JP3903607B2 - Pulse count method in pulse input circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、計測制御に用いられるパルス入力回路を搭載したマイクロ・コンピュータ装置の、パルス入力回路におけるパルスカウント方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
計測制御に用いられるマイクロ・コンピュータ装置(CPU)に搭載されたパルス入力回路では、一定時間内に発生したパルスの数(パルスの立ち下がりエッジの数)およびパルス間隔(パルスの立ち下がりエッジから次の立ち下がりエッジまでの時間)の積算データをそれぞれ計算している。
【0003】
図5に従来パルス入力回路を、図6にそのタイミングチャートを示す。図5において、50はCPU1に搭載されたパルス入力回路で、パルス検出回路51,クロックカウンタ52,基準タイマ回路53及び読出しレジスタ54等で構成されている。
【0004】
パルス検出回路51は、パルス入力信号を基本クロック信号によりサンプリングして、CPU1に割り込みをかけるための入力パルス検出信号と、クロックカウンタ52の出力データを読み出しレジスタ54にラッチさせるためのデータラッチ信号を生成する。
【0005】
クロックカウンタ52は、定められたビット幅で基本クロック信号毎にカウントするカウンタである。基準タイマ回路53は、基本クロック信号をカウントして一定周期毎にCPU1に割り込みをかけるインターバルタイマである。読み出しレジスタ54は、パルス検出回路51からのデータラッチ信号によりクロックカウンタ52からのデータ入力をラッチしてCPU1との外部インターフェイスを実現するものである。
【0006】
パルス検出回路51は、パルス入力信号の立ち下がりを検出すると、データラッチ信号によりクロックカウンタ52のデータを読み出しレジスタ54にラッチする。また、基準タイマ53からのタイマ割込信号によりCPU1にインターバルタイマ割り込みをかける。
【0007】
CPU1は、入力パルス検出信号割り込みを受け付けると読み出しレジスタ54のデータを読み込み、読み出したデータの前回値と今回値の差を求めることで、パルス間隔を求めている。また、基準タイマ53からのタイマ割り込みの間に発生したパルス信号による割り込みを数えることで、一定時間に発生したパルスの数を求めている。また、その間のパルス間隔を加算して積算データを得ている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
パルス入力回路を利用した計測制御システムでは、システム全体の精度を上げるためにパルス入力回路の精度の向上が求められている。パルス入力回路の精度を上げるためには、基準クロック信号の周波数を上げてサンプリング周期を小さくしなければならない。
【0009】
しかし、上記従来のパルス入力回路では、クロック周波数を上げてサンプリング周期を小さくすると、読み出しレジスタ54がデータをラッチしてからデータを読み取るまでの時間内に、新しいデータをラッチしてしまう。例えば図6において、(f2+g+h+i)のデータを読み取る時(f2+g+h+i+j)のように新しいデータjをラッチしてしまう可能性があり、正確なデータが読み取れなくなってしまう。
【0010】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、クロック周波数が高くても正確にパルスカウンタとパルス間隔カウンタのデータを読み取ることのできる、パルス入力回路におけるパルスカウント方式を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明のパルス入力回路におけるパルスカウント方式は、入力パルス信号を基本波クロック信号でサンプリングして入力パルス検出信号を得るパルス検出回路と、一定周期の制御信号により制御され入力パルス検出信号をカウントするパルスカウンタと、一定周期の制御信号により制御され基準クロック信号をカウントするパルス間隔カウンタとを有するパルス入力回路において、前記パルスカウンタとパルス間隔カウンタをそれぞれ2個設け、それぞれの2個のカウンタを一定周期で交互に動作させ、基本クロック信号の周波数が高くてもパルスカウンタとパルス間隔カウンタが正確にカウントしうるようにしたことを特徴とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
実施の形態1
図1に実施の形態1にかかるパルス入力回路を示す。11はパルス検出回路、12は基準タイマ回路、13A,13Bは交互に選択されるパルスカウンタA,B、14A,14Bは交互に選択されるパルス間隔カウンタA,Bで、それぞれ積算カウンタA,Bの機能を有する。15,16は制御信号反転用インバータである。
【0013】
以下に、このパルス入力回路の構成を図2のタイミングチャートを用いて動作と共に説明する。
【0014】
パルス検出回路11は、基本クロック信号アにより入力パルス信号イをサンプリングして、基準タイマ信号チの切換り後の入力パルス信号イの立ち下がりをパルスの区切りとして検出して、1パルスごとに入力パルス検出信号ウを生成する。
【0015】
基準タイマ回路12は、基本クロック信号アから一定周期信号チを生成する基準タイマ回路を持ち、その基準タイマ信号チと入力パルス信号イと基本クロック「ア」からパルスカウンタ13A,13Bとパルス間隔カウンタ14A,14Bの制御信号であるA,B切換信号エ、A,Bカウンタ出力イネーブル信号オ、A群カウンタ(13A,14A)のクリア信号カ、B群カウンタ(13B,14B)のクリア信号キを生成する。さらに、各データ信号を出力後、割り込み信号コを生成する。なおAB切換信号エはインバータ15,16で反転され信号エ′となってカウンタ13B,14Bに入力する。
【0016】
パルスカウンタ13Aと13Bは、上記AB切換信号エ,エ′により規則的に交互に選択され、カウント動作を行う。AB切換信号エ又はエ′により選択されているパルスカウンタ13A又は13Bは、入力パルス検出信号ウをカウントアップする。また、ABカウンタ出力イネーブル信号オにより、パルスカウンタ・データ「ケ」を出力する。そして、上記A群クリア信号カまたはB群クリア信号キがアサートされるとカウンタ値がOクリアされる。
【0017】
パルス間隔カウンタ14Aと14Bは、上記AB切換信号エ,エ′により規則的に交互に選択され、選択されているパルス間隔カウンタ14A又は14Bは、基本クロック信号アのカウントアップする。また、ABカウンタ出力イネーブル信号オにより、パルス間隔カウンタ・データ「ク」を出力する。そして、A群クリア信号カまたはB群クリア信号キがアサートされるとカウンタ値がOクリアされる。
【0018】
パルスカウンタ13Aとパルス間隔カウンタ14Aが各データを出力している場合は、AB切換信号エ′とABカウンタ出力イネーブル信号オによって、パルスカウンタ13Bとパルス間隔カウンタ14Bは、ディセーブルになっている。
【0019】
また同様に、パルスカウンタ13Bとパルス間隔カウンタ14Bが各データを出力している場合は、AB切換信号エとABカウンタ出力イネーブル信号オによってパルスカウンタ13Aとパルス間隔カウンタ14Aは、ディセーブルになっている。
【0020】
そのため、上記割り込み信号コ出力後CPU1がパルスカウント・データ「ケ」とパルス間隔カウント・データ「ク」をリードするとき、A群のカウンタ13A,14AとB群のカウンタ13B,14Bのデータが衝突することなく、正常なデータを読込むことができる。
【0021】
一定周期でA,B群のカウンタを切り換えることにより、CPU1がパルスカウント・データ「ケ」とパルス間隔カウント・データ「ク」をリードするときの時間も、常時パルスカウンタとパルス間隔カウンタを動作させることが可能なので、基本クロックアの周期数が高くなったときでも、正確に各データをカウントすることができる。
【0022】
以上の動作により、基本クロック「ア」の周波数が高くなった場合でも、パルスカウンタとパルス間隔カウンタは正確にカウントすることが可能となる。
【0023】
実施の形態2
図3に実施の形態2にかかるパルス入力回路を示す。31はパルス検出回路、32は基準タイマ回路、33A,33Bは交互に選択されるパルス間隔カウンタ、34A,34Bは交互に選択されるパルスカウンタ35A,35Bは交互に選択される加算器で、積算カウンタ機能を有する。36はパルスカウンタ読出しレジスタ、37は積算カウンタ読出しレジスタ、41,42,43は制御信号を反転させるインバータである。
【0024】
以下に、このパルス入力回路の構成を図4のタイミングチャートを用いて動作と共に説明する。
【0025】
パルス検出回路31は、基本クロック信号アにより入力パルス信号イをサンプリングして、入力パルス信号イの立ち下がりをパルスの区切りとして検出して、1パルスごとに内部パルス信号(パルス検出信号)シを生成する。また、タイマ制御信号サと組み合わせて複数の制御信号を生成する。
【0026】
生成される複数の制御信号は、パルス間隔カウンタ33A,33Bへのパルス間隔カウンタ切換信号ス,カウンタA/B出力制御信号セ,カウンタAクリア信号ソ,カウンタBクリア信号タである。なお、信号スはインバータ41により反転され信号ス′となってカウンタ33Bに入力する。
【0027】
基準タイマ回路32は、基本クロック信号アから一定周期信号サを生成する基準タイマを持ち、パルスカウンタ34A,34B、加算器35A,35Bの制御信号であるA/B系切換え信号エ,AB系出力制御信号オ,A系クリア信号カ,B系クリア信号キを生成する。なお、信号エはインバータ42〜43により反転され信号エ′となってカウンタ34Bと加算器35Bに入力する。また、読出しレジスタ36,37のレジスタ更新信号ツ及び外部CPUに対する割込信号コを生成する。
【0028】
また、パルス検出回路31は、基準タイマ32から出力されるタイマ制御信号サと、カウンタA/B出力切換制御信号セにより、カウンタ35A,35Bが更新中であることを認識して内部パルス信号シを遅らせる。
【0029】
パルス間隔カウンタ33Aと33Bは、基本クロック信号アをカウントすることによりパルス間隔を計測するカウンタである。それぞれのカウンタ33Aと33Bは、パルス検出回路31が出力するパルス間隔カウンタ切換信号スにより1パルス毎に交互にカウントを行う。また1パルスのカウント終了後に加算器35Aと35Bにデータが送り込まれた後、それぞれのカウンタクリア信号ソ又はタによりクリアされる。
【0030】
加算器35Aと35Bは、パルス間隔カウンタ33Aと33Bから出力されるデータ「テ」を積算する機能を持つ。それぞれの加算器35Aと35Bは、基準タイマ回路32が出力するA/B系切換信号エ及びその反転信号エ′により一定周期で切り換えられる。また、積算カウンタ読出レジスタ37データ「ナ」がラッチされた後、それぞれのクリア信号カとキにより0クリアされる。
【0031】
パルスカウンタ34Aと34Bは、パルス検出回路31からの内部パルス信号シをカウントすることにより入力パルス信号イの数を計測するカウンタである。それぞれのカウンタ34Aと34Bは、基準タイマ検出回路32が出力するA/B系切換信号エにより一定周期で切換えられる。またパルスカウンタ読み出しレジスタ36にデータ「ト」がラッチされた後、それぞれのクリア信号カとキにより0クリアされる。
【0032】
パルスカウンタ読み出しレジスタ36及び積算カウンタ読み出しレジスタ37は、基準タイマ回路32から出力されるレジスタ更新信号ツにより一定周期で更新され、外部CPUとのインタフェースを実現する。
【0033】
以上のように、パルス間隔カウンタ及びパルスカウンタをそれぞれ2つ持ちそれぞれ切換えて使うことによりカウント終了後、加算器にデータを転送する時間が十分とれるため、基準クロック信号が高速となっても正しいデータを計測することが実現できる。
【0034】
【発明の効果】
この発明は、パルスカウンタ及びパルス間隔カウンタをそれぞれ2つ持ち、それぞれを交互に切換えて使うように構成されているので、基本クロックの周波数が高くても正確にパルスカウントとパルス間隔カウントのデータを読み取ることができる。そのため、パルスカウントデータとパルス間隔カウントデータを使用して制御する場合、高い基本クロック周波数が使用できるので、より精密な制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1にかかるパルス入力回路ブロック図。
【図2】同パルス入力回路のタイミングチャート。
【図3】実施の形態2にかかるパルス入力回路ブロック図。
【図4】同パルス入力回路のタイミングチャート。
【図5】従来例にかかるパルス入力回路ブロック図。
【図6】同パルス入力回路のタイミングチャート。
【符号の説明】
1…CPU
11…パルス検出回路
12…基準タイマ回路
13A,13B…パルスカウンタA,B
14A,14B…パルス間隔カウンタA,B
31…パルス検出回路
32…基準タイマ回路
33A,33B…パルス間隔カウンタA,B
34A,34B…パルスカウンタA,B
35A,35B…加算器A,B(積算カウンタA,B)
36…パルスカウンタ読み出しレジスタ
37…積算カウンタ読み出しレジスタ
51…パルス検出回路
52…クロックカウンタ
53…基準タイマ回路
54…読み出しレジスタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pulse count method in a pulse input circuit of a microcomputer apparatus equipped with a pulse input circuit used for measurement control.
[0002]
[Prior art]
In a pulse input circuit mounted on a microcomputer (CPU) used for measurement control, the number of pulses (number of falling edges of a pulse) generated within a certain time and a pulse interval (following from the falling edge of a pulse) (Time until the falling edge) is calculated.
[0003]
FIG. 5 shows a conventional pulse input circuit, and FIG. 6 shows a timing chart thereof. In FIG. 5, reference numeral 50 denotes a pulse input circuit mounted on the
[0004]
The
[0005]
The
[0006]
When the
[0007]
When the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In a measurement control system using a pulse input circuit, improvement in the accuracy of the pulse input circuit is required in order to increase the accuracy of the entire system. In order to increase the accuracy of the pulse input circuit, the frequency of the reference clock signal must be increased to reduce the sampling period.
[0009]
However, in the conventional pulse input circuit, if the sampling frequency is shortened by increasing the clock frequency, new data is latched within the time from when the read register 54 latches data until the data is read. For example, in FIG. 6, when data (f2 + g + h + i) is read, new data j may be latched as in (f2 + g + h + i + j), and accurate data cannot be read.
[0010]
The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to provide a pulse count in a pulse input circuit that can accurately read data of a pulse counter and a pulse interval counter even when the clock frequency is high. To provide a method.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The pulse count method in the pulse input circuit of the present invention is a pulse detection circuit that samples an input pulse signal with a fundamental clock signal to obtain an input pulse detection signal, and counts the input pulse detection signal controlled by a control signal of a fixed period. In a pulse input circuit having a pulse counter and a pulse interval counter that is controlled by a control signal having a constant period and counts a reference clock signal, two pulse counters and two pulse interval counters are provided, and each of the two counters is constant. The pulse counter and the pulse interval counter can be accurately counted even when the frequency of the basic clock signal is high.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a pulse input circuit according to the first exemplary embodiment. 11 is a pulse detection circuit, 12 is a reference timer circuit, 13A and 13B are alternately selected pulse counters A and B, 14A and 14B are alternately selected pulse interval counters A and B, and are integrated counters A and B, respectively. It has the function of. Reference numerals 15 and 16 denote control signal inversion inverters.
[0013]
Hereinafter, the configuration of the pulse input circuit will be described together with the operation using the timing chart of FIG.
[0014]
The pulse detection circuit 11 samples the input pulse signal A by the basic clock signal A, detects the falling edge of the input pulse signal A after the switching of the reference timer signal H as a pulse break, and inputs it for each pulse. A pulse detection signal c is generated.
[0015]
The reference timer circuit 12 has a reference timer circuit for generating a fixed period signal H from the basic clock signal A. From the reference timer signal H, the input pulse signal A, and the basic clock “A”, the pulse counters 13A and 13B and the pulse interval counter are provided. 14A and 14B control signals A and B switching signal D, A and B counter output enable signal E, A group counter (13A and 14A) clear signal, B group counter (13B and 14B) clear signal key Generate. Further, after outputting each data signal, an interrupt signal is generated. The AB switching signal D is inverted by the inverters 15 and 16 to become a signal D 'and is input to the counters 13B and 14B.
[0016]
The pulse counters 13A and 13B are regularly and alternately selected by the AB switching signals D and D 'and perform a counting operation. The pulse counter 13A or 13B selected by the AB switching signal D or D 'counts up the input pulse detection signal C. In response to the AB counter output enable signal O, pulse counter data “K” is output. When the A group clear signal or the B group clear signal is asserted, the counter value is cleared to O.
[0017]
The pulse interval counters 14A and 14B are regularly and alternately selected by the AB switching signals D and D ', and the selected pulse interval counter 14A or 14B counts up the basic clock signal A. In response to the AB counter output enable signal O, the pulse interval counter data “Q” is output. When the A group clear signal or the B group clear signal is asserted, the counter value is cleared to O.
[0018]
When the pulse counter 13A and the pulse interval counter 14A output each data, the pulse counter 13B and the pulse interval counter 14B are disabled by the AB switching signal D 'and the AB counter output enable signal O.
[0019]
Similarly, when the pulse counter 13B and the pulse interval counter 14B output each data, the pulse counter 13A and the pulse interval counter 14A are disabled by the AB switching signal D and the AB counter output enable signal O. Yes.
[0020]
Therefore, when the
[0021]
By switching the A and B group counters at regular intervals, the pulse counter and the pulse interval counter are always operated during the time when the
[0022]
With the above operation, the pulse counter and the pulse interval counter can accurately count even when the frequency of the basic clock “a” is increased.
[0023]
FIG. 3 shows a pulse input circuit according to the second embodiment. 31 is a pulse detection circuit, 32 is a reference timer circuit, 33A and 33B are alternately selected pulse interval counters, 34A and 34B are alternately selected, and pulse counters 35A and 35B are alternately selected adders. It has a counter function. 36 is a pulse counter read register, 37 is an integration counter read register, and 41, 42 and 43 are inverters for inverting the control signal.
[0024]
Hereinafter, the configuration of this pulse input circuit will be described together with the operation using the timing chart of FIG.
[0025]
The
[0026]
The plurality of generated control signals are a pulse interval counter switching signal to the pulse interval counters 33A and 33B, a counter A / B output control signal, a counter A clear signal S, and a counter B clear signal. The signal is inverted by the inverter 41 to become a signal 'and input to the counter 33B.
[0027]
The
[0028]
In addition, the
[0029]
The pulse interval counters 33A and 33B are counters that measure the pulse interval by counting the basic clock signal A. Each of the
[0030]
The adders 35A and 35B have a function of integrating the data “te” output from the pulse interval counters 33A and 33B. The adders 35A and 35B are switched at a constant cycle by an A / B system switching signal D output from the
[0031]
The pulse counters 34A and 34B are counters that measure the number of input pulse signals A by counting the internal pulse signals from the
[0032]
The pulse
[0033]
As described above, since there are two pulse interval counters and two pulse counters to switch between them, it takes enough time to transfer data to the adder after the count is completed. Can be measured.
[0034]
【The invention's effect】
Since the present invention has two pulse counters and two pulse interval counters, and each is used by switching alternately, even if the basic clock frequency is high, the pulse count and pulse interval count data can be accurately obtained. Can be read. Therefore, when the control is performed using the pulse count data and the pulse interval count data, a higher basic clock frequency can be used, so that more precise control is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a pulse input circuit according to a first embodiment.
FIG. 2 is a timing chart of the pulse input circuit.
FIG. 3 is a block diagram of a pulse input circuit according to the second embodiment.
FIG. 4 is a timing chart of the pulse input circuit.
FIG. 5 is a block diagram of a pulse input circuit according to a conventional example.
FIG. 6 is a timing chart of the pulse input circuit.
[Explanation of symbols]
1 ... CPU
11 ... Pulse detection circuit 12 ... Reference timer circuits 13A, 13B ... Pulse counters A, B
14A, 14B ... Pulse interval counter A, B
31 ...
34A, 34B ... Pulse counter A, B
35A, 35B ... Adders A, B (integration counters A, B)
36 ... Pulse counter read register 37 ... Integration counter read
Claims (1)
一定周期の制御信号により制御され入力パルス検出信号をカウントするパルスカウンタと、
一定周期の制御信号により制御され基準クロック信号をカウントするパルス間隔カウンタとを有するパルス入力回路において、
前記パルスカウンタとパルス間隔カウンタをそれぞれ2個設け、
それぞれの2個のカウンタを一定周期で交互に動作させ、基本クロック信号の周波数が高くてもパルスカウンタデータとパルス間隔カウンタデータを正確に読み込めるようにしたことを特徴とするパルス入力回路におけるパルスカウント方式。A pulse detection circuit that samples an input pulse signal with a fundamental clock signal to obtain an input pulse detection signal; and
A pulse counter controlled by a control signal of a constant period and counting an input pulse detection signal;
In a pulse input circuit having a pulse interval counter that is controlled by a control signal of a fixed period and counts a reference clock signal,
Two pulse counters and two pulse interval counters are provided,
The pulse count in the pulse input circuit is characterized in that each of the two counters is alternately operated at a constant cycle so that the pulse counter data and the pulse interval counter data can be accurately read even if the frequency of the basic clock signal is high. method.
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