JPH05314281A - A/d変換器を内蔵したマイクロコンピュータ - Google Patents
A/d変換器を内蔵したマイクロコンピュータInfo
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- JPH05314281A JPH05314281A JP4146548A JP14654892A JPH05314281A JP H05314281 A JPH05314281 A JP H05314281A JP 4146548 A JP4146548 A JP 4146548A JP 14654892 A JP14654892 A JP 14654892A JP H05314281 A JPH05314281 A JP H05314281A
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Abstract
を一つだけ内蔵させ、スイッチで切り替えて時分割方式
でA/D変換を行なえるようにしたマイクロコンピュー
タにおいて、上記アナログ入力端子のうち使用する端子
を指定するための制御用レジスタと、この制御用レジス
タの内容に基づいて上記切替えスイッチを選択する制御
信号を形成する選択回路と、現在A/D変換を行なって
いる入力端子を示すシフトレジスタとを設け、このシフ
トレジスタをクロックでシフト動作させながら上記制御
用レジスタの内容に基づいて指定されている端子につい
てのみ入力信号のサンプリングとA/D変換を行なわせ
るようにした。 【効果】 使用するアナログ入力端子数すなわちA/D
変換したいアナログ信号数を応用システムあるいはタス
クごとに選択できるため、内蔵されているA/D変換器
の性能をシステムの要求に合わせて最大限に引き出すこ
とができる。
Description
データ処理装置におけるI/O制御方式に適用して特に
有効な技術に関し、例えばA/D変換器を内蔵したマイ
クロコンピュータに利用して有効な技術に関する。
ータの中に、A/D変換器を内蔵したものがある。さら
に、複数のアナログ信号を扱えるように、複数のアナロ
グ入力端子を備えたものもある。その場合、アナログ入
力端子数に合わせてA/D変換器を複数個内蔵させると
チップサイズが増大してしまうため、複数のアナログ入
力端子に対しA/D変換器は一つだけ内蔵させ、スイッ
チで切り替えて時分割方式でA/D変換を行なえるよう
にしたマイクロコンピュータが提供されている(株式会
社日立製作所発行、「日立シングルチップコンピュータ
H8/500シリーズプログラミングマニュアル:AD
J−602−022」参照)。複数のアナログ入力端子
に対し一つのA/D変換器を内蔵した上記シングルチッ
プマイコンにおいては、複数のアナログ入力端子を順番
に選択して入力信号のサンプリングとA/D変換を行な
う入力端子の自動走査機能を備え、A/D変換の結果を
レジスタに格納して一連の変換が終了した時点でCPU
に割込みをかけて読み込ませるようにしている。
た技術には、次のような問題のあることが本発明者らに
よってあきらかとされた。すなわち、上記シングルチッ
プマイコンにおいては、複数のアナログ入力端子を順番
に選択して入力信号のサンプリングとA/D変換を行な
うという固定的な動作のみしか行なえない。そのため、
上記シングルチップマイコンを使用した応用システム
(例えば、カメラやコピーの制御システム等)を設計し
ようとする者は、システムコストを重視する場合にはA
/D変換器に付属した入力端子走査機能がシステムの仕
様に合わなくても無理して用い、システムの性能を重視
する場合にはシステムの仕様を満たすためマイクロコン
ピュータの外部に専用の自動走査機能を実現する切換え
スイッチやその制御回路を外付け回路として構成せざる
を得なかった。
の場合には応用システムでは必要としない無駄な端子が
生じ、内蔵A/D変換器を有効に利用できずシステムの
処理速度が実質的に低下するという不都合がある。ま
た、システムの性能を重視した設計の場合には、せっか
くマイクロコンピュータに内蔵されているA/D変換器
に付属した入力端子走査機能を利用することができず、
外付け部品を必要とすることから、コストが高くなり、
システムが大型化するという不都合が生じる。
クロコンピュータにおいてA/D変換器の性能をシステ
ムの要求に合わせて最大限に引き出せるようにして汎用
性を向上させ、これによって高性能の応用システムを低
価格で実現できるようにすることにある。この発明の前
記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本
明細書の記述および添附図面から明らかになるであろ
う。
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、複数のアナログ入力端子に対し
A/D変換器は一つだけ内蔵させ、スイッチで切り替え
て時分割方式でA/D変換を行なえるようにしたマイク
ロコンピュータにおいて、上記アナログ入力端子のうち
使用する端子を指定するための制御用レジスタと、この
制御用レジスタの内容に基づいて上記切替えスイッチを
選択する制御信号を形成する選択回路と、現在A/D変
換を行なっている入力端子を示す記憶回路とを設け、こ
の記憶回路をたとえばクロックでシフト動作させながら
上記制御用レジスタの内容に基づいて指定されている端
子についてのみ入力信号のサンプリングとA/D変換を
行なわせるようにしたものである。
端子数すなわちA/D変換したいアナログ信号数を応用
システムあるいはタスクごとに選択できるため、内蔵さ
れているA/D変換器の性能をシステムの要求に合わせ
て最大限に引き出すことができる。
て説明する。図1には本発明を適用して好適なA/D変
換器内蔵シングルチップマイコンの一実施例が示されて
いる。特に制限されないが、図中鎖線Aで囲まれた各回
路ブロックは、単結晶シリコン基板のような一個の半導
体チップ上において形成される。図1において、1はマ
イクロプロセッサ(CPU)、2は記憶装置としてのラ
ンダムアクセスメモリ(RAM)およびリードオンリメ
モリ(ROM)、3はタイマユニット、4は通信用のシ
リアルコミュニケーションユニット、5はA/D変換ユ
ニットで、上記CPU1と各ユニット2〜5はバス6を
介して互いに接続されている。CPU1は各ユニット2
〜5からの割込み信号を受けて優先度を判定し、必要に
応じて実行中の処理を中断し割込み処理へ移行するため
の割込み制御回路1Aを備えている。
1の実施例が示されている。図2において、ANin0
〜ANin7はアナログ入力端子、10は共通のA/D
変換器、16は上記アナログ入力端子ANin0〜AN
in7に対応した8本のデータレジスタREG0〜RE
G7からなるレジスタ群で、アナログ入力端子ANin
0〜ANin7とA/D変換器10との間およびA/D
変換器10とデータレジスタREG0〜REG7との間
には、切替えスイッチ21および22が設けられてい
る。これらの切替えスイッチ21および22は入力端子
走査制御部30からの選択信号SEL1,SEL2によ
って切替え制御され、アナログ入力端子ANin0が選
択されたときはA/D変換された結果がレジスタREG
0に、アナログ入力端子ANin1が選択されたときは
A/D変換された結果がレジスタREG1に、……のよ
うにそれぞれ対応するレジスタにA/D変換後の値が格
納されるようになっている。
ログ入力端子ANin0〜ANin7に対応したビット
群からなる8ビットのイネーブルレジスタ12と、この
イネーブルレジスタ12の内容に基づいて上記切替えス
イッチ21,22を選択させる制御信号およびA/D変
換器10に対する変換開始信号を形成する制御回路11
と、この制御回路11からの制御信号をデコードして上
記切替えスイッチ21,22に対する選択信号SEL
1,SEL2を形成する選択回路14と、現在A/D変
換を行なっている入力端子を示すシフトレジスタ13
と、上記アナログ入力端子ANin0〜ANin7に対
応したビット群からなり上記A/D変換器2により最新
にA/D変換が完了した入力端子を示す変換完了チャネ
ル指示レジスタ15とにより構成されている。
おけるA/D変換が完了するとA/D変換器10から出
力される変換完了信号を受けて一連の変換が終了したと
判定するとCPU1に対する割込み信号Qを発生するよ
うに構成されている。また、上記入力端子走査制御部3
0は、電源投入時等においてリセット信号により制御回
路11を初期化してA/D変換器10に対する変換開始
信号とCPU1に対するA/D変換終了を示す割込み信
号が出力されない状態に設定される。そして、初期化の
際に内部バス6を介してイネーブルレジスタ12の設定
を行ない、使用したいアナログ入力端子ANin0〜A
Nin7に対応したイネーブルレジスタ12のビットに
予め“1”を立てておく。また、同様に、シフトレジス
タ13に対してA/D変換を開始する入力端子に対応す
るビットに“1”が立つように内部バス6を介して設定
を行なう。
D変換動作について説明する。A/D変換を開始する場
合、制御回路11はまずシフトレジスタ13およびイネ
ーブルレジスタ12を調べて変換を開始する入力端子に
対応するビットが有効になっているか判定する。そし
て、有効になっていれば、選択回路14に対してその入
力端子の番号を与える。すると、その入力端子に対応す
るスイッチ21,22がオンされてA/D変換器10に
接続され、変換結果を格納するデータレジスタが選択さ
れる。それから、制御回路11がA/D変換器10に対
して変換開始信号を与える。これによって、選択された
入力端子に入力されているアナログ信号がA/D変換さ
れ、その結果がスイッチ22を介して選択されているデ
ータレジスタ群16に格納される。また、制御回路11
は、一回のA/D変換が完了した時点で、変換完了チャ
ネル指示レジスタ15の最新にA/D変換が完了した入
力端子に対応するビットに“1”が立つように書込みを
行なう。
きにA/D変換器10から出力される変換完了信号を受
けると、シフトレジスタ13に対してシフトクロックを
送って1ビットシフトさせる。この際、シフトレジスタ
13は最終ビットの内容が先頭ビットに入るように動作
される。そして、シフト後、制御回路11はシフトレジ
スタ13の“1”の立っているビットに対応するイネー
ブルレジスタ12のビットを調べて、ビットが有効にな
っているか判定し、無効ならそのビットをスキップすな
わち対応する入力端子のアナログ信号のサンプリングを
行なわずに、再びシフトレジスタ13に対してシフトク
ロックを送って1ビットシフトさせる。
ルレジスタ12の“1”の立っているビットに対応する
入力端子のアナログ信号のみが順にA/D変換されて行
く。そして、入力端子ANin0〜ANin7の走査が
一巡したところで、A/D変換器10から出力される変
換完了信号を受けて一連の変換が終了したと判定すると
CPU1に対する割込み信号Qを発生する。また、制御
回路11は、一回のA/D変換が完了した時点で、変換
完了チャネル指示レジスタ15の最新にA/D変換が完
了した入力端子に対応するビットに“1”が立つように
書込みを行なう。従って、CPU1は、変換完了チャネ
ル指示レジスタ15の内容を調べることによりいつでも
最新にA/D変換が完了した入力端子を知り、その端子
に入力されているアナログ信号のA/D変換結果をレジ
スタ群16の中から読み出すことができる。なお、変換
完了チャネル指示レジスタ15を備えていれば、データ
レジスタ16は全てのアナログ入力端子ANin0〜A
Nin7に対応した数だけ用意する必要はなく、1個ま
たは数個にすることができる。
2の実施例が示されている。図3の実施例は、図2の実
施例とほぼ同一の構成である。異なる点は、レジスタ選
択回路41と、シフトレジスタ13のシフト方向を指定
するスキャン方向フラグ18が設けられ、制御回路11
は割込みモード指定レジスタ17を備えていることであ
る。上記レジスタ選択回路41は、データレジスタ群1
6の中からA/D変換の結果を格納すべきレジスタを指
定できるようにするためのもので、指定されなかったレ
ジスタは、CPUがワークレジスタとして他の用途に利
用することができるように解放される。これによって、
マイクロコンピュータ全体のレジスタの数を減らすこと
ができる。なお、上記レジスタ選択回路41、スキャン
方向フラグ18、割込みモード指定レジスタ17は、そ
れぞれCPU1が内部バス6を介して設定できるように
構成されている。
タ17は、例えば一連のA/D変換後にCPUに対する
割込み信号を発生するか、各アナログ入力信号のA/D
変換ごとにCPUに対する割込み信号を発生するか指定
できるようにするためのものである。上記割込みモード
指定レジスタ17で各アナログ入力信号のA/D変換ご
とにCPUに対する割込み信号を発生するモードを指定
し、レジスタ選択回路41によりA/D変換結果を格納
すべきレジスタを一つ指定して固定的に格納させること
で、CPUの制御プログラムの簡素化を図ることができ
る。また、上記スキャン方向フラグ18によりシフトレ
ジスタ13のシフト方向を代えることができるため、ア
ナログ入力端子間の変換順序が制御手順に関連して変化
する場合やボードへの実装上の都合にスキャン方向を代
えたい場合に容易に対応させることができる。
3の実施例が示されている。図4の実施例では、第1の
実施例におけるイネーブルレジスタ12の代わりにアナ
ログ入力端子群ANin0〜ANiniとA/D変換器
2との間に端子選択制御&チャネル数指定制御回路31
を設け、CPU1からの指令に従ってどのアナログ入力
端子を有効とするか設定できるようにするとともに、シ
フトレジスタ13を可変長とし、端子選択制御&チャネ
ル数指定制御回路31と連動してチャネル数に合わせた
ビット数のシフトレジスタとして動作するように構成し
たものである。
端子に対しA/D変換器を一つだけ内蔵させ、スイッチ
で切り替えて時分割方式でA/D変換を行なえるように
したマイクロコンピュータにおいて、上記アナログ入力
端子のうち使用する端子を指定するための制御用レジス
タと、この制御用レジスタの内容に基づいて上記切替え
スイッチを選択する制御信号を形成する選択回路と、現
在A/D変換を行なっている入力端子を示すシフトレジ
スタとを設け、このシフトレジスタをクロックでシフト
動作させながら上記制御用レジスタの内容に基づいて指
定されている端子についてのみ入力信号のサンプリング
とA/D変換を行なわせるようにしたので、使用するア
ナログ入力端子数すなわちA/D変換したいアナログ信
号数を応用システムあるいはタスクごとに選択できるた
め、内蔵されているA/D変換器の性能をシステムの要
求に合わせて最大限に引き出すことができるという効果
がある。
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、図
4の実施例に図3の実施例のレジスタ選択回路41や割
込みモードレジスタ17、スキャン方向フラグ18を組
み合わせるようにすることも可能である。また、複数の
アナログ入力端子のうち特定の端子に関しては一連のA
/D変換の間に2度以上サンプリングを行なうように構
成することも可能である。以上の説明では主として本発
明者によってなされた発明をその背景となった利用分野
であるシングルチップマイコンに適用した場合について
説明したが本発明はそれに限定されるものでなく、A/
D変換器を内蔵したコントローラLSI一般に、さらに
タイマやシリアル通信回路等のI/Oを内蔵したLSI
に利用するをことができる。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。すなわち、使用するアナログ入力端子
数すなわちA/D変換したいアナログ信号数を応用シス
テムあるいはタスクごとに選択できるため、内蔵されて
いるA/D変換器の性能をシステムの要求に合わせて最
大限に引き出すことができ、これによってマイクロコン
ピュータの汎用性を向上させ、高性能のマイコン応用シ
ステムを低価格で実現することができる。
グルチップマイコンの一実施例を示すブロック図であ
る。
ロック図である。
ロック図である。
ロック図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 複数のアナログ入力端子と、これらのア
ナログ入力端子に共通のA/D変換器と、上記複数のア
ナログ入力端子とA/D変換器との間に設けられた切替
え手段と、上記アナログ入力端子のうち使用する端子を
指定するための制御用レジスタと、この制御用レジスタ
の内容に基づいて上記切替えスイッチを選択する制御信
号を形成する選択回路と、現在A/D変換を行なってい
る入力端子を示す記憶回路とを備えてなることを特徴と
するA/D変換器を内蔵したマイクロコンピュータ。 - 【請求項2】 上記複数のアナログ入力端子に対応して
各A/D変換の結果を格納する複数のレジスタを備えて
なることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のA/
D変換器を内蔵したマイクロコンピュータ。 - 【請求項3】 上記複数のアナログ入力端子に対応して
各A/D変換の結果を格納する共通のレジスタと、該レ
ジスタに格納されているA/D変換の結果がいずれのア
ナログ入力端子に関するものか示すレジスタを備えてな
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のA/D
変換器を内蔵したマイクロコンピュータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14654892A JP3689915B2 (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | A/d変換器を内蔵したマイクロコンピュータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14654892A JP3689915B2 (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | A/d変換器を内蔵したマイクロコンピュータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05314281A true JPH05314281A (ja) | 1993-11-26 |
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ID=15410155
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14654892A Expired - Fee Related JP3689915B2 (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | A/d変換器を内蔵したマイクロコンピュータ |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3689915B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1992
- 1992-05-12 JP JP14654892A patent/JP3689915B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US9246506B2 (en) | 2012-02-08 | 2016-01-26 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor integrated circuit device and data processing system |
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