このときに第2スイッチ12をONにすると、A/D変換ポート17aには電源23からの電圧+(ダイオード14のVf−ダイオード16のVf)が入力されるが、このときに、ダイオード14および16のVfが互いに打ち消し合うため、スイッチでの電圧降下値がA/D変換ポート17aに入力される。そして、マイコン17はプルアップ制御ポート18、19と同期を取ることでこの電圧を読み取ってLowと判断し、第2スイッチ12がONされたことを認識する。
【0031】
この一連の動作時にダイオード15によってA/D変換ポート17a側から第1スイッチ11の電通が阻止されるので、第1スイッチ11の状態の影響を受けずに第2スイッチ12のON/OFF状態を検出することができる。
【0032】
このとき、配線の悪影響等によって第1スイッチ11の電位の浮きが発生してマイコンのA/D変換ポート17aに入力される電圧値が高くなっている場合であっても、マイコンのA/D変換ポート17aの閾値を高く設定して0V〜5Vまでのアナログ値を読み取ることができるため(閾値を従来で言えば1.7V以上に設定可)、閾値以下の入力信号を確実にLow信号として識別することができる。
【0033】
【発明の効果】
本発明によれば、配線の悪影響等によって第1または第2スイッチの電位の浮きが発生してマイコンに入力される電圧値が高くなっている場合であっても、マイコンのA/D変換ポートを用いることで閾値を高く設定することができ、Low信号を確実に識別することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るマイコンの入力回路の一実施形態を示す図であり、その構成図である。
【図2】 従来のマイコンの入力回路の構成図である。
【符号の説明】
11 第1スイッチ
12 第2スイッチ
11a、11b、12a、12b 接点
13、14 ダイオード(第1のダイオード)
15、16 ダイオード(第2のダイオード)
17 マイコン
17a A/D変換ポート
18 プルアップ制御ポート(第1のプルアップ制御ポート)
19 プルアップ制御ポート(第2のプルアップ制御ポート)
20、21 トランジスタ(直列回路)
22 電源(第2の電源)
23 電源(第1の電源)
G1、G2 接地部
R1、R2 抵抗(第2の抵抗、直列回路)
R3、R4 抵抗(第1の抵抗)
R5 抵抗(第3の抵抗)
Claims (1)
- マイコンに設けられた1つの入力ポートで2系統のスイッチ情報を識別するための入力回路において、
前記マイコンの入力ポートをA/D変換ポートから構成するとともに、このA/D変換ポートに入力回路を接続し、
前記入力回路を、接点の一方側がそれぞれ接地された第1のスイッチおよび第2のスイッチと、
前記第1のスイッチおよび第2のスイッチの接点の他方にカソード側が接続された一対の第1のダイオードと、
前記第1のスイッチおよび第2のスイッチの接点の他方と前記一対の第1のダイオードのカソード側の接続点との間に第1の抵抗を介して接続された第1の電源と、
アノード側が前記第1のダイオードのアノード側に接続され、カソード側が前記A/D変換ポートに接続された一対の第2のダイオードと、
前記第1の電源よりも低電位の第2の電源と前記第1のダイオードのアノード側および第2のダイオードのアノード側の接続点との間に介装され、第1および第2のトランジスタと前記第1および第2のトランジスタにそれぞれ直列に接続された一対の第2の抵抗とからなる一対の直列回路と、
前記第1および第2のトランジスタの制御端子に接続され、ON/OFF切換え可能な第1および第2のプルアップ制御ポートと、
一端部が前記一対の第2のダイオードのカソード側と前記A/D変換ポートの間に接続され、他端部が接地部に接地された第3の抵抗とからなることを特徴とするマイコンの入力回路。
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