JP4235821B2

JP4235821B2 - 電子機器及びポート設定方法

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Publication number: JP4235821B2
Application number: JP2004157913A
Authority: JP
Inventors: 拓治国府
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2024-05-27
Also published as: JP2005339259A

Description

本発明は、信号を入出力するポートに出力ポート機能を設定することで、このポートを通じて出力信号を外部出力する出力信号処理、例えばＬＥＤをＯＮ／ＯＦＦ制御する出力信号を外部出力する主プログラム処理を実行すると共に、前記ポートに入力ポート機能を設定することで、このポートを通じて入力信号を内部入力する入力信号処理、例えばスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を入力信号として取り込む割込み処理を実行するマイコンを備えた電子機器及びポート設定方法に関する。

図８は従来の電子機器内部の概略構成を示す回路構成図である。

図８に示す電子機器１００は、電子機器１００全体を制御するマイコン１１０と、このマイコン１１０と有線接続する周辺回路１２０とを有し、マイコン１１０は、信号を入出力する複数のポート１１１を備え、これらポート１１１を通じて周辺回路１２０と有線接続するものである。

各ポート１１１は、周辺回路１２０に対して出力信号を外部出力するための出力ポート機能と、周辺回路１２０からの入力信号を内部入力するための入力ポート機能とを有し、システム設計者の設定で出力ポート機能及び入力ポート機能の何れか一方にのみ設定することができるものである。

マイコン１１０は、出力ポート機能に設定したポート１１１（１１１Ａ）を通じて出力信号を周辺回路１２０に外部出力する出力バッファ１１２と、入力ポート機能に設定したポート１１１（１１１Ｂ）を通じて周辺回路１２０からの入力信号を内部入力する入力バッファ１１３と、このマイコン１１０全体を制御する制御部１１４とを有している。尚、各ポート１１１は、出力バッファ１１２及び入力バッファ１１３を備え、出力ポート機能に設定された場合には出力バッファ１１２を使用し、入力ポート機能に設定された場合には入力バッファ１１３を使用するものである。

制御部１１４は、出力ポート機能を設定したポート１１１Ａ及び出力バッファ１１２を通じて出力信号を周辺回路１２０に出力する出力信号処理を実行すると共に、入力ポート機能を設定したポート１１１Ｂ及び入力バッファ１１３を通じて周辺回路１２０からの入力信号を内部入力する入力信号処理を実行するものである。

周辺回路１２０は、電源部（以下、単にＶＤＤと称する）１２１と、このＶＤＤ１２１と接続する抵抗器１２２Ａと、この抵抗器１２２Ａと接続する発光ダイオード（以下、単にＬＥＤと称する）１２３Ａとを有し、ＬＤＥ１２３Ａは、出力ポート機能を設定したポート１１１Ａと接続するものである。

制御部１１４は、出力信号処理において出力バッファ１１２及びポート１１１Ａを通じて出力信号を外部出力すると、この出力信号に基づきＬＥＤ１２３ＡをＯＮ／ＯＦＦ制御するものであり、例えば“Ｌ”レベルの出力信号を出力すると、ＬＥＤ１２３ＡをＯＮ制御し、“Ｈ”レベルの出力信号を出力すると、ＬＥＤ１２３をＯＦＦ制御するものである。

また、周辺回路１２０は、ＶＤＤ１２１の他に、このＶＤＤ１２１と接続する抵抗器１２２Ｂと、一方の接点を抵抗器１２２Ｂに接続すると共に、他方の接点をグランド１２４に接地するスイッチ１２３Ｂとを有し、抵抗器１２２Ｂ及びスイッチ１２３Ｂ間に入力ポート機能を設定したポート１１１Ｂを接続した構成とし、マイコン１１０側では、入力ポート機能を設定したポート１１１Ｂ及び入力バッファ１１３を通じて、ポート１１１Ｂの端子電圧を検出し、この検出結果に基づきスイッチ１２３ＢのＯＮ／ＯＦＦ状態を示す入力信号を取り込むものである。

制御部１１４は、入力信号処理において入力バッファ１１３及びポート１１１Ｂを通じて、ポート１１１Ｂの端子電圧が“Ｈ”レベルとなると、スイッチ１２３ＢがＯＦＦ状態であるとの入力信号を取り込み、ポート１１１Ｂの端子電圧が“Ｌ”レベルとなると、スイッチ１２３ＢがＯＮ状態であるとの入力信号を取り込むものである。

図８に示す電子機器１００によれば、ポート１１１毎に出力ポート機能又は入力ポート機能の何れか一方を設定し、出力ポート機能を設定したポート１１１Ａを通じて周辺回路１２０内部のＬＥＤ１２３Ａをマイコン１１０からＯＮ／ＯＦＦ制御し、入力ポート機能を設定したポート１１１Ｂを通じて周辺回路１２０内部のスイッチ１２３ＢのＯＮ／ＯＦＦ状態をマイコン１１０に取り込むことができる。

また、このような従来の電子機器の公知技術としては、単一機能のポート、すなわち入力ポート機能を設定したポートを用いて、コンデンサの充放電動作の完了時間を検知し、この検知結果に基づいて複数個のスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態等の操作状態をマイコン側に取り込む技術内容がある（例えば特許文献１参照）。

また、他の公知技術としては、一つの入力ポート機能を設定したポートを用いて、二接点スイッチの操作状態をマイコン側に取り込む技術内容がある（例えば特許文献２参照）。
特開平９−２０４２５４号公報（図１及び要約書参照）特開２０００−３６３０号公報（図１及び要約書参照）

しかしながら、これら上記従来の電子機器によれば、マイコンのポート毎に、システム設計者の設定で出力ポート機能及び入力ポート機能の何れか一方にしか設定することができないため、例えば入力ポート機能及び出力ポート機能の異なるポート機能をポートに設定する場合、機能毎にポートを割り当てなければならず、例えばポート数が物理的に少ないマイコンの場合、そのポート数を確保することは非常に難しい。そこで、ポートの数を増やすためにマイコン外部に拡張用ＩＣを増設することも考えられるが、部品点数の増加及び増設スペースの確保等の問題が発生し、ひいては電子機器の小型化の妨げともなる。

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、マイコンのポートの有効利用を図りながら、電子機器の小型化に大きく貢献することができる電子機器及びポート設定方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の電子機器は、電源とグランドとに接続される周辺回路であって、電源側に一端が接続されるコンデンサと、前記コンデンサの他端側に一端が接続され、グランド側に他端が接続されるスイッチと、を備える周辺回路と、前記コンデンサの前記一端側に接続され、信号を入出力するポートを有し、前記ポートに出力ポート機能を設定することで、このポートを通じて出力信号を前記周辺回路に出力する出力信号処理を実行すると共に、前記ポートに入力ポート機能を設定することで、このポートを通じて前記周辺回路から前記スイッチのオン状態あるいはオフ状態を示す入力信号を内部入力として入力信号処理を実行するマイコンと、を備え、前記マイコンは、前記出力ポート機能の設定中に、入力ポート設定信号を検出すると、現在の出力ポート機能に関わる出力状態を記憶する出力状態記憶手段と、前記ポートに対する前記出力ポート機能の設定中に、入力ポート設定信号を検出すると、このポートに対して前記入力ポート機能を切替設定し、前記入力ポート機能の切替設定後、前記出力ポート設定信号を検出すると、前記出力状態記憶手段に記憶中の出力状態に基づき、前記出力ポート機能を切替設定するポート機能設定手段と、前記ポートの端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記出力状態記憶手段にて前記現在の出力ポート機能に関わる出力状態を記憶すると、前記電圧検出手段で検出されたポートの端子電圧値をリセットし、リセット後に前記電圧検出手段を介して予め定められたタイミングで前記端子電圧を検出し、この検出した端子電圧値が閾値を超えている場合、前記入力信号として、前記スイッチがオフ状態とする信号の入力を前記周辺回路から受けたと判断し、前記端子電圧値が閾値を超えていない場合、前記入力信号として、前記スイッチがオン状態とする信号の入力を前記周辺回路から受けたと判断する入力状態認識手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の電子機器は、前記ポート機能設定手段が、前記ポートに対する前記入力ポート機能の設定中に、出力ポート設定信号を検出すると、このポートに対して前記出力ポート機能を切替設定するようにした。

本発明の電子機器は、前記出力ポート機能の設定中に、前記入力ポート設定信号を検出すると、現在の出力ポート機能に関わる出力状態を記憶する出力状態記憶手段を有し、前記ポート機能設定手段は、前記入力ポート機能の切替設定後、前記出力ポート設定信号を検出すると、前記出力状態記憶手段に記憶中の出力状態に基づき、前記出力ポート機能を切替設定するようにした。

本発明の電子機器は、前記ポートの端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記出力状態記憶手段にて前記現在の出力ポート機能に関わる出力状態を記憶すると、前記電圧検出手段の検出結果である端子電圧値をリセットするリセット手段と、このリセット手段にて前記端子電圧値をリセットした後、所定タイミングでの前記端子電圧を前記電圧検出手段にて検出し、この検出した端子電圧値が閾値を超えたか否かを判定する閾値電圧判定手段と、この閾値電圧判定手段の判定結果に基づいて、前記入力信号処理に関わる入力信号の内容を判断する入力状態認識手段とを有するようにした。

本発明の電子機器は、電源及びグランド間にコンデンサ及びスイッチを直列接続すると共に、前記電源及びコンデンサ間に前記ポートを端子接続し、前記スイッチのオン動作で前記コンデンサへの充電動作を開始する構成を有し、前記出力状態記憶手段にて前記現在の出力ポート機能に関わる出力状態を記憶すると、前記リセット手段にて前記ポートの端子電圧値をリセットし、前記所定タイミングでの前記端子電圧を検出し、この検出した端子電圧値が閾値を超えたか否かを前記閾値電圧判定手段にて判定し、前記閾値電圧判定手段にて前記端子電圧値が閾値を超えたと判定されると、前記入力状態認識手段にて前記スイッチがオフ状態であると判断し、前記閾値電圧判定手段にて前記端子電圧値が閾値を超えたと判定されなければ、前記入力状態認識手段にて前記スイッチがオン状態であると判断するようにした。

上記目的を達成するために本発明のポート設定方法は、電源とグランドとに接続される周辺回路であって、電源側に一端が接続されるコンデンサと、前記コンデンサの他端側に一端が接続され、グランド側に他端が接続されるスイッチと、を備える周辺回路と、前記コンデンサの前記一端側に接続され、信号を入出力するポートを有し、前記ポートに出力ポート機能を設定することで、このポートを通じて出力信号を前記周辺回路に出力する出力信号処理を実行すると共に、前記ポートに入力ポート機能を設定することで、このポートを通じて前記周辺回路から前記スイッチのオン状態あるいはオフ状態を示す入力信号を内部入力として入力信号処理を実行するマイコンと、を備える電子機器における前記マイコンのポート設定方法であって、前記マイコンが、前記出力ポート機能の設定中に、入力ポート設定信号を検出すると、現在の出力ポート機能に関わる出力状態を出力状態記憶手段に記憶するステップと、前記ポートに対する前記出力ポート機能の設定中に、入力ポート設定信号を検出すると、このポートに対して前記入力ポート機能を切替設定し、前記入力ポート機能の切替設定後、前記出力ポート設定信号を検出すると、前記出力状態記憶手段に記憶中の出力状態に基づき、前記出力ポート機能を切替設定するポート機能設定ステップと、前記出力状態記憶手段にて前記現在の出力ポート機能に関わる出力状態を記憶すると、電圧検出手段で検出されたポートの端子電圧値をリセットし、リセット後に前記電圧検出手段を介して所定タイミングで前記端子電圧を検出し、この検出した端子電圧値が閾値を超えている場合、前記入力信号として、前記スイッチがオフ状態とする信号の入力を前記周辺回路から受けたと判断し、前記端子電圧値が閾値を超えていない場合、前記入力信号として、前記スイッチがオン状態とする信号の入力を前記周辺回路から受けたと判断するステップと、を含む。

本発明のポート設定方法は、前記ポートに対する前記入力ポート機能の設定中に、出力ポート設定信号を検出すると、このポートに対して前記出力ポート機能を切替設定するようにした。

本発明のポート設定方法は、前記出力ポート機能の設定中に、前記入力ポート設定信号を検出すると、現在の出力ポート機能に関わる出力状態を記憶し、前記入力ポート機能の切替設定後、前記出力ポート設定信号を検出すると、記憶中の出力状態に基づき、前記出力ポート機能を切替設定するようにした。

本発明のポート設定方法は、前記現在の出力ポート機能に関わる出力状態を記憶すると、前記ポートの端子電圧値をリセットし、このリセット後、所定タイミングでの前記端子電圧を検出し、この検出した端子電圧値を閾値が超えたか否かを判定し、この判定結果に基づいて、前記入力信号処理に関わる入力信号の内容を判断するようにした。

上記のように構成された本発明の電子機器によれば、前記ポートに対して前記出力ポート機能及び前記入力ポート機能を切替設定可能とし、前記出力ポート機能の設定中に、入力ポート設定信号を検出すると、同ポートに対して前記入力ポート機能を切替設定するようにしたので、単一のポートに出力ポート機能及び入力ポート機能両方のポート機能を持たせることで、ポートの有効利用を図り、さらには電子機器の小型化に大きく貢献することができる。

本発明の電子機器によれば、前記ポートに対して前記入力ポート機能の設定中に、出力ポート設定信号を検出すると、このポートに対して前記出力ポート機能を切替設定するようにしたので、単一のポートに出力ポート機能及び入力ポート機能両方のポート機能を持たせることで、ポートの有効利用を図り、さらには電子機器の小型化に大きく貢献することができる。

本発明の電子機器によれば、出力ポート機能の設定中に、入力ポート設定信号を検出すると、現在の出力ポート機能に関わる出力状態を記憶しておき、入力ポート機能の切替設定後、出力ポート設定信号を検出すると、同記憶中の出力状態に基づき、前記出力ポート機能を切替設定するようにしたので、出力ポート機能を再開する場合、入力ポート機能切替設定前、すなわち出力ポート機能中断前の出力ポート機能の出力状態に戻すことができる。

本発明の電子機器によれば、現在の出力ポート機能に関わる出力状態を記憶すると、同ポートの端子電圧値をリセットし、同リセット後の所定タイミングでの端子電圧を検出し、この検出した端子電圧値が閾値を超えたか否かを判定し、この判定結果に基づいて、前記入力信号処理に関わる入力信号の内容を判断するようにしたので、出力ポート機能及び入力ポート機能両方のポート機能を単一ポートに持たせたとしても、入力ポート機能としての入力信号の内容を確実に認識判断することができる。

本発明の電子機器によれば、コンデンサの充放電動作を利用して、閾値電圧判定手段にてポートの端子電圧値が閾値を超えたと判定されると、スイッチがオフ状態であると判断し、端子電圧値が閾値を超えたと判定されたのでなければ、スイッチがオン状態であると判断するようにしたので、出力ポート機能及び入力ポート機能両方のポート機能を単一ポートに持たせたとしても、入力ポート機能としてのスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を確実に認識判断することができる。

上記のように構成された本発明のポート設定方法によれば、前記ポートに対して前記出力ポート機能及び前記入力ポート機能を切替設定可能とし、前記出力ポート機能の設定中に、入力ポート設定信号を検出すると、同ポートに対して前記入力ポート機能を切替設定するようにしたので、単一のポートに出力ポート機能及び入力ポート機能両方のポート機能を持たせることで、ポートの有効利用を図り、さらには電子機器の小型化に大きく貢献することができる。

本発明のポート設定方法によれば、前記ポートに対して前記入力ポート機能の設定中に、出力ポート設定信号を検出すると、このポートに対して前記出力ポート機能を切替設定するようにしたので単一のポートに出力ポート機能及び入力ポート機能両方のポート機能を持たせることで、ポートの有効利用を図り、さらには電子機器の小型化に大きく貢献することができる。

本発明のポート設定方法によれば、出力ポート機能の設定中に、入力ポート設定信号を検出すると、現在の出力ポート機能に関わる出力状態を記憶しておき、入力ポート機能の切替設定後、出力ポート設定信号を検出すると、同記憶中の出力状態に基づき、前記出力ポート機能を切替設定するようにしたので、出力ポート機能を再開する場合、入力ポート機能切替設定前、すなわち出力ポート機能中断前の出力ポート機能の出力状態に戻すことができる。

本発明のポート設定方法によれば、現在の出力ポート機能に関わる出力状態を記憶すると、同ポートの端子電圧値をリセットし、同リセット後の所定タイミングでの端子電圧を検出し、この検出した端子電圧値が閾値を超えたか否かを判定し、この判定結果に基づいて、前記入力信号処理に関わる入力信号の内容を判断するようにしたので、出力ポート機能及び入力ポート機能両方のポート機能を単一ポートに持たせたとしても、入力ポート機能としての入力信号の内容を確実に認識判断することができる。

以下、図面に基づいて本発明の電子機器に関わる実施の形態について説明する。図１は本実施の形態を示す電子機器内部の概略構成を示す回路構成図である。

図１に示す電子機器１は、この電子機器１全体を制御するマイコン１０と、このマイコン１０と有線接続する周辺回路２０とを有し、マイコン１０は、信号を入出力する複数のポート１１を備え、各ポート１１を通じて周辺回路２０と有線接続するものである。尚、図１においては、説明の便宜上、ポート１１の数を一つしか示さないが、ポート１１の数は複数あるものとする。

周辺回路２０は、電力を供給するＶＤＤ２１と、ＶＤＤ２１と接続する抵抗器２２と、この抵抗器２２と接続するＬＥＤ２３と、ＬＥＤ２３と接続するコンデンサ２４と、その一方の接点をグランド２５に接地し、他方の接点をコンデンサ２４と接続するスイッチ２６とで接続構成し、コンデンサ２４は、スイッチ２６がＯＮ操作されると、ＶＤＤ２１からの電荷を蓄える充電動作を実行し、スイッチ２６がＯＦＦ操作されると、蓄えられた電荷が放電する放電動作を実行するものである。

マイコン１０は、ポート１１毎に、出力ポート機能及び入力ポート機能を切替設定可能にし、マイコン１０全体を制御する制御部１２を有し、さらに、各ポート１１には、出力ポート機能設定時に使用する出力バッファ１３及び入力ポート機能設定時に使用する入力バッファ１４を備えている。

マイコン１０のポート１１は、周辺回路２０内部のＬＥＤ２３及びコンデンサ２４間に端子接続することで、マイコン１０及び周辺回路２０は電気的に接続することになる。

マイコン１０の制御部１２は、ポート１１を出力ポート機能に切替設定することで、出力バッファ１３及びポート１１を通じて出力信号を周辺回路２０に出力信号処理（後述する主プログラム処理）を実行すると共に、ポート１１を入力ポート機能に切替設定することで、入力バッファ１４及びポート１１を通じて周辺回路２０からの入力信号を内部入力する入力信号処理（後述する割込み処理）を実行するものである。

尚、主プログラム処理とは、例えば周辺回路２０内部のＬＥＤ２３をマイコン１０側の出力信号でＯＮ／ＯＦＦ制御する処理である。また、割込み処理とは、主プログラム処理中に周期的に周辺回路２０内部のスイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦ状態（例えば手動によるキー入力操作）を入力信号としてマイコン１０側に取り込む処理である。

主プログラム処理時において制御部１２は、出力バッファ１３及びポート１１を通じて、例えば“Ｌ”レベルの出力信号を出力すると、ＬＥＤ２３をＯＮ制御し、“Ｈ”レベルの出力信号を出力すると、ＬＥＤ２３をＯＦＦ制御するものである。

また、割込み処理時において制御部１２は、入力バッファ１４及びポート１１を通じて、ポート１１の端子電圧に基づき、スイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦ状態の入力信号を取り込むものである。尚、スイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦ状態とは、例えば人手によるキーの入力操作状態に相当するものである。

図２は本実施の形態に関わる電子機器１内部のマイコン１０の主プログラム処理及び割込み処理のタイミング動作を示す説明図である。

マイコン１０の制御部１２は、通常、図２に示すように主プログラム処理（出力信号処理）を実行し、周期的に、同主プログラム処理を中断して割込み処理を実行するものである。尚、主プログラム処理の１サイクル所要時間を１００ｍ秒、割込み処理の１サイクル所要時間を２μ秒とした場合、主プログラム処理を１００ｍ秒実行する度に同主プログラム処理を２μ秒間中断し、この２μ秒間に割り込み処理を実行するものである。

図３は制御部１２内部の概略構成を示すブロック図である。

図３に示す制御部１２は、ポート１１に対して出力ポート機能及び入力ポート機能を切替設定するポート機能設定部３１と、現在の出力ポート機能に関わる出力信号の出力状態を一時記憶する出力状態メモリ部３２と、同ポート１１及び周辺回路２０間のＸ点に関わる端子電圧を検出する電圧検出部３３と、この制御部１２全体を制御する主制御部３４とを有している。

主制御部３４は、電圧検出部３３にて検出した端子電圧値（出力状態）をリセットするリセット部３４Ａと、端子電圧値が閾値を超えたか否かを判定する閾値電圧判定部３４Ｂと、この閾値電圧判定部３４Ｂの判定結果に基づいてスイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦ状態を認識判断する入力状態認識部３４Ｃとを有している。

ポート機能設定部３１は、ポート設定信号に応じて、ポート１１に出力ポート機能又は入力ポート機能を切替設定するものであり、例えば出力ポート機能設定中に、入力ポート設定信号を検出すると、現在設定中の出力ポート機能を入力ポート機能に切替設定することで割込み処理を実行すると共に、例えば入力ポート機能設定中に出力ポート設定信号を検出すると、現在設定中の入力ポート機能を出力ポート機能に切替設定することで主プログラム処理を開始するものである。尚、入力ポート設定信号は、後述する割込みプログラム処理の開始タイミングで周期的に発生し、出力ポート設定信号は、後述する割込みプログラム処理中の割込み処理の終了タイミングで発生するものである。

出力状態メモリ部３２は、入力ポート設定信号を検出すると、出力ポート機能に関わるポート１１の現在の出力状態、すなわち現在の主プログラム処理時に関わる出力状態を一時記憶するものである。尚、出力状態とは、出力信号のレベル状態（Ｈ／Ｌ）に相当するものである。

また、ポート機能設定部３１は、出力ポート設定信号を検出すると、現在設定中の入力ポート機能を出力ポート機能に切替設定する際に、出力状態メモリ部３２に記憶中の出力状態に基づき、主プログラム処理中断前の元の出力状態に戻すものである。

電圧検出部３３は、ＬＥＤ２３及びコンデンサ２４間に接続したポート１１に関わるＸ点の端子電圧を検出するものである。

リセット部３４Ａは、出力状態メモリ部３２に主プログラム処理に関わる現在の出力状態を一時記憶すると、割込み処理にてスイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦ状態を判断するためにポート１１の端子電圧値を強制的に一度、リセットするものである。尚、リセット部３４Ａは、端子電圧値を完全にリセットするために、周辺回路２０内に残る浮遊電荷を放電すべく、所定時間（強制リセット期間）待つものである。

閾値電圧判定部３４Ｂは、リセット部３４Ａにて端子電圧値の完全リセットが完了すると、入力ポート機能切替設定後のタイミングＤ（図５参照）時点での端子電圧値を検出し、この端子電圧値が入力バッファ閾値を超えたか否かを判定するものである。尚、入力バッファ閾値は、最適値に設定されているものとする。

入力状態認識部３４Ｃは、閾値電圧判定部３４Ｂにて端子電圧値が入力バッファ閾値を超えたと判定されると、スイッチ２６がＯＦＦ状態であると判断し、閾値電圧判定部３４Ｃにて端子電圧値が入力バッファ閾値を超えたと判定されたのでなければ、スイッチ２６がＯＮ状態であると判断するものである。

尚、請求項記載のポート機能設定手段はポート機能設定部３１、出力状態記憶手段は出力状態メモリ部３２、電圧検出手段は電圧検出部３３、リセット手段はリセット部３４Ａ、閾値電圧判定手段は閾値電圧判定部３４Ｂ、入力状態認識手段は入力状態認識部３４Ｃ、出力信号処理は主プログラム処理、入力信号処理は割込み処理に相当するものである。

次に本実施の形態を示す電子機器１の動作について説明する。図４は本実施の形態の割込みプログラム処理に関わる制御部１２の処理動作を示すフローチャート、図５は割込みプログラム処理に関わるポート１１の端子電圧値の変動を端的に示す説明図である。

図４に示す割込みプログラム処理は、図２に示す主プログラム処理中に周期的にスイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦ状態をマイコン１０に取り込む割込み処理を実行するための処理である。

図４においてマイコン１０の制御部１２は、出力ポート機能設定中、すなわち主プログラム処理中に入力ポート設定信号を検出すると、割込みプログラム処理を開始するのであるが、この際（図５に示すタイミングＡ）、現在設定中の出力ポート機能、すなわち主プログラム処理の出力状態を検出し、この出力状態を出力状態メモリ部３２に一時記憶する（ステップＳ１１）。尚、出力状態とは、図５のタイミングＡに関わる現在の出力信号のＨ／Ｌ状態に相当するものである。

制御部１２は、主プログラム処理の出力状態を出力状態メモリ部３２に一時記憶すると、図５に示すタイミングＢの時点でリセット部３４Ａを通じて出力状態（端子電圧値）を強制的にリセットするためのリセット動作を実行する（ステップＳ１２）。尚、主プログラム処理の出力状態を強制的にリセットすると、出力ポート機能を設定中のポート１１の出力状態は“Ｌ”レベルになるため、ＬＥＤ２３はＯＮ制御することになる。しかしながら、出力状態が強制的に“Ｌ”レベルとなる期間は非常に短かい時間であるため、ＬＥＤ２３が点灯表示しても視覚的には違和感を与えることはない。

制御部１２は、リセット部３４Ａにて出力状態（端子電圧値）のリセット動作を実行すると、出力状態（端子電圧値）が完全にリセットされるまでの所要時間（強制リセット期間）、すなわち完全リセット待ち時間タイマをスタートし、この完全リセット待ち時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１３）。尚、ステップＳ１３の処理は、ステップＳ１２にてリセット動作を実行したとしても、周辺回路２０内に浮遊電荷が残るため、この浮遊電荷を完全に無くすための待ち処理である。

制御部１２は、ステップＳ１３にて完全リセット待ち時間が経過したのであれば、ポート機能設定部３１を通じて現在設定中の出力ポート機能を入力ポート機能に切替設定する（ステップＳ１４）。尚、周辺回路２０内のコンデンサ２４は、スイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦ動作に応じて充放電動作を行うため、ポート１１の端子電圧は変動することになる。

制御部１２は、この入力ポート機能に切替設定（タイミングＣ）後、監視タイミングＤ時点での端子電圧値を、電圧検出部３３を通じて検出する（ステップＳ１５）。

制御部１２は、監視タイミングＤでの端子電圧値を検出すると、閾値電圧判定部３４Ｂを通じて、この端子電圧値が入力バッファ閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１６）。

制御部１２は、閾値電圧判定部３４Ｂにて端子電圧値が入力バッファ閾値を超えたと判定されると、図５（ｂ）及び（ｄ）に示すように、入力状態認識部３４Ｃを通じて入力状態、すなわちスイッチ２６がＯＦＦ状態であると判断する（ステップＳ１７）。尚、スイッチ２６のＯＦＦ状態の認識判断は、ＯＦＦ状態を示す入力信号がマイコン１０に取り込まれたことになる。

また、制御部１２は、ステップＳ１６にて端子電圧値が入力バッファ閾値を超えたと判定されたのでなければ、図５（ａ）及び（ｃ）に示すように、入力状態認識部３４Ｃを通じて入力状態、すなわちスイッチ２６がＯＮ状態であると判断する（ステップＳ１８）。尚、スイッチ２６のＯＮ状態の認識判断は、ＯＮ状態を示す入力信号がマイコン１０に取り込まれたことになる。

制御部１２は、ステップＳ１７又はステップＳ１８の入力状態の判断結果を得ると、中断した主プログラム処理を再開すべく、図５のタイミングＥでポート機能設定部３１を通じて入力ポート機能から出力ポート機能に切替設定し（ステップＳ１９）、図５のタイミングＥでステップＳ１１にて出力状態メモリ部３２に一時記憶した出力状態に戻し（ステップＳ２０）、この割込みプログラム処理を終了する。

本実施の形態によれば、単一のポート１１に対して出力ポート機能及び入力ポート機能を切替設定可能とし、このポート１１に対して出力ポート機能設定中（主プログラム処理中）に入力ポート設定信号を検出すると、同ポート１１に対して出力ポート機能を入力ポート機能に切替設定するようにしたので、単一ポート１１に出力ポート機能及び入力ポート機能を持たせることでポート１１の有効利用を図り、さらには電子機器１の小型化に大きく貢献することができる。

本実施の形態によれば、ポート１１に対して入力ポート機能の設定中に、出力ポート設定信号を検出すると、このポート１１に対して出力ポート機能を切替設定するようにしたので、単一ポート１１に出力ポート機能及び入力ポート機能を持たせることで、ポート１１の有効利用を図り、さらには電子機器１の小型化に大きく貢献することができる。

本実施の形態によれば、出力ポート機能設定中に、入力ポート設定信号を検出すると、現在の出力ポート機能に関わる出力状態を出力状態メモリ部３２に一時記憶しておき、入力ポート機能の切替設定後、出力ポート設定信号を検出すると、同記憶中の出力状態に基づき、前記出力ポート機能を切替設定するようにしたので、出力ポート機能を再開する場合、入力ポート機能切替設定前、すなわち出力ポート機能中断前の出力ポート機能の出力状態に戻すことができる。

本実施の形態によれば、出力ポート機能設定中（主プログラム処理中）に現在の出力ポート機能に関わる出力状態を出力状態メモリ部３２に一時記憶すると、割込み処理によるスイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦ状態を確実に認識判断できるようにすべく、ポート１１の端子電圧値をリセットし、リセット後の所定タイミングＤの端子電圧を検出し、この検出した端子電圧値が入力バッファ閾値を超えたか否かを判定し、ポート１１の端子電圧値が入力バッファ閾値を超えたと判定されると、スイッチ２６がＯＦＦ状態であると認識判断し、端子電圧値が入力バッファ閾値を超えたと判定されたのでなければ、スイッチ２６がＯＮ状態であると判断するようにしたので、単一のポート１１に出力ポート機能及び入力ポート機能両方を持たせたとしても、入力ポート機能としてのスイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦ状態を確実に認識判断することができる。

尚、上記実施の形態においては、図４に示すステップＳ１２及びステップＳ１３の割込みプログラム処理にて非常に短い期間（強制リセット期間）であるにせよ強制的に端子電圧をリセット、すなわち出力状態を“Ｌ”レベルにすることで、周辺回路２０のＬＥＤ２４をＯＮさせてしまうことになる。そこで、このような事態に対処すべく、周辺回路２０の構成を図６に示す回路構成にしても良い。尚、図１に示す周辺回路２０と同一の構成については同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。

図６に示す周辺回路２０Ａは、ＶＤＤ２１と接続するリレー４１と、このリレーと接続するＬＥＤ２３Ａと、ＬＥＤ２３Ａをソース側に接続し、グランド２５をドレイン側に接地し、ポート１１をゲート側に接続するＭＯＳ−ＦＥＴ４２と、保護ダイオード４３とを有し、ＦＥＴ４１は、ポート１１からの“Ｌ”レベルの出力信号に応じてＯＮ動作するが、前述したように強制的に“Ｌ”レベルの出力信号が出力されるのは数マイクロ秒であるため、数マイクロ秒の短時間の“Ｌ”レベルの出力信号ではリレー４１を動作させることができないため、その結果、ＬＥＤ２３ＡがＯＮ動作することもなく、動作上に支障が生じることもなくなる。

また、上記実施の形態においては、割込み処理にて周辺回路２０内のスイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦ状態をマイコン１０側に取り込むようにしたが、例えば周辺回路２０のスイッチ２６の代わりに、図７に示すようにトランジスタ２６Ｂ及びダイオード２９Ｂを配置する回路構成にしたとしても、同トランジスタ２６ＢのＯＮ／ＯＦＦ状態を取り込むことができ、同様の効果が得られることは言うまでもない。

上記のように構成された本発明の電子機器によれば、ポートに対して出力ポート機能及び入力ポート機能を切替設定可能とし、出力ポート機能の設定中に、入力ポート設定信号を検出すると、同ポートに対して前記入力ポート機能を切替設定するようにしたので、単一のポートに出力ポート機能及び入力ポート機能両方のポート機能を持たせることで、ポートの有効利用を図り、さらには電子機器の小型化に大きく貢献することができ、これら入力ポート機能及び出力ポート機能を使用するポートを備えたマイコンを内蔵する電子機器に有用である。

本発明の実施の形態を示す電子機器内部の概略構成を示す回路構成図である。本実施の形態に関わるマイコンの主プログラム処理及び割込み処理に関わるタイミング動作を端的に示す説明図である。本実施の形態に関わるマイコンの要部である制御部内部の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態の割込みプログラム処理に関わる制御部の処理動作を示すフローチャートである。本実施の形態の割込みプログラム処理に関わるポートの端子電圧値の変動を端的に示す説明図である。他の実施の形態を示す電子機器内部の概略構成を示す回路構成図である。他の実施の形態を示す電子機器内部の概略構成を示す回路構成図である。従来の電子機器内部の概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１電子機器
１０マイコン
１１ポート
１２制御部
２１電源部
２４コンデンサ
２５グランド
２６スイッチ
３１ポート機能設定部（ポート機能設定手段）
３２出力状態メモリ部（出力状態記憶手段）
３３電圧検出部（電圧検出手段）
３４Ａリセット部（リセット手段）
３４Ｂ閾値電圧判定部（閾値電圧判定手段）
３４Ｃ入力状態認識部（入力状態認識手段）

Claims

電源とグランドとに接続される周辺回路であって、電源側に一端が接続されるコンデンサと、前記コンデンサの他端側に一端が接続され、グランド側に他端が接続されるスイッチと、を備える周辺回路と、
前記コンデンサの前記一端側に接続され、信号を入出力するポートを有し、前記ポートに出力ポート機能を設定することで、このポートを通じて出力信号を前記周辺回路に出力する出力信号処理を実行すると共に、前記ポートに入力ポート機能を設定することで、このポートを通じて前記周辺回路から前記スイッチのオン状態あるいはオフ状態を示す入力信号を内部入力として入力信号処理を実行するマイコンと、
を備え、
前記マイコンは、
前記出力ポート機能の設定中に、入力ポート設定信号を検出すると、現在の出力ポート機能に関わる出力状態を記憶する出力状態記憶手段と、
前記ポートに対する前記出力ポート機能の設定中に、入力ポート設定信号を検出すると、このポートに対して前記入力ポート機能を切替設定し、前記入力ポート機能の切替設定後、前記出力ポート設定信号を検出すると、前記出力状態記憶手段に記憶中の出力状態に基づき、前記出力ポート機能を切替設定するポート機能設定手段と、
前記ポートの端子電圧を検出する電圧検出手段と、
前記出力状態記憶手段にて前記現在の出力ポート機能に関わる出力状態を記憶すると、前記電圧検出手段で検出されたポートの端子電圧値をリセットし、リセット後に前記電圧検出手段を介して予め定められたタイミングで前記端子電圧を検出し、この検出した端子電圧値が閾値を超えている場合、前記入力信号として、前記スイッチがオフ状態とする信号の入力を前記周辺回路から受けたと判断し、前記端子電圧値が閾値を超えていない場合、前記入力信号として、前記スイッチがオン状態とする信号の入力を前記周辺回路から受けたと判断する入力状態認識手段と、
を備えることを特徴とする電子機器。
電源とグランドとに接続される周辺回路であって、電源側に一端が接続されるコンデンサと、前記コンデンサの他端側に一端が接続され、グランド側に他端が接続されるスイッチと、を備える周辺回路と、
前記コンデンサの前記一端側に接続され、信号を入出力するポートを有し、前記ポートに出力ポート機能を設定することで、このポートを通じて出力信号を前記周辺回路に出力する出力信号処理を実行すると共に、前記ポートに入力ポート機能を設定することで、このポートを通じて前記周辺回路から前記スイッチのオン状態あるいはオフ状態を示す入力信号を内部入力として入力信号処理を実行するマイコンと、
を備える電子機器における前記マイコンのポート設定方法であって、
前記マイコンが、
前記出力ポート機能の設定中に、入力ポート設定信号を検出すると、現在の出力ポート機能に関わる出力状態を出力状態記憶手段に記憶するステップと、
前記ポートに対する前記出力ポート機能の設定中に、入力ポート設定信号を検出すると、このポートに対して前記入力ポート機能を切替設定し、前記入力ポート機能の切替設定後、前記出力ポート設定信号を検出すると、前記出力状態記憶手段に記憶中の出力状態に基づき、前記出力ポート機能を切替設定するポート機能設定ステップと、
前記出力状態記憶手段にて前記現在の出力ポート機能に関わる出力状態を記憶すると、電圧検出手段で検出されたポートの端子電圧値をリセットし、リセット後に前記電圧検出手段を介して所定タイミングで前記端子電圧を検出し、この検出した端子電圧値が閾値を超えている場合、前記入力信号として、前記スイッチがオフ状態とする信号の入力を前記周辺回路から受けたと判断し、前記端子電圧値が閾値を超えていない場合、前記入力信号として、前記スイッチがオン状態とする信号の入力を前記周辺回路から受けたと判断するステップと、
を含むポート設定方法。