JPH0256018A - シングル・チップ・マイクロコンピュータの入力ポート拡張方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は！チップマイクロコンピュータ専のＡＩ）コン
バータ（Δ／Ｉ））：ＩＡｆ’を■１０ボートとして使
用する方法に関する。

（従来の技術） 近年シーケンスコントロールをはじめとした多種多様な
υ制御が暑チップマイクロコンピュータにより行われて
いる。

■チップマイクロコンピュータには、ＣＰＵをはじめ、
ＲＡＭ、ｒ？ＯＭ、タイマカウンタ、Ｉ１０ボート及び
ＡＤコンバータ等、コンピュータとしての構成１必要な
要素が−通り具備されており、このうちＡＤコンバータ
はアナログ信号をデジタル信号に変換する部分である。

複写機を例にとると、ＡＤコンバータは、定着ローラの
温度センシング用サーミスタからのアナログ信号や、露
光ランプの光器検出センサからのアナログ信号をＣＰＵ
が処理可能な所要ビットのデジタル信号に変換する役目
を果している。

一方、このＡＤコンバータは、１１０ポートとして使用
されることもある。

即ち、［１０ボートが木宋有すべき端ｒが不足している
場合の対応策として例えば１．ト；ｌ）出力或は−・出
力に対してはマトリクス回路を使用した方法、所謂ダー
イナミックスキャンにより１史用すべきＩ１０ボートの
数を少なくし、またこのダイナミ・ツクスキャンを使用
できない場合はべりフエラルインタフェースＬＳＩ（例
えば８２５５Δ）を用いてＩ１０ボートの拡張を行うの
が一般的であった。

しかしながら、上述したような従来のＩ１０拡張方法で
は、まず前者のダイナミックスキャン方式では一定時間
毎にＣＰＵが■１０処理を行う必りでなく、複写機のモ
ータ、ソレノイド、クラッチ制御信号等の如く出力がパ
ルス波形になるものには適さない。さらに入力の場合に
おいても微妙なタイミングを要求されるものには適用で
きない等の欠点を有する。

次に、後者のＩ１０拡張り、Ｓｒを付加する方法では、
高価な部品を用いるためコスト高となるばかりでなく、
余分な部品を実装するための而ｈ７の増力１１を！ｌ（
＜。

史に、ｌチップマ・ｒクロコンピユータ便用時には、限
られたアドレス・データ・バス用’ｆＡ　Ｉｆ’−をホ
トとして使用しているので、外部１．、　Ｓ　Ｉを接続
するためにはいくつかのボートを専用として割当てる関
係上、この方法では本来使用すべきボート数が減少して
結果的にそれ程の効果が認められない。

例えばＮＥＣ製ＣＰＵ　　ＭＰＤ７８１１に８２５５を
増設する場合を考えると、８２５５増設用に本来ＭＰＤ
７８１１が釘するボートのうち８個のボートを専有する
ため結果的に１６個のボートが増加するに留る。

ＡＤフンパータの入力ポートを［１０ボートとして使用
する手法としては、従来から第３図（ａ）に示すように
フォトインタラプタ等のオーブンコレクタから出力をと
り、Ａ　Ｄコンバータの入力ポートに接続するか、或は
同図ｆｂｌのように電源とアース間に抵抗を介してマイ
クロスイッチ等のスイッチ回路を接続したもので、夫々
出力される電１１−値をデジタル変換し、（八［）コン
バータは本来アナログデジタル変換して、所定ビットに
てアナログ値をデジタル値に表す機能を有している）、
あるスレッシュホールド値（例えば８ビツトのとき中間
値の１２８）を設定しておき、この値を越えるか、それ
以ドの時スイッチングしたものとみなしてＯＮ１０　Ｆ
　Ｆの２値を出力するものである。

しかしながら、この方法では例えば８ビツトのとき最大
数２５６を表し得るのにも拘らず、０Ｎ１０ＦＦの２値
しか示すことができず、極めて表示効率が悪いという欠
点があった。

（発明の目的） 本発明は上記に鑑みてなされたものであり、簡ｔ＋を且
つ安価な方法によって２トチツブマイクロコンピュータ
等が有するＡＤコンバータの余剰ボートを１１０ボート
として使用することができるようにした入力ボート拡張
方法を提供することを目的としている。

（９！明の構成） 上記目的を達成するため本発明のシングル・チップ・マ
イクロコンピュータの入力ボート拡張方法は、！チップ
マイクロコンピュータの１１０ポ一ト拡張手段としてΔ
Ｄコンバータ人カポートを活用する際、複数の抵抗素子
を直列または並列に組合せた網に２以上のデジタル信号
、例えばマイクロスイッチのＯＮ１０　Ｆ　Ｆのシーケ
ンス信号或はデイツプスイッチ等の機械的ＯＮ１０　Ｆ
　Ｆ信号のいくつかを夫々前記回路網の異なる節点に印
加し、これらデジタル信号のＯＮ１０　Ｆ　Ｆ信号状態
の組合せに対応して夫々異なるアナログ値が得られるよ
うにするとともに、該アナログ値に対応したデジタル値
をスレッシュホールドとして、前記各スーｒツチの状態
をデジタル制御、データまたは情報信号としてＣＰＵに
入力するように構成したことを特徴としている。

以上１本発明のシングル・チップ・マイクロコンピュー
タの入力ポート拡張方法を添付図面に示した一実施例に
基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図であって、この
例においては２つのスイッチＳＷ１．ＳＷ２のＯＮ　／
　Ｏｌ？　Ｉ・’状態を１つのＡ［＞コンバータ入力ボ
ートを１１０入力として用いて入力する場合を示してい
る。

同図においてＲ，、Ｒ，、Ｒ５，Ｒ，は各々抵抗器であ
って、互いに直列接続して電源Ｖ、：ｃとアースＥとの
間に挿入し、第１のスイッチＳＷＩを抵抗Ｒ１とＲ３の
節点とアースＥに、また第２のスイッチＳＷ２を電源ｖ
ｃｃと抵抗Ｒ５とＲ４の節点との間に挿入したものて、
ＡＤコンバータ入力ポートへの出力を中Ｔ川魚、つまり
抵抗Ｒ２とＲ３の節点から導出する。さらに前記抵抗の
うちＲ４とＲ４は同一抵抗値、またＲ６とＲ１はともに
前記抵抗Ｒｊ　　（＝Ｒ，）の半分となるよう設定する
。

即ち、この関係を数式で示せば。

ｌ？ｔｘ２＝Ｉセｚ　Ｘ　２　＝　Ｒ２＝　Ｒａとなる
。

この構成において前記スイッチＳＷＩとＳＷ２がそれぞ
れ独ｑにＯＮ、ＯＦ’　ｌ”　Ｌ、た場合の出力電圧を
表にすると、次の通りとなる。

表−１ このことを分かり易くするために第２図（ａ）乃至（ｄ
ｌ　に、それぞれのスイッチがＯＮ、ＯＦＦのときの等
価回路を示す。

即ち、ＳＷＩ、ＳＷ２ともにＯＦＦのとき（ａ）、ＳＷ
ＩがＯＮ、ＳＷ２がＯＦＦのとき（ｂｌ　、　ＳＷｌが
ＯＦＦ、ＳＷ２がＯＮのとき（ｃｌ　、’またＳＷｌと
ＳＷ２がともにＯＮのときｌｄｌ　となる。

尚、説明を簡単にするために抵抗Ｒ＋　−Ｒ＊の値をＲ
と表わした。従ってＲｉ、Ｆ＜４はともに２Ｒとなる。

以上のようにいくつかの抵抗を組み合わせ、複数の節点
にスイッチのＯＮ、ＯＦＦ”信号を入力すれば、それぞ
れのスイッチのＯＮ、０ト”ド状態に対応した特定の電
圧値が取り出せるから、このアナログ値をＡＤコンバー
タの入力ポートに入力すれば、これらのアナログ値に対
応したデジタル値を作出することができる。

従って予め各デジタル値をスレッシュホルド値として比
較信号を記憶しておけば、この比較によって前記複数の
ＯＮ、ＯＦＦ状態をデータとして或は情報信号または制
御信号として使用でき、結果的にＩ１０ポートが増加し
たことになる。

以上の例においてはスイッチを２ｇ！用いた場合を示し
たが、本発明の範囲はこの例に限定されるものではなく
、稲々の変形が可能である。

なお、上記実施例ではスイッチを用いた場合を示したが
、このスイッチのＯＮ、ＯＦＦ’信号代りにデジタル信
号の高電位と低電位を入力しても同様の機能を果たし得
ること勿論であり、その用途は極めて広範囲である。

さらに、上記スイッチＳＷＩをモード設定用のデイツプ
スイッチとし、他方ＳＷ２をシーケンス動作のマイクロ
スイッチとすれば、待機中は３つのスレッシュホルドレ
ベルにてデイツプスイッチ（ＳＷＩ）のＯＮ、ＯＦＦを
判定し、シーケンス動作中はスレッシュホルドを１／２
・ＶＣｃとすることによって、スィッチ５ＷＩＯＮ時の
スイッチＳＷ２のＯＮ、ＯＦ　Ｆ　（Ｖ　ｃｃと、　２
　／　３　Ｖ　ｃｃ）を判定することや、第１のスイッ
チＳＷ！のＯＦＦ時の第２　（Ｄ　ス−（ツｆ　Ｓ　Ｗ
　２　（７）　ＯＮ、０ＦＦ（ａと２７３・Ｖ　ｃｃ）
の判定をスレッシュホルド−つだけで行なうことができ
、シーケンス動作中のスイッチＳＷ２の状態判定に要す
るソフトウェアを簡単化することができ且つ処理時間を
ハｊ縮化することができる。

また、前記抵抗値は１例えばＲ＋　＝Ｒ２：＝２ｘＲｊ
　＝２ｘＲ４としても良い。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、簡単な回路によってＡＤ
コンバータの入力ポートをＩ１０ボートとしてしかも同
一ボートにて２以Ｊ−の多くのデジタルＬｔ　”Ｊを入
力することができるから１例えばシングルチップマイク
ロコンピュータを用いる場合であって１１０ボートが不
足する場合、極めて簡便且つ安価にＩ１０ボートを拡張
することができる。

叩ち、ＡＤコンバータのアナログ・デジタル変換機能を
巧妙に利用して同一入力ボートから多くのデジタル信号
を入力したものであってその応用範囲は広い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すｕ略図、第２図（ａｔ
乃至Ｔｄ）は第１図の等側口略図、第３図（ａ）（ｂ）
は従来のＩ１０ポート拡張方法を示す回路図である。 Ｒ，Ｒ，、Ｔ＜２　、Ｒ，、Ｒ，・・・抵抗器　Ｖｃｃ
・・・電源及び電源電圧　Ｅ・・・アース■・・・電流

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シングル・チップ・マイクロコンピュータのＡＤ
   コンバータ入力ポートをＩ／Ｏポートとして利用する場
   合において、複数の抵抗素子を直列または並列に接続し
   た回路網を電源とアース間に挿入し、該回路網の異なる
   節点夫々に複数のデジタル信号を印加すると共に、前記
   デジタル信号の各々の状態に対応して互いに異なるアナ
   ログ電圧が導出される節点出力した信号を前記ＡＤコン
   バータの入力ポートに接続したことを特徴とするシング
   ル・チップ・マイクロコンピュータの入力ポート拡張方
   法。
2. （２）前記回路網が抵抗Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３及びＲ
   ＿４を直列接続したものであって、且つＲ＿１とＲ＿２
   は共にＲ＿３（＝Ｒ＿４）の２分の１の抵抗値をもち、
   Ｒ＿２とＲ＿３との節点から出力を得るとともに該回路
   網の抵抗Ｒ＿１とＲ＿２との節点とアース間及び電源と
   、抵抗Ｒ＿３とＲ＿４との節点との間夫々にスイッチ素
   子を接続しまたはデジタル信号を印加したことを特徴と
   する請求項第１項記載のシングル・チップ・マイクロコ
   ンピュータの入力ポート拡張方法。