JPH0449756Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、制御部にマイクロコンピユータを使
用した各種電気機器において、当該マイクロコン
ピユータの異常を検出する回路に関し、特に、各
種の制御結果等に関してマイクロコンピユータか
らメロデイ信号を発生するようになついてるマイ
クロコンピユータ使用機器において、そのメロデ
イ信号を利用することにより、当該マイクロコン
ピユータの異常を検出する異常検出回路に関す
る。

〈従来の技術〉 昨今、各種の電気機器においては、盛んにその
制御部にマイクロコンピユータが使用されるよう
になつてきているが、こうしたものにおいてはま
た、何等かの制御命令が実現されたとき等に制御
部から適当なメロデイを発生させ、それによつて
使用者に制御命令の達成ないし成就を知らせるよ
うにしたものが多い。

例えば風呂釜付きガス給湯器においては、風呂
のお湯はりが完了したときとか追い焚き完了時等
に、室内に設けたリモートユニツトから適当なる
メロデイを発生させ、このメロデイによつて使用
者にお湯はりや追い焚き等、目的の制御命令が成
就されたことを報知するものがある。

一方、こうしたメロデイ報知機能付きの制御回
路にあつても、それ以前のメロデイ報知機能のな
いマイクロコンピユータ使用機器と同様、当該マ
イクロコンピユータの暴走等の事故に関してはこ
れを監視する回路が必要である。一般にこの目的
のためにはウオツチドツグタイマが使われる。

このウオツチドツグタイマ自体は周知であり、
マイクロコンピユータの発するクロツクを監視
し、その周期異常が生じた場合、マイクロコンピ
ユータに何等かの異常があつたものとして、当該
マイクロコンピユータを制御リセツトするもので
ある。

〈考案が解決しようとする問題点〉 上記のようなマイクロコンピユータを使用した
各種電気機器においては、さらに多機能化という
観点から、種々の追加機能が搭載されることがあ
る。例えば上記の給湯器等にあつては、給湯温度
のバーグラフ表示とか予約機能の追加等である。

しかし一方で、こうした各種のマイクロコンピ
ユータ使用機器は、それぞれの分野で競合する製
品同志、小型化、低価格化を競う傾向にあり、た
めにマイクロコンピユータにも出力ピン数の限定
された、小型なものの使用が要請される事情にあ
る。

こうした事情の下にある製品を設計する場合、
まず第一義に上記の付帯的な機能の実現を考える
と、実際上、それでなくとも少ないマイクロコン
ピユータの出力ピンをそれらの機能に専用に割当
てねばならず、そのため、マイクロコンピユータ
自体の監視に必要なウオツチドツグタイマ用の出
力ピンはこれを取出す余裕がなくなるという事態
が発生してきた。

これはもちろん、製品として完成するには許容
し得ない事実である。マイクロコンピユータは確
実にその動作が監視されねばならない。

本考案はこうした観点に立つて成されたもの
で、例え出力ピン数の限定された小型なマイクロ
コンピユータを使用しなければならない場合にあ
つても、出力ピン数の増加を招くことなく、当該
マイクロコンピユータの異常を合理的に検出でき
る装置を提供せんとするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案は、上記目的を達成するため、次のよう
な知見に基づいた。

既述したように、比較的基本的な機能として、
メロデイ発生機能付きのマイクロコンピユータ使
用機器は昨今、一般化しつつある。

しかるに、こうしたメロデイ発生は、マイクロ
コンピユータから送出される少なくとも二種の音
符要素信号をメロデイ発生時に合成することによ
りなされている。

二種の音符要素信号は、双方共に繰返しパルス
列信号であることが多く、例えば一方はメロデイ
を構成する各音符の音程と長さを実現するため、
そのときどきで発生させるべき音符の音程に見合
つたパルス繰返し周波数で、かつその音符の種
類、すなわち四分音符であるとか八分音符である
とかの長さに合せた継続時間にされ、他方のパル
ス列信号は、上記のパルス信号と同期的に発生さ
れるが、いかにも“生の音”らしい響きを持たせ
るため、各音符の包絡線を形成するのに用いられ
る。

例えば実際のピアノを考えてみると、あるキー
を叩いて特定の音を出した瞬間には急激に立ち上
がる大きな音がするが、以降、徐々にその音圧が
低下する傾向を持つ。したがつて、こうしたピア
ノ打鍵時と同様な音を出すためには、上記の第二
のパルス列信号は、第一のパルス列信号の各音符
ごとの周波数発生の当初はその立ち上がりを急峻
にし、その後、徐々に立ち下がらせる包絡線形状
を形成するのに用いられる。

もちろん、三種以上の音符要素信号を合成する
ことにより目的のメロデイ信号を生成しているも
のもあるが、いづれにしても、マイクロコンピユ
ータからこれらパルス列信号としての各音符要素
信号が出力されることに変わりはない。

本考案においては、このメロデイを形成するた
めの各音符要素信号に着目した。何とならば、各
音符要素信号は、従来はメロデイを発生させるべ
きときにおいてのみ、マイクロコンピユータから
出力されるようになつているものがほとんどであ
つたけれども、とにかく、それら各音符要素信号
は、それぞれ専用の出力ピンから出力されるもの
であるという事実が一つであり、二つには、マイ
クロコンピユータから出力されるものである以
上、マイクロコンピユータが正常に動作している
限り、正常な範囲内の周波数を発生するが、マイ
クロコンピユータに異常があれば、この各音符要
素信号の周波数ないし周期にも異常が生ずるとい
う事実があるからである。

したがつて、本考案においては、こうした事実
を発展させ、まず、上記複数種の各音符要素信号
の中、少なくとも一つの音符要素信号は、メロデ
イの発生の必要時のみに限らず、マイクロコンピ
ユータから常時または定期的に発生させるように
し、その周期を監視することによつて、当該マイ
クロコンピユータの正常、異常を判断するように
した。

この場合、対象となる常時または定期的出力型
の音符要素信号は、メロデイを発生させるべきと
き以外においてはある特定の周波数としても良い
し、特定の範囲内であればその周波数を変動的に
発生させても良い。

こうした知見からして、本考案は次のような構
成のマイクロコンピユータの異常検出回路を提供
する。

それぞれ繰返しパルス列信号として定義される
少なくとも二種以上の複数の音符要素信号を出力
し、メロデイ合成回路によりそれら複数の音符要
素信号を合成することにより、所定のメロデイ信
号を得るマイクロコンピユータを使用した機器に
おいて当該マイクロコンピユータの異常を検出す
る回路であつて； 上記メロデイ信号を合成するため上記マイクロ
コンピユータから出力される上記複数の音符要素
信号の中、少なくとも一つの音符要素信号を、上
記メロデイを必要としないときにも特定の周波数
ないしは特定の範囲内の周波数で常時または定期
的に出力させ、該常時または定期的に出力される
音符要素信号の周期を監視し、該周期が所定の周
期範囲を外れた場合に異常検出信号を出力するマ
イクロコンピユータの異常検出回路。

〈作用および効果〉 本考案においては、マイクロコンピユータが異
常でるか否かを検出する元の情報を、メロデイを
作るために用いられる複数の音符要素信号の中の
少なくとも一つから得ている。これは換言すると
また、当該一つの音符要素信号が出力されるマイ
クロコンピユータの出力ピンを異常検出のための
信号取出し用として合理的に流用していることに
なる。

そのため、マイクロコンピユータの出力ピンの
増加は原理的になく、小型で出力ピン数に制限の
あるマイクロコンピユータを用いても、各種の付
帯機能を実現しながらなお、確実にそのマイクロ
コンピユータの異常を検出することができる。

また、本考案が達成された結果として見ると、
出力ピンに制限がなかつた場合においても、従来
のようにメロデイ発生回路とウオツチドツグタイ
マとが全く別個独立な回路として設けられていた
のとは異なり、実際上、相当程度、回路的にも流
用可能な部分を作ることができるため、極めて合
理的である。

もちろん、本考案の異常検出回路から得られる
異常検出信号は、マイクロコンピユータをリセツ
トするのに用い得る外、発振器を稼動させ、メロ
デイ発生回路に関連して設けられている音響輻射
部を介し、警報音等を発生させたり、可視表示を
図つたりするのに利用して良い。

〈実施例〉 第１図には本考案の望ましい一実施例が示され
ている。本考案を適用可能なマイクロコンピユー
タ使用機器１０は、先に例を挙げた給湯器以外、
各種のものが考えられるので、本第１図において
は本考案に関連する部分しか示していない。

電源１１の供給を受けて稼動するマイクロコン
ピユータ１２からは、メロデイを発生させるべき
時において当該メロデイ信号を合成するため、図
示の場合、二種の音符要素信号ｆ１，ｆ２がそれ
ぞれの出力ピンから出力される。

これらの音符要素信号ｆ１，ｆ２はメロデイ合
成回路１３にて合成され、所定のメロデイを構成
して図示しない適当な増幅器を介し、音響輻射部
（一般にスピーカ）１４から当該メロデイを音波
として輻射する。

メロデイ信号の合成手法にはいくつか考えられ
るが、例えば第一の音符要素信号ｆ１は、メロデ
イ中の各音符ごとに、その音符の音程に見合つた
周波数を当該音符の長さに応じた継続時間だけ発
振するパルス列信号であり、第二の音符要素信号
ｆ２は、当該第一の音符要素信号の包絡線形状を
形成するのに用いられるように、第一の音符要素
信号の各音符ごとの立ち上がりに同期して発生さ
れる可変周波数パルス列であつても良い。

しかるに本考案を適用する場合、上記のように
メロデイ信号を合成するための二つの音符要素信
号の中、少なくとも一つ、例えば第一の音符要素
信号ｆ１はメロデイを発生させるべきときにおい
てのみ出力させるにしても、他方、例えば第二の
音符要素信号ｆ２は常時または定期的に出力させ
るようにする。

ただし、メロデイ発生必要時以外においてのこ
の第二の音符要素信号ｆ２の発振周波数は、ある
特定の値に固定しても良いし、例えばメロデイの
生成に関与して変化する最大変動幅以内等、所定
の周波数範囲内であれば可変的に変動するものと
しても良い。いづれにしても、このようにしてあ
れば、少なくともマイクロコンピユータが正常に
動作している場合には、当該第二の音符要素信号
ｆ２は所定の周波数範囲内にあり、マイクロコン
ピユータに異常が生じた場合には、その周期に乱
れが生ずるか、または一般に発振が停止する。

そこで、この常時または定期的に出力される音
符要素信号ｆ２の周期を周期監視回路１５にて監
視すれば、当該音符要素信号ｆ２の周期が正規の
場合の周期を外れた場合、異常検出信号Srを発
することができる。

この異常検出信号Srは、マイクロコンピユー
タ１２をリセツトする信号として用いて良い外、
図示しない発振器を介し、メロデイ合成回路１３
に働き掛けて、特定の音響信号を出力させ、音響
輻射部１４から警報音として出力させたり、さら
に可視表示するのに用いたりして良い。

第２図はさらに具体的にした本考案の特定の実
施例を示しており、第３図はその要部波形を示し
ている。

この第２図示の実施例における各音符要素信号
ｆ１，ｆ２、およびそれらの合成手順から便宜的
に説明を始めると、第一の音符要素信号ｆ１は、
メロデイ中の各音符ごとに、その音符の音程に見
合つた周波数fa，fb，……を当該音符の長さに応
じた継続時間ta，tb，……だけ発振するパルス列
信号であり、第二の音符要素信号ｆ２は、当該第
一の音符要素信号の包絡線形状を形成するのに用
いられるように、第一の音符要素信号の各音符ご
との立ち上がりに同期して発生される可変周波数
パルス列である。

第３図中、左手半分の“正常”範囲に示されて
いるように、第二音符要素信号の各パルスの立ち
上がりによつてメロデイ合成回路１３中のトラン
ジスタＱ１がそのたびごとにオンとなり、したが
つて電源１１から電荷供給を受けて充電されてい
たコンデンサＣ１はそのたびごとに放電されるた
め、当該コンデンサＣ１の両端電位Vtはいつた
ん零に落ちた後、パルスｆ２の立ち下がりと共に
抵抗Ｒ１との間で決まる時定数に従い、再び電源
電位に向けて上昇する曲線となる。

この電圧信号Vtはメロデイ合成回路１３中の
差動増幅器Ａ１にて第一の音符要素信号ｆ１と合
成され、したがつてその合成波形、すなわちメロ
デイは、第３図中、信号Voで示されているよう
に、各音符の音程に見合つた周波数fa，fb，……
（周期にすれば１／fa，１／fb，……）を当該音
符の長さに応じた継続時間ta，tb，……で繰返す
周波数成分と、Vo′で示れるように、所定の包絡
線形状、この場合、各音符の立ち上がりは急峻
で、立ち下がりが緩やかな包絡線形状Vo′との合
成形状によつて生成される。

メロデイ合成回路１３中のトランジスタＱ１、
コンデンサＣ１は、本考案により設けられている
周期監視回路１５の構成要素を兼ねている。すな
わち電位信号VtはコンパレータCPの正入力に与
えられており、一方、当該コンパレータCPの負
入力には抵抗Ｒ２，Ｒ３で電源電圧を分圧した基
準電位Vrが与えられている。

この基準電位Vrは、各音符のための正常な周
期で第二音符要素信号ｆ２が出力されているか、
または図示していないがメロデイ発生時以外にお
いて定められた特定の周波数ないしは特定の周波
数範囲で音符要素信号ｆ２が出力されている場合
に想定される電圧信号Vtの最大値以上に設定さ
れているため、当該“正常”な場合にはコンパレ
ータ出力Ｖ１は論理“Ｈ”になることはない。

しかし、仮にマイクロコンピユータ１２が暴走
すると、第一の音符要素信号ｆ１はもとより、一
般に第二の音符要素信号ｆ２は出力されなくな
る。これは、それまでがメロデイ発生中であつた
か否かには係りがない。

したがつて、こうした異常時には、第３図中に
も示されているように、コンデンサＣ１の両端電
位Vtは上昇を続け、やがて基準電位Vrを上回る
から、コンパレータCPの出力Ｖ１は論理“Ｈ”
に反転し、したがつてトランジスタＱ２がターン
オンしてマイクロコンピユータ１２のリセツト端
子RSTはリセツト指令状態、例えばこの場合の
ように接地に付けられる。

このとき、当該コンパレータCPの出力Ｖ１に
より、発振器２０を駆動し、その出力Ｖ２をメロ
デイ合成回路１３を介して音響輻射部１４に出力
するように図れば、使用者に警報音としてマイク
ロコンピユータの異常を知らせることができる。
同様に、図示していないが、適当なる発光手段
等、可視表示手段を警報に合せて、または警報に
代えて、稼動させるようにしても良い。

図示の実施例における発振回路２０は増幅器Ａ
２を利用したもので、通常の構成により、増幅器
Ａ２の周囲に発振周波数を規定する外付けのCR
回路系を有しているが、異常検出に伴い、コンパ
レータCPの出力Ｖ１が論理“Ｈ”に、つまり実
質的にほぼ電源電位にまで上昇すると、ダイオー
ドＤ１が逆方向バイアスとなつて抵抗Ｒ４の短絡
が解かれることにより、発振を開始するようにな
つており、当該発振周波数信号Ｖ２は、メロデイ
合成回路１３中の差動増幅器Ａ１の正相入力に与
えられるようになつている。

ところで、上記実施例においては、マイクロコ
ンピユータの異常は音符要素信号ｆ２の停止を含
む長周期化異常についてのみ、これを検出するよ
うになつている。実際にはこれで十分である。マ
イクロコンピユータ１２が暴走した場合、一般に
は各周波数信号は発振停止となるからである。し
かし、必要に応じ、短周期化異常についてもこれ
を検出したい場合には、同様に音符要素信号ｆ２
の周期の監視により、設定された最低周期との比
較によつて当該短周期化異常を検出することは、
本考案が開示された以上、当業者には極めて容易
である。もちろん、上記実施例においても、第一
の音波要素信号ｆ１の方を常時または定期的に発
振させ、これを監視するようにしても良いし、さ
らに三種以上の音符要素信号を使用する回路系に
おいても、本考案は同様に適用することができ
る。

また、周期監視対象とする音符要素信号は、常
時出力させるのに代え、適当な間隔で定期的に発
振させるようにしても、例えばそれに合せて周期
監視回路１５を有効化すれば、それでも本考案の
機能は達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の基本的な実施例の概略構成
図、第２図は本考案のやや具体的にした実施例の
回路構成図、第３図は第２図に示される回路系の
要部の波形説明図、である。 図中、１０はマイクロコンピユータを使用した
機器、１１は電源、１２はマイクロコンピユー
タ、１３はメロデイ合成回路、１４は音響輻射
部、１５は周期監視回路、２０は警報音発振回
路、である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 それぞれ繰返しパルス列信号として定義される
   少なくとも二種以上の複数の音符要素信号を出力
   し、メロデイ合成回路によりそれら複数の音符要
   素信号を合成することにより、所定のメロデイ信
   号を得るマイクロコンピユータを使用した機器に
   おいて当該マイクロコンピユータの異常を検出す
   る回路であつて； 上記メロデイ信号を合成するため上記マイクロ
   コンピユータから出力される上記複数の音符要素
   信号の中、少なくとも一つの音符要素信号を、上
   記メロデイを必要としないときにも特定の周波数
   ないしは特定の範囲内の周波数で常時または定期
   的に出力させ、該常時または定期的に出力される
   音符要素信号の周期を監視し、該周期が所定の周
   期範囲を外れた場合に異常検出信号を出力するマ
   イクロコンピユータの異常検出回路。