JPH0589261A - マイクロコンピユータ - Google Patents

マイクロコンピユータ

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JPH0589261A
JPH0589261A JP3250919A JP25091991A JPH0589261A JP H0589261 A JPH0589261 A JP H0589261A JP 3250919 A JP3250919 A JP 3250919A JP 25091991 A JP25091991 A JP 25091991A JP H0589261 A JPH0589261 A JP H0589261A
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counter
clock
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Hiroko Mihira
裕子 三平
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NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】マイコン内部の2組のタイマをもち、一方のタ
イマの端子からの出力値が特定の出力値である期間の
み、他方のタイマが指定されたインターバルで“1”、
“0”を繰り返し端子から出力することを可能にする。 【構成】システム・クロックを計測するカウンタ123
および128と、上記カウンタの値があらかじめ指定さ
れた値と一致したときにセット、他の指定値と一致した
ときにリセットするフリップ・フロップ126および1
31と、上記フリップ・フロップ値を出力する端子10
9および110から構成される2組のタイマをもち、第
1のタイマのフリップ・フロップ126の値が1または
0であるときのみ、第2のタイマのカウンタ128がシ
ステム・クロックを計測しフリップ・フロップ131を
セット・リセットするようにしたマイクロコンピュータ
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タイマ機能を有するマ
イクロコンピュータに関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロコンピュータ(以下マイコンと
いう)にはシングルチップ・マイコンあるいはワンチッ
プ・マイコンと呼ばれ、周辺回路を内蔵するタイプがあ
る。周辺回路としては、割り込みコントローラ、DMA
(ダイレクト・メモリ・アクセス)コントローラ、タイ
マ、シリアル・インターフェース等があり、各種システ
ムの制御を行っている。
【0003】図5は従来マイコン500の構成を示す。
マイコン500は、CPU501と、マイコン500全
体を動作させるためのクロックを発生する内部クロック
発生回路502と、時間を計測し指定時間を経過する毎
に出力値を反転させて出力するタイマ制御部503とを
含み、それぞれ内部バス526により接続されている。
【0004】CPU501は、内部にプログラムカウン
タ(以下PCと記す)と、プログラムステータスワード
(以下PSWと記す)と、各種レジスタ等をもち、各種
命令の実行制御を行う。
【0005】内部クロック発生回路502は、マイコン
500内の各周辺回路に対して動作するためのクロック
を供給しており、CPU501に対してはCPU501
が動作するための動作クロックを、タイマ制御部503
に対してはタイマ・カウンタ507がカウント・アップ
するための周期の異なった複数のクロックをそれぞれ供
給している。また、外部回路を動作させるために、CP
U501の動作クロックと同等のクロックをCLKOU
T端子518より出力している。
【0006】タイマ制御部503は、タイマのカウント
動作を制御するタイマ制御レジスタ504と、タイマを
動作させるべきクロックを選択するタイマクロック選択
回路505と、タイマ・カウンタ507と、インクリメ
ンタ506と、コンペア・レジスタA508およびコン
ペア・レジスタB509と、フリップ・フロップ510
とから構成されている。
【0007】以下に、タイマ制御部503の動作につい
て説明する。タイマ制御レジスタ504は、CPU50
1の命令により、書き込みおよび読み出しが可能なレジ
スタで、タイマクロックを選択するPRMビット511
とタイマのカウント動作を許可・禁止するCEビット5
12とを含む各ビットから構成されている。内部クロッ
ク発生回路502は、タイマ制御部503に対して複数
本のタイマ・カウントクロックを供給しているが、その
うちの1本がPRMビット511の指定によりタイマク
ロック選択回路505にて選択される。タイマ・カウン
タ507は上記選択回路505により選択されたクロッ
クがアクティブになる度にインクリメンタに格納され、
“+1”インクリメントされる。インクリメントされた
値は、タイマ・カウンタのカウント動作を許可・禁止制
御するCEビット512が“1”でタイマカウントが許
可状態に指定されている場合、タイマ・カウンタ507
に書き戻される。
【0008】また、上記CEビット512が“0”でタ
イマカウントが禁止状態に指定されている場合、インク
リメントされた値はタイマ・カウンタ507に書き戻さ
れない。また、CPU501の命令によりCEビットが
“0”から“1”に設定されたときには、タイマ・カウ
ンタ507の各ビットは0にクリアされる。
【0009】上述のようにして、タイマ・カウンタ50
7はタイマ動作許可状態に指定されている期間のみタイ
マクロックがアクティブになる度に0から“+1”ずつ
インクリメントされていく。
【0010】コンペア・レジスタA508およびコンペ
ア・レジスタB509にはCPU501の命令により、
タイマカウント動作の開始前に値が設定されており、上
記レジスタは上記設定値とタイマ・カウンタ507の値
との比較動作を常時行っている。タイマ・カウンタ50
7とコンペア・レジスタA508との比較の結果、値が
一致したとき信号線527が活性化されフリップ・フロ
ップ510をセットする。また、タイマ・カウンタ50
7とコンペア・レジスタB509との比較の結果、値が
一致したとき信号線528が活性化され上記フリップ・
フロップ510をリセットするとともに、タイマ・カウ
ンタ507を0クリアする。上記フリップ・フロップ5
10の出力値は常時TOUT端子517から出力されて
いる。
【0011】上記の動作によりTOUT端子は、タイマ
・カウンタ507の値が0の時点からコンペア・レジス
タA508で設定された値に対応した時間までの間、
“0”を出力し、“0”となった時点からコンペア・レ
ジスタB509に設定された値に対応した時間までの
間、“1”を繰り返し出力する。
【0012】ここで、タイマ出力の応用として、例えば
印字処理装置内のヘッドに対する電流制御等の微妙な電
流値制御を行うシステムにおいて、図3に示したような
波形出力が要求される場合がある。すなわち、2系統の
タイマ出力があり、第一のタイマ出力値が“1”である
期間のみ、第二のタイマ出力値を“1”および“0”に
複数回切り換える場合である。この場合、第一のタイマ
出力をマイコンの内部のタイマを用いて出力し、第二の
タイマ出力を外部で外付けする回路により生成し出力方
法が考えられる。この方法について、図6を用いて説明
する。
【0013】図6のマイコン500は図5で示した従来
のマイコン500と同様の構成をとっている。また、外
部回路はクロック分周回路519、外部タイマ・カウン
タ521、外部インクリメンタ520、外部コンペア・
レジスタA522および外部コンペア・レジスタB52
3、フリップ・フロップ524、ANDゲート525か
ら成る。クロック分周回路519は、CLKOUT端子
518から出力されている内部クロックを分周して外部
のタイマのカウントクロックとして使用するクロックを
生成するものであり、外部のタイマを起動する前に、P
RMビット511で指定された内部のタイマのクロック
と分周比が同一となるように分周比を設定しておく。ま
た上記分周比は、PRMビット511の設定値が変更さ
れた場合にも、値を変更する。
【0014】外部タイマ・カウンタ521の値は、クロ
ック分周回路519から出力されたクロックがアクティ
ブになる度に外部インクリメンタ520に格納され、
“+1”される。インクリメントされた値は、TOUT
517の出力値が“1”である場合、外部タイマ・カウ
ンタ521に書き戻される。また、上記TOUT517
の出力値が“0”である場合、インクリメントされた値
は外部タイマ・カウンタ521に書き戻されない。
【0015】また、TOUT517の出力が“0”から
“1”に変化したときには、外部タイマ・カウンタ52
0の各ビットが0にクリアされる。外部コンペア・レジ
スタA522および外部コンペア・レジスタB523に
は、あらかじめ値が設定されているが、上記レジスタは
その値と外部タイマ・カウンタ521の値とを常に比較
している。
【0016】外部コンペア・レジスタA522の値と外
部タイマ・カウンタ521の値とが一致した場合、フリ
ップ・フロップ524をセットし、外部コンペア・レジ
スタB523の値と外部タイマ・カウンタ521の値と
が一致した場合上記フリップ・フロップ524をリセッ
トする。
【0017】上記フリップ・フロップ524の出力は、
ANDゲート525に入力される。ANDゲートのもう
一方の入力はTOUT517の出力となっており、TO
UT517の出力が“1”であるときのみ、フリップ・
フロップ524の出力値が出力される。
【0018】上記動作を行うことによって、図3に示し
た2種類の波形を得ることができる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】従来のタイマ機能を備
えたマイコンにおいて、図3に示した2種類の出力波形
を得ようとした場合、上述したように、外部にタイマ・
カウンタおよびコンペア・レジスタをもち、内部のタイ
マの出力値が“1”である期間のみ内部クロックをもと
にして生成したクロックに同期してタイマ・カウンタを
カウント・アップし、コンペア・レジスタに格納されて
いる値と比較し、その結果でセット・リセットした波形
を出力することが考えられる。
【0020】このとき、端子から出力される内部クロッ
クをもとに外部のタイマ用のクロックを生成しているた
め、マイコン内部のタイマの動作クロックとずれが生
じ、図3のタイマ出力1が“1”となった直後のタイマ
出力2の出力が“0”となる期間が異常となるといった
問題点があった。
【0021】また、内部のタイマクロックの分周比が切
り替わる度に、外部のタイマ・クロックの分周比を切り
替えなければならない。これを解決するためにマイコン
内部に2組目のタイマをもち、例えばコンペア・レジス
タA508の一致検出により割り込み処理を起動し、そ
の割り込み処理の中で第2のタイマを動作開始し、第2
のタイマの出力波形を得るといった方法が考えられる
が、コンペア・レジスタA508の一致検出時からの第
2のタイマが動作するまでにタイムラグが生じてしまう
ため、結果として必要な波形を得ることができなかっ
た。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロコンピ
ュータは、マイクロコンピュータが動作するためのシス
テム・クロックを計測する第1の計数手段と、前記計数
手段により計測した結果が第1の所定の値となったとき
にセット(またはリセット)され、前記計数手段により
計測した結果が第2の所定の値となったときにリセット
(またはセット)される第1の保持手段と、前記保持手
段の値を端子から出力する端子出力手段とを備えたタイ
マ出力を制御するマイクロコンピュータにおいて、前記
第1の保持手段の値が1または0であるときのみ、シス
テム・クロックを計測する第2の計数手段と、前記第2
の計数手段により計測した結果が第3の所定の値となっ
たときにセット(またはリセット)され、前記計数手段
により計測した結果が第4の所定の値となったときにリ
セット(またはセット)される第2の保持手段と、前記
保持手段の値を端子から出力する端子出力手段とを有す
ることにより、2組あるタイマの内の一方のタイマの出
力値が特定の出力値である期間のみ、他方のタイマが指
定されたインターバルで“1”、“0”を繰り返し出力
することができるようにしたマイクロコンピュータであ
る。
【0023】また、第1の保持手段の値が1または0で
あるときのみ、システム・クロックを計測するか、また
は第1の保持手段の値が1または0のいずれの場合もシ
ステム・クロックを計測するか、のいずれかの動作を選
択して行う第2の計数手段を有することにより一方のタ
イマの出力値が特定の出力値である期間のみ他方のタイ
マの出力値を変更する場合と、2組のタイマが独立して
動作しそれぞれの波形を出力する場合との2種類の動作
を選択して行うことができるようにしたマイクロコンピ
ュータである。
【0024】
【実施例】本発明のマイクロコンピュータの第1の実施
例について図1、図2を用いて説明する。図1は本発明
の第1の実施例の構成を示し、図2は図1のタイマ制御
部の詳細な構成を示したものである。
【0025】マイコン100は、CPU101と、マイ
コン100全体を動作させるためのクロックを発生する
内部クロック発生回路102と、時間を計測し指定時間
を経過する毎に出力値を反転させて出力する2系統のタ
イマを備えるタイマ制御部103とを含み、それぞれ内
部バス104により接続されている。
【0026】CPU101は、内部にプログラムカウン
タ(以下PCと記す)と、プログラムステータスワード
(以下PSWと記す)と、各種レジスタ等をもち、各種
命令の実行制御を行う。
【0027】内部クロック発生回路102は、マイコン
100内の各周辺回路に対して動作するためのクロック
を供給しており、CPU101に対してはCPU101
が動作するための動作クロックを、タイマ制御部103
に対してはタイマ・カウンタがカウント・アップするた
めの周期の異なった複数のクロック106〜108をそ
れぞれ供給している。
【0028】タイマ制御部103は、図2に示すよう
に、タイマのカウント動作を制御するタイマ制御レジス
タ120と、タイマを動作させるべきクロックを選択す
るタイマクロック選択回路121と、第1のタイマのタ
イマ・カウンタA123と、上記タイマ・カウンタA1
23の値をインクリメントする第1のタイマのインクリ
メンタA122と、第1のタイマのタイマ・カウンタA
123の値と比較・一致検出するコンペア・レジスタA
124およびコンペア・レジスタB125と、第1のタ
イマの比較結果をもとに第1のタイマの出力値を生成す
るフリップ・フロップ126と、第2のタイマのタイマ
・カウンタB128と、上記タイマ・カウンタB128
の値をインクリメントする第2のタイマのインクリメン
タB127と、第2のタイマのタイマ・カウンタB12
8の値と比較・一致検出するコンペア・レジスタC12
9およびコンペア・レジスタD130と、第2のタイマ
の比較結果をもとに第2のタイマの出力値を生成するフ
リップ・フロップ131とから構成されている。
【0029】ここで、タイマ制御部103の動作につい
て図1と図2を用いて説明する。タイマ制御レジスタ1
20は、CPU101の命令により、書き込みおよび読
み出しが可能なレジスタで、内部クロック発生回路10
2から供給されている複数のクロック106〜108の
いずれをタイマクロックとして選択するかを指定するP
RMビット133と、第1のタイマの動作の許可・禁止
を指定するCEビット134とを含む各ビットから構成
されている。
【0030】内部クロック発生回路102から供給され
ているクロック106〜108は、そのうちの1本がP
RMビット133の指定に基づきタイマクロック選択回
路121にて選択される。選択されたタイマクロックは
信号線139を介して、タイマ・カウンタAおよびタイ
マ・カウンタBの値をインクリメントするタイミングに
使用される。
【0031】まず、第1のタイマについて説明する。タ
イマ・カウンタA123の値は上記タイマクロックがア
クティブになる度にインクリメンタA122に格納さ
れ、“+1”インクリメントされる。インクリメントさ
れた値は、タイマ・カウンタのカウント動作を許可・禁
止制御するCEビット134が“1”でタイマ動作が許
可状態に指定されている場合、タイマ・カウンタA12
3に書き戻される。
【0032】また、上記CEビット134が“0”でタ
イマカウントが禁止状態に指定されている場合、インク
リメントされた値はタイマ・カウントA123に書き戻
されない。また、CPU101の命令によりCEビット
が“0”から“1”に設定されたときは、タイマ・カウ
ントA123の各ビットは0にクリアされる。
【0033】上述のようにして、タイマ・カウンタA1
23はタイマ動作許可状態に指定されている期間のみタ
イマクロックがアクティブになる度に0から“+1”ず
つインクリメントされていく。
【0034】タイマ・カウント動作を開始する前に、C
PU101の命令によりコンペア・レジスタA124お
よびコンペア・レジスタB125にあらかじめ値を設定
しておく。上記コンペア・レジスタA124および、コ
ンペア・レジスタB125は、常時タイマ・カウンタA
123の値との比較動作を行っている。タイマ・カウン
タA123とコンペア・レジスタA124との比較の結
果、値が一致したとき信号線137が活性化されフリッ
プ・フロップ126をセットする。
【0035】また、タイマ・カウンタA123とコンペ
ア・レジスタB125との比較の結果、値が一致したと
き信号線138が活性化され上記フリップ・フロップ1
26をリセットするとともに、タイマ・カウンタA12
3の各ビットを0クリアする。上記フリップ・フロップ
126の出力は常時TOUT1端子109から出力され
ている。
【0036】上記の動作によりTOUT1端子の出力
は、タイマ・カウンタの値が0の時点からコンペア・レ
ジスタA124で設定された値に対応した時間までの
間、“0”となり、“0”を出力した時点からコンペア
・レジスタB125に設定された値に対応した時間まで
の間、“1”を繰り返し出力する。
【0037】次に、第2のタイマについて説明する。タ
イマ・カウンタB128の値は、タイマクロック選択回
路121により選択されたタイマクロックがアクティブ
になる度にインクリメンタB127に格納され、“+
1”インクリメントされる。インクリメントされた値
は、第1のタイマの出力結果であるフリップ・フロップ
126の出力が“1”であり第2のタイマのカウント動
作が許可状態である場合、タイマ・カウンタB128に
書き戻される。
【0038】逆に、上記フリップ・フロップ126の出
力が“0”で第2のタイマのカウント動作が禁止状態で
ある場合、インクリメントされた値はタイマ・カウンタ
B128に書き戻されない。また、フリップ・フロップ
126の出力が“0”から“1”に変化したときには、
タイマ・カウンタB128の各ビットは0にクリアされ
る。上述のようにして、タイマ・カウンタB128は第
1のタイマの出力が“1”である期間のみタイマクロッ
クがアクティブになる度に“+1”ずつインクリメント
されていく。
【0039】タイマ動作を開始する前に、第1のタイマ
のコンペア・レジスタと同様に、CPU101の命令に
よりコンペア・レジスタC129およびコンペア・レジ
スタD130にあらかじめ値を設定しておく。上記コン
ペア・レジスタC129および、コンペア・レジスタD
130は、常時タイマ・カウンタB128の値との比較
動作を行っている。
【0040】タイマ・カウンタB128の値とコンペア
・レジスタC129の値との比較の結果、値が一致した
とき信号線141が活性化されフリップ・フロップ13
1をセットする。また、タイマ・カウンタB128の値
とコンペア・レジスタD130の値との比較結果、値が
一致したとき信号線142が活性化され、上記フリップ
・フロップ131をリセットするとともに、タイマ・カ
ウンタB128の各ビットを0クリアする。上記フリッ
プ・フロップ131の出力はANDゲート132に入力
され、第1のタイマの出力値とANDされてTOUT2
端子110から出力される。
【0041】このようにして、TOUT2端子の出力
は、第1のタイマの出力結果が“1”である期間のみ、
タイマ・カウンタB128の値が0の時点からコンペア
・レジスタC129で設定された値に対応した時間まで
の間、“0”となり、“0”を出力した時点からコンペ
ア・レジスタD130に設定された値に対応した時間を
までの間、“1”を繰り返し出力する。
【0042】上記のようにして、TOUT1端子109
およびTOUT2端子110からの出力により、図3に
示したタイマ出力1およびタイマ出力2に対応した波形
を得ることができる。
【0043】次に、第2の実施例について、図4を用い
て説明する。なお、本実施例の構成は第1の実施例とほ
ぼ同様の構成であるのでここでは第1の実施例と異なる
部分についてのみ説明する。
【0044】タイマ制御レジスタ301は、CPU10
1の命令により書き込みおよび読み出しが可能なレジス
タで、内部クロック発生回路102から供給されている
複数のクロック106〜108のいずれを選択するかを
指定するPRMビット133と、第1のタイマの動作許
可・禁止を指定するCEビット134と、第2のタイマ
の動作許可・禁止を指定するCEBビット303と、第
2のタイマの動作モードを選択するCSLビット302
とを含む各ビットから構成されている。
【0045】CSLビット302には、第1のタイマの
出力値が“1”であるときのみ第2のタイマを動作させ
たいとき“1”を設定し、第2のタイマを第1のタイマ
とを独立に動作させたいとき“0”をあらかじめ設定し
ておく。
【0046】タイマ2動作選択回路306は、CSLビ
ット302が“1”に設定されているとき、第1のタイ
マの出力値を信号線307上に出力し、CSLビット3
02が“0”に設定されているとき、CEBビット30
3の設定値を信号線307上に出力する。タイマ・カウ
ンタB128は第1の実施例と同様、タイマクロック選
択回路121で選択されたクロックが“0”から“1”
となるタイミングでインクリメンタBに格納されインク
リメントされるが、インクリメントされた値は、信号線
307が“1”のときのみタイマ・カウンタB128に
書き戻される。
【0047】上記の動作により、CSLビット302が
“1”に設定されているときには、第1のタイマの出力
値が“1”であるときのみ第2のタイマ・カウンタB1
27をインクリメントし、CSLビット302が“0”
に設定されているときには、CEBビット303の設定
値が“1”であるときのみ第2のタイマ・カウンタB1
27をインクリメントする。
【0048】このようにして、本実施例では、第1のタ
イマの出力値が“1”である期間のみ第2のタイマの出
力値をセット・リセットして出力するモードと、第1の
タイマの動作とは独立に第2のタイマの出力値をセット
・リセットして出力するモードとを切り替えることがで
きる。
【0049】尚、上述した実施例においては、第1のタ
イマのカウントクロックと第2のタイマのカウントクロ
ックとを同一のクロックとしたが、第2のタイマを第1
のタイマと異なるクロックにすることができることは、
容易に類推できる。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のタイマ制
御部を備えたマイクロコンピュータは、マイコン内部の
2組のタイマを動作させることにより、図3に示したよ
うに一方のタイマの出力値が“1”である期間のみ他方
のタイマの出力値をオン・オフするといった2種類の波
形を得ることができる。
【0051】したがって、図3に示した波形を外部にタ
イマをもつことにより得ようとした場合に生じていた、
タイマ出力のインターバル時間が異常となるといった問
題点を解決することができる。
【0052】また、内部のタイマとカウント・クロック
の分周比が切り替わる度に外部のタイマのカウント・ク
ロックを切り替える必要もなく、マイクロコンピュータ
の処理速度を向上することができる。
【0053】さらに、第2の実施例で述べた構成をとれ
ば、従来からあった2組のタイマが独立して動作しそれ
ぞれ波形を出力する場合と、上記タイマが図3に示した
波形を出力する場合との2種類の動作を選択して行うこ
とができると同時に、後者の動作を行うための回路構成
を小規模で済ますことができるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるタイマ制御部1
03を含むマイクロコンピュータのブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施例におけるタイマ制御部1
03の詳細な構成図である。
【図3】本発明のマイクロコンピュータのタイマ出力の
タイミング図である。
【図4】本発明の第2の実施例におけるタイマ制御部3
00の詳細な構成図である。
【図5】従来のタイマ制御部503を含むマイクロコン
ピュータのブロック図である。
【図6】従来のタイマ制御部503を含むマイクロコン
ピュータのブロック図である。
【符号の説明】
100 マイクロコンピュータ(マイコン) 101 CPU 102 内部クロック発生回路 103 タイマ制御部 104 内部バス 105 クロック供給信号線 106〜108 タイマ動作クロック供給信号線 109 タイマ1出力端子(TOUT1) 110 タイマ2出力端子(TOUT2) 120 タイマ制御レジスタ 121 タイマクロック選択回路 122 インクリメンタA 123 タイマ・カウンタA 124 コンペア・レジスタA 125 コンペア・レジスタB 126 フリップ・フロップ 127 インクリメンタB 128 タイマ・カウンタB 129 コンペア・レジスタC 130 コンペア・レジスタD 131 フリップ・フロップ 132 ANDゲート 133 PRMビット 134 CEビット 137〜142 信号線 300 タイマ制御部 301 タイマ制御レジスタ 302 CSLビット 303 CEBビット 306 タイマ2動作選択回路 307 信号線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 システム・クロックを計測する第1の計
    数手段と、前記計数手段により計測した結果が第1の所
    定値となったときにセット(またはリセット)され前記
    計数手段により計測した結果が第2の所定の値となった
    ときにリセット(またはセット)される第1の保持手段
    と、前記第1の保持手段の値が1または0であるときの
    み前記システム・クロックを計測する第2の計数手段
    と、前記第2の計数手段により計測した結果が第3の所
    定の値となったときにセット(またはリセット)され前
    記計数手段により計測した結果が第4の所定の値となっ
    たときにリセット(またはセット)される第2の保持手
    段とを有することを特徴とするマイクロコンピュータ。
  2. 【請求項2】 前記第1の保持手段の値が1または0で
    あるときのみ前記システム・クロックを計測するかまた
    は前記第1の保持手段の値が1または0のいずれの場合
    もシステム・クロックを計測するかを選択して行う選択
    手段を有することを特徴とする請求項1記載のマイクロ
    コンピュータ。
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