JPH0610403Y2 - プログラマブル・コントロ−ラの音声出力ユニツト - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《考案の分野》 この考案は、ビルティング・ブロックタイプのプログラ
マブル・コントローラに使用される新規な出力ユニット
に係わり、特にユーザプログラムの内容に従って様々な
音声信号を発生できるようにした出力ユニットに関す
る。

《考案の概要》 この考案は、ユーザが任意にプラグラムした内容の音声
信号を、出力ユニット自体から発生可能とするととも
に、発生した音声信号を、増幅器を経由する第１の岐路
と、増幅器を経由しない第２の岐路とに分岐し、これら
を切替スイッチを介して択一的に出力端子に導くように
したものである。

《従来技術とその問題点》 プログラマブル・コントローラを用いて、各種の産業機
械を制御する場合、機械と人間との対話をスムーズに行
なわせるには、音声を用いることが好ましい場合があ
る。

すなわち、機械と人間との対話に音声を用いれば、表示
盤を用いた視覚を通じての対話に比べ、内容をより正確
に伝達することができ、また表示盤による視覚的な対話
のように、常時監視する必要もなく、従って音声が届く
範囲内であれば、オペレータを他の作業に従事させるこ
ともでき、省力化の点からも好ましい。

また、以上の一般的な利点の他に、産業界においては必
ずしも自動化を好まない制御分野も存在する。例えば、
原子力設備等のように極度の信頼性を要求される技術分
野においては、自動化による誤動作を恐れ、最終的な弁
操作等については行政指導等により、手動操作をすべき
旨が義務付けられる場合もある。

このような場合、手動操作手順を、音声により案内放送
してやれば、一層の信頼性を向上させることができる。

さらに、身近な例をとって説明すれば、一般に電磁弁等
の自動弁には、必ずバイパス路が設けられ、これには手
動弁が介挿されて、電磁弁故障時においても流れに支障
なきよう配慮されているが、この自動弁が故障したこと
を流量スイッチ等で検知できたとしても、どの手動弁を
開ければ良いか等については、オペレータが予め確認し
ておかない限り、なかなか即座に対応できるものではな
い。

このような場合にも、各故障時における対応策を、直ち
に音声によりオペレータに報知させることができれば、
故障復旧時間の短縮化を図り、設備の損害を最小限にと
どめることができる。

このように、産業界においては機械と人間との対話に音
声を用いる要望が各種存在するが、従来既存のプログラ
マブル・コントローラを用いてこれらの要望に応えるに
は、プログラマブル・コントローラの出力ユニットから
有接点または無接点で出力される２値信号を、さらに出
力ユニットとは別に設けられたエンドレステープ装置，
音声合成ＬＳＩ等の音声信号発生装置に導く等の複雑か
つ高価な構成を採用せねばならなかった。

《考案の目的》 この考案の目的は、ユーザが任意にプラグラムした内容
の音声信号を、出力ユニット自体から発生可能とすると
ともに、モニタスピーカが駆動できる程度に増幅された
音声信号と、増幅がされていない原音声信号とを、１個
の出力端子から択一的に出力可能とすることにある。

《考案の構成と効果》 この考案は上記の目的を達成するために、ユーザプラグ
ラムの実行により、プログラマブル・コントローラのシ
ステムバス上に当該ユニットにあてて送出された音声出
力命令を取込む音声出力命令取込み手段と、前記取込ま
れた音声出力命令を解続し、出力する音声内容および出
力開始指令の有無を検出する命令解続手段と、前記出力
開始指令有りと検出されるのに応答して、検出された音
声内容に係る発音指令を発する発音指令手段と、前記発
音指令に応答して、該当する音声信号を発生する音声信
号発生手段と、前記音声信号をモニタスピーカで駆動で
きる程度まで増幅する増幅手段と、前記原音声信号また
は増幅済音声信号を択一的に出力端子へ導出する切替手
段とを備え、前記命令解読手段は、音声出力命令を構成
する特定ビットの特定の状態変化に基づいて、出力すべ
き音声内容の出力開始指令を検出することを特徴とする
ものである。

このような構成によれば、Ｉ／Ｏデータの更新周期より
も長くオン時間の継続する音声出力命令がシステムバス
上に送出されて、音声出力命令取込み手段が音声出力命
令を複数回取込んだとしても、命令解読手段が音声出力
命令を構成する特定ビットの特定の状態変化に基づい
て、出力すべき音声内容の出力開始指令を検出するた
め、命令解読手段からは１度しか出力開始指令が出力さ
れず、その出力開始指令により該当する音声信号が重複
せずに正確に発生可能となる。

その結果、他の出力ユニットに対する出力と全く同様な
方法で音声出力を含むユーザプログラムを簡単に作成で
きる。

また、モニタスピーカを駆動できる程度に増幅された音
声信号と、何等増幅されていない原音声信号とを、１個
の出力端子から択一的に取り出すことが可能となる。

《実施例の説明》 第１図に本考案を適用したプログラマブル・コントロー
ラ全体の外観を示す。

同図に示す如く、このプログラマブル・コントローラ１
は、電源ユニット２，ＣＰＵユニット３，１または２以
上のＩ／Ｏユニット４および本考案に係わる音声出力ユ
ニット５とから構成されている。

各ユニット２〜５は、ブックケース形ハウジング内に所
望の回路基板を内蔵して構成されており、各ハウジング
の背面から突出されたプラグを、ラック６に敷設された
システムバス上のソケットに差込むことによって、各ユ
ニット２〜５はシステムバスを介して互いに電気的に接
続されるようになっている。

また、後述する如く、音声出力ユニット５からは、ユー
ザプログラムで指定された音声信号が発生し、これをア
ンプ７で増幅することによって、スピーカ８から発生さ
せるようになっている。

電源ユニット２は、商用電源を整流，平滑した後安定化
して、各ユニット３，４および５に供給するもので、こ
の電源ユニット２側においてコントローラ全体の電源オ
ン，オフが可能になっている。

Ｉ／Ｏユニット４は、すでに公知であるため詳細には説
明しないが、１チャンネルを１６点として、１もしくは
２以上のチャンネルに割り当て可能になっており、また
各１点毎には一対の入力および出力回路が備えられてお
り、内蔵されたデジタルスイッチの設定によって、１６
点単位で入力または出力として自由に設定可能になって
いる。

また、この実施例では、各ユニット４内にアドレス設定
用のデジタルスイッチが内蔵されており、これを適宜に
設定することにより、ラック６上のソケット位置には拘
束されずに任意のアドレス設定が可能な，いわゆるフリ
ーロケーション方式が採用されている。

第２図に示す如く、ＣＰＵユニット３は、６８００等に
代表される８ビットマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３０
を主体として構成されており、そのデータバスＤＢ，ア
ドレスバスＡＢ，コントロールバスＣＢには、それぞれ
入出力状態ＲＡＭ３１，ワーキングＲＡＭ３２，システ
ムプログラムＲＯＭ３３およびユーザプログラムＰＲＯ
Ｍ３４が接続される他、プログラム書込み等の際にプロ
グラミングツールを接続するためのソケット３５が接続
されており、またプラグ３６，ソケット３７を介して、
ラック６上のシステムバスＳＢに接続可能となってい
る。

入出力状態ＲＡＭ３１としては、１ワード８ビットのＲ
ＡＭが使用されており、このＲＡＭ３１のアドレス空間
は、８ビット単位で入力または出力として割り当て可能
な入出力エリアの他に、補助リレーエリア，カウンタ素
子のカウント情報エリア，キープリレーエリアおよびタ
イマ素子のタイム情報エリア等に割当てられている。

ワーキングＲＡＭ３２は同様に１ワード８ビットのＲＡ
Ｍが使用されており、ＭＰＵ３０における各種演算の際
の一時記憶エリア等として利用される。

システムプログラムＲＯＭ３３は、同様に１ワード８ビ
ットのメモリで構成され、プログラマブル・コントロー
ラの動作に必要な各種のシステムプログラムが記憶され
ている。このシステムプラグラムの詳細については後に
説明する。

ユーザプログラムＰＲＯＭ３４は、同様に１ワード８ビ
ットのＰＲＯＭが使用され、このＰＲＯＭ３４にはプロ
グラマブル・コントローラ言語（高級言語）によって、
ユーザが任意に設定したユーザプログラムが記憶されて
いる。なお、この実施例ではユーザプログラムはラダー
図入力用のフォーマットで記憶されている。

第３図に、システムプラグラムＲＯＭ３３に記憶された
システムプログラムの一例（ＥＮＤリフレッシュ方式の
場合）を示す。同図に示す如く、電源投入とともにシス
テムプログラムが起動されると、イニシャル処理によっ
て、入出力状態ＲＡＭ３１，ワーキングＲＡＭ３２等の
内容の初期設定が行なわれ（ステップ３００）、次いで
各種のシステムサービス処理（ステップ３０１）が行な
われる。

このサービス処理では、モニタ，故障診断等のサービス
処理等の他、プログラミングツールが接続されている場
合には、ユーザプログラムＰＲＯＭ３４に対するプラグ
ラムの書込み処理等が行なわれる。

サービス処理が終了すると、続いて入力更新処理が行な
われる。（ステップ３０２）。この入力更新処理では、
Ｉ／Ｏユニット４，４…の中で、入力に割当てられた端
子の状態を、８ビット単位で順次取込み、これを入出力
状態ＲＡＭ３１内の該当するアドレスに転送する処理が
行なわれる。

以後、、サービス処理３０１において、ＲＵＮモードに
相当するキー操作が行なわれない限り（ステップ３０３
否定）、以上の動作が繰り返し行なわれ（ステップ３０
１，３０２）、入力更新だけが継続的に行なわれる。

この状態で、サービス処理３０１において、ＲＵＮモー
ドに相当する所定のキー操作が行なわれると、入力更新
処理に続いてＲＵＮモードの判定が行なわれ（ステップ
３０３肯定）、命令実行処理が行なわれる（ステップ３
０４）。

この命令実行処理では、プログラムカウンタの内容に従
って、ユーザプログラムＰＲＯＭ３４からユーザ命令を
順次読込み、ラダー図上の接点接続関係に応じた回路演
算等を行ない、ＯＵＴ命令の実行とともに、それまでの
演算結果で入出力状態ＲＡＭ３１の該当出力エリアを書
替える処理を行なう。そして、命令実行を繰り返す間
に、ＥＮＤ命令が読みだされると、命令実行処理を終了
して、続く出力更新処理（ステップ３０５）を行なう。

この出力更新処理では、命令実行の結果書替えられた入
出力状態ＲＡＭの出力エリアの内容を、Ｉ／Ｏユニット
の出力として割当てられた各８個の端子に転送する処理
が行なわれる。

以後、ＲＵＮモードが続く限り、システムサービス処理
（ステップ３０１），入力更新処理（ステップ３０
２），命令実行処理（ステップ３０４），出力更新処理
（ステップ３０５）を繰り返し実行する。

なお、この実施例では、ユーザプログラムはプログラマ
ブル・コントローラ言語で記述されているため、これを
直接マイクロプロセッサ３０で実行することはできず、
このためシステムプログラムＲＯＭに記憶されたインタ
プリタプログラムを介して間接的に実行している。

次に、一般にこの種のラダー図入力式プログラマブル・
コントローラで使用されるＯＰコードの中で、本実施例
音声出力ユニットの理解に必要とされるＯＵＴ，ＭＯＶ
に対する命令実行動作を説明する。

第４図（ａ）に示されるラダー図は、ＯＰコードである
ＬＤ，ＯＵＴを用いて同図（ｂ）に示す如く表わされ、
またその命令解読結果は同図（ｃ）のフローチャートで
表わされる。

すなわちプラグラムカウンタに従って命令を読込んだ結
果（ステップ４００）、ＯＵＴ命令と判定されると（ス
テップ４０１肯定）、それまでの演算結果，すなわち入
力３０００はＯＮか否かが判定され、ＯＮの場合には
（ステップ４０２肯定）、同図（ｄ）に示す如く、入出
力状態ＲＡＭ３１の出力１０に相当するエリアにはＯＮ
に相当する“１”が書込まれ、他方入力３０００がＯＦ
Ｆの場合には（ステップ４０２否定）、ＯＦＦに相当す
る“０”が書込まれる（ステップ４０４）。

このように、ＯＰコードＯＵＴを実行すると、必ず該当
する出力はそれまでの演算結果に応じた内容に書替えら
れる。

次に、第５図（ａ）に示されるラダー図は、ＯＰコード
であるＬＤ，ＭＯＶを用いて同図（ｂ）に示す如く表わ
され、またその命令解読結果は同図（ｃ）のフローチャ
ートで表わされる。

すなわち、プログラムカウンタに従って命令を読込んだ
結果（ステップ５００）、ＭＯＶと判定されると（ステ
ップ５０１肯定）、それまでの演算結果，すなわち入力
３０００がＯＮか否かの判定が行なわれ、ＯＮと判定さ
れた場合に限り（ステップ５０２肯定）、ＢＣＤコード
で表わされたデータ１２３４は、入出力状態ＲＡＭ３１
の０チャンネルに転送される。

このように、ＯＰコードであるＭＯＶを実行した場合に
は、それまでの演算結果がＯＮである場合に限り、ＯＰ
コードＭＯＶに続いて記述されたＢＣＤコードのデータ
が、同図（ｄ）に示す如く、入出力状態ＲＡＭ３１の０
チャンネルへと転送される。

このように、ＯＵＴコードの場合とは異なり、ＭＯＶコ
ードの場合には、それまでの演算結果がＯＮの場合に限
り、指定されたチャンネルの内容をプログラム中に記述
されたデータで書替えるのであって、ＯＦＦの場合には
何等書替え動作は行なわれない。

以上説明したＯＵＴ，ＭＯＶコードは、本考案に係わる
音声出力ユニットのプログラミングの際に利用される。

次に、本考案に係わる音声出力ユニットの構成について
説明する。第６図に示す如く、音声出力ユニット５のハ
ウジング５１は、Ｉ／Ｏユニットと同様なブックケース
形に形成され、その前面パネルには、発音中のメッセー
ジNo.を表示するための３２個のＬＥＤ表示器５２，音
声信号を取り出すためのジャック５３，後述する各種の
動作設定等に使用される８ビットのＤＩＰステッチ５４
および着脱可能な前面蓋５５が設けられている。

そして、ジャック５３にプラグ５６を差込むことによっ
て音声信号を取出し、これを図示しないアンプまたはモ
ニタスピーカへと導くようになっている。

また、前面蓋５５の背後には、メモリ収納用の空所（図
示せず）が設けられており、この空所に音声メモリカー
ド５７を装着することによって発音すべきメッセージを
３２種類単位で交換可能になっている。

また、後述する如く、音声メモリカード５７には、ジャ
ンパ線の着脱により状態設定が可能な識別ビットが設け
られており、後述するＭＰＵ５０１では、この識別ビッ
トの論理状態に応じて、当該音声メモリカードが、ビッ
ト対応命令用かコード対応命令用かを識別可能になって
いる。

さらに、ハウジング５１の背面には、図示しないプラグ
５８が突出形成されており、このプラグ５８をラック６
上に敷設されたシステムバス上のソケット５９に差込む
ことによって、ＣＰＵユニット３との接続を行なうよう
になっている。

音声出力ユニット５の電気的な構成を第７図に示す。同
図に示す如く、音声出力ユニット５は８ビット構成のマ
イクロプロセッサ（ＭＰＵ）５０１を主体として構成さ
れており、そのデータバスＤＢ′，アドレスバスＡ
Ｂ′，コントロールバスＣＢ′には、システムプログラ
ムＲＯＭ５０２，ワーキングＲＡＭ５０３が接続されて
いる。

システムプラグラムＲＯＭ５０２内には、音声出力ユニ
ットの制御に必要なシステムプラグラムが予め記憶され
ており、このプログラムの内容については後述するフロ
ーチャートで詳細に説明する。

ワーキングＲＡＭ５０３内には、第８図に示す如く、第
１，第２のスタックエリアが設けられており、後述する
如く、これらのスタックエリアには、コード対応命令の
場合には３２ビットの音声出力命令そのものが、またビ
ット対応命令の場合にはその解読結果に相当するＢＣＤ
コードで表わされたメッセージNo.が記憶される。な
お、これらスタックエリアの機能については、後に詳細
に説明する。

音声出力ユニット５内のデータバスＤＢ′と、プログラ
マブル・コントローラのデータバスＤＢとは、ソケット
５９，プラグ５８、ラッチ部５０４およびラッチ部５０
５を介して接続されている。

ラッチ部５０４は、８ビット構成のラッチ回路を４個並
列に接続し、アドレスデコーダを介して各ラッチ回路に
択一的にアクセスするようにしたものである。

従って、ＣＰＵユニット３からアドレスバスＤＢ上に、
８ビット単位で４回に分けて時分割的に送出されたデー
タは、このラッチ部５０４の作用によって、並列３２ビ
ットに変換される。また、特にこの例では、並列交換後
の第１４ビット目は、専用の割込み信号（割込み２）と
して、ＭＰＵ５０１に供給されている。

ラッチ部５０５は、８ビット構成のラッチ回路を４個並
列に設け、その出力側に設けたゲートの出力を８ビット
単位で共通接続したもので、各ラッチ回路を同時にトリ
ガし、かつ各ゲートをアドレスデコーダの出力で択一的
に動作させることによって、並列３２ビットのデータ，
すなわち音声出力命令を、８ビット単位でデータバスＤ
Ｂ′上に送り出すことが可能となっている。

ＬＥＤ表示器５２は、前述した如く３２ビット構成のも
ので、ハウジング５１のフロントパネル上部に配列され
ている。このＬＥＤ表示器５２は、前述したラッチ部５
０４と略同一構成のラッチ部５０６を介して、データバ
スＤＢ′に接続されている。

ＤＩＰスイッチ５４は、前述した如く８ビット構成のも
ので、ハウジング５１のフロントパネル上に取り付けら
れている。このＤＩＰスイッチ５４は、ゲート部５０７
を介してデータバスＤＢ′に接続されている。

次に、音声信号発生部の構成を説明する。この実施例で
は、音声合成方式として、ＡＤＰＣＭ方式（Adaptive D
ifferencial Puise Coded Moduration）が採用され、こ
れにより音質の向上が図られている。なお、音声信号発
生部の構成としてはＰＡＲＣＯＲ方式等でも良い。

音声データＲＯＭ５０８は前述した音声メモリカード５
７に内蔵されるもので、第９図に示す如く１ワード８ビ
ットのメモリで構成されている。

そして、この音声データＲＯＭ５０８内には、メッセー
ジNo.別にスタートアドレス，ストップアドレスをそれ
ぞれ記憶させたアドレス記憶エリア５０８ａと、メッセ
ージNo.別に音声データを記憶させた音声データ記憶エ
リア５０８ｂが設けられている。

また、音声データＲＯＭ５０８には、ジャンパ線５０９
の接離により状態設定が可能な識別ビットが設けられて
おり、この識別ビットの内容は特定のアドレスに対応し
て、データバスＤＢ′上に読出し可能となっている。そ
して、この識別ビットの内容により、ビット対応命令用
かコード対応命令用かを識別可能としている。

音声合成部５１０は、音声データＲＯＭ５０８から出力
される１バイト分のデータに対応して、微小時間分の音
声信号を合成するとともに、合成が終了するたびに割込
み信号（割込み１）をＭＰＵ５０１に送り返すようにな
っている。

ローパスフィルタ５１１では音声合成部５１０から出力
される音声信号から、高調波成分を除去する。次いで、
高調波成分を除去された音声信号は、２系統に分岐さ
れ、一方の系統はトランス５１２の一次側へと、また他
方の系統はモニタ用アンプ５１３の入力へと供給され
る。

トランス５１２の二次側出力と、アンプ５１３の出力と
は、切替スイッチ５１４を介して択一的にジャック５３
へと導出可能となっており、これにより切替スイッチ５
１４をアンプ５１３側へと切替えれば、ジャック５３に
直接モニタ用スピーカを接続して音声テスト等を行なう
ことが可能となっている。なお、この切替スイッチ５１
４はハウジング５１の内部に取付けられ、蓋５５を取外
して操作するようにしている。

また、ローパスフィルタ５１１の出力を２系統に分岐
し、一方をトランス５１２を介してジャック５３へと導
出する一方、他方をモニタアンプ５１３を介してジャッ
ク５３へと導出するように構成しているため、増幅後の
音声信号と原音声信号とを択一的に同一のジャックに導
出し得るという基本的な効果に加え、原音声信号を外部
の増幅器に導く場合にあっても、外部アンプ側のアース
を基準として信号を取出すことができるため、アース電
位が安定してノイズ等の影響を受けにくいという効果が
ある。

すなわち、トランス５１２を介さずに、ローパスフィル
タ５１１の出力を直接にジャックへ導出した場合、外部
アンプのアースと、音声出力ユニット５のアースとを共
通接続することが必要となるが、この際両者間に電位差
が生じてノイズが信号に乗りやすいという状態が生ずる
が、本考案にあってはこのような配慮を必要としないわ
けである。

次に、システムプログラムＲＯＭ５０２内に記憶された
制御用システムプログラムの構成を説明する。

この制御用システムプログラムは、命令フォーマットの
異なる２種類の音声出力命令に対して対応可能となって
いる。

第１のフォーマットの音声出力命令を第１０図に示す。
この音声出力命令は０ビット〜３１ビットからなる３２
ビット長データで構成され、また０ビット〜３１ビット
の各内容は、それぞれメッセージNo.０〜メッセージNo.
３１に対応している。例えば、７ビット目が“１”とい
うことは、発音すべきメッセージ内容がメッセージNo.
７に対応することを意味する。

また、各ビットの内容が“０”から“１”に変化するこ
とによって、当該ビットに対応するメッセージの音声出
力開始指令有りを表わすようになっている。以下、この
第１のフォーマットの音声出力命令を、ビット対応命令
と称することとする。

だい２のフォーマットの音声出力命令を、第１１図に示
す。この音声出力命令もやはり０ビット〜３１ビットか
らなる３２ビット長データで構成されている。

そして、０ビット〜７ビットからなる１バイト部分，２
４ビット〜３１ビットからなる１バイト部分および１６
ビット〜２３ビットからなる１バイト部分には、それぞ
れ１番目，２番目および３番目に発音すべき内容に相当
するメッセージNo.が、ＢＣＤコードで記憶されてい
る。

また、８ビット〜１１ビットからなる４ビット部分には
繰り返し回数が、１２ビット〜１３ビットにはメッセー
ジ連結数が、それぞれ記憶される他、１４ビット目はメ
ッセージ認識ビットとされ、“０”から“１”への状態
変化によって、音声出力開始指令の有りを表わす他、１
５ビット目は優先機能選択ビットとされ、“１”によっ
て優先機能選択有りを表わすようになっている。以下、
この第２のフォーマットの音声出力命令を、コード対応
命令と称することにする。

次に、以上の各命令フォーマットを前提として、システ
ムプログラムの動作をビット対応命令の場合から説明す
る。

なお、後に詳細に説明するが、ビット対応命令をＣＰＵ
ユニット３から音声出力ユニット５に対して送り込むた
めには、例えば入出力アドレス空間の０〜１チャンネル
（１チャンネルは１６ビット）に音声出力ユニットをア
ドレス割付けし、ユーザプログラム内においてＯＴＵ命
令を使用し、所望のメッセージNo.に対応する出力リレ
ーを、所望のタイミングで動作させるようにプログラム
すれば良い。

このようなプログラミングを行なえば、所望のビット対
応命令に相当する３２ビットのデータは前述の出力更新
処理（第３図ステップ３０５）によって、ＣＰＵユニッ
ト３内の入出力状態ＲＡＭ３１から音声出力ユニット５
内のラッチ部５０４へと自動的に転送される。

第１２図において、電源投入などにより、プログラムが
スタートすると、一般的な公知のイニシャライズ処理
（図示せず）を経た後、命令種別がビット対応命令かコ
ード対応命令かの判定処理が行なわれる（ステップ１２
０１）。

この判定処理は、音声データＲＯＭ５０８のジャンパ線
５０９により設定された識別ビットの状態を、データバ
スＤＢ′を介して読込むことにより行なわれる。

ここで、ビット対応命令と判定されると（ステップ１２
０１ビット対応命令）、ワーキングＲＡＭ５０３内の第
１，第２スタックエリア等に対するイニシャライズ処理
を経た後（ステップ１２０２）、命令解読から発音指令
に至る一連の動作が開始される。

今仮に、音声出力ユニットに割り当てられた３２ビット
分の出力リレーがすべてＯＦＦであり、後述する発音中
フラグＦ_１が非発音中にセットされており、第１，第２
スタックエリアは空の状態にあり、さらにテストスイッ
チ（ＤＩＰスイッチ５４の第２ビット目に相当）がＯＦ
Ｆであると仮定する。

この状態において、プログラムが起動されると、“非発
音中”（ステップ１２０３否定），スタックにメッセー
ジNo.に相当するＢＣＤコード無し（ステップ１２０４
否定），テストスイッチＯＦＦ（ステップ１２０５否
定）とそれぞれ判定された後、当該時点でラッチ部５０
４にラッチされた３２ビット長のビット対応命令は、ラ
ッチ部５０５へと並列に転送ラッチされる。

次いで、このラッチされたビット対応命令を、８ビット
ずつ４回に分けて時分割的に読込み、前回の読込みデー
タと比較することによって、“０”から“１”に変化し
たビットの存在を判定する。

ここで、変化ビット無しと判定される場合には（ステッ
プ１２０７否定）、ステップ１２０３に戻り以上の動作
を繰り返す。

これに対して、ＣＰＵユニット３における命令実行の結
果、音声出力ユニットに割り当てられた出力リレーのい
ずれか１つがＯＮすると、変化ビット有り，すなわち音
声出力開始指令有りと判定され（ステップ１２０７肯
定）、次いで命令解読処理が行なわれる（ステップ１２
０８）。

この命令解読処理では、“０”から“１”に変化したビ
ットが、０ビット〜３１ビットのいずれで有るかを検出
し、この検出されたビット番号をメッセージNo.とし
て、これに対応するＢＣＤコードを第８図に示すワーキ
ングＲＡＭ５０３内の第１スタックエリアに格納する。
なお、後述するが、ビット対応命令の場合、第１，第２
スタックエリアに何等機能上の相違はない。

ステップ１２０３に始まる次の動作サイクルでは、スタ
ックにメッセージNo.に相当するＢＣＤコード有りと判
定され（ステップ１２０４肯定）、１秒間ポーズ処理を
経た後（ステップ１２０９）、発音指令処理へと移行す
る。

なお、この１秒間ポーズ処理（ステップ１２０９）は、
後述する如く、複数のメッセージを連続的に発音させる
場合、メッセージ間に１秒間の無音期間を挿入するため
のものである。

発音指令処理の内容には、優先機能有りの場合と無しの
場合とがあり、これらは優先機能選択スイッチ（ＤＩＰ
スイッチ５４の第０ビットに相当）の状態を読込むこと
により設定される。

ここでは、優先機能無しの場合を先に説明し、優先機能
有りの場合は、後に詳細に説明する。

優先機能選択スイッチの状態に基づいて、優先機能無し
と判定されると（ステップ１２１０否定）、第１，第２
スタックエリアに記憶された１もしくは２以上のメッセ
ージNo.の中で、最初に記憶されたメッセージNo.が読み
出され（ステップ１２１１）、この読みだされたメッセ
ージNo.によって、音声データＲＯＭ５０８がアクセス
されて、メッセージNo.に対応するスタート，ストップ
アドレスの読み込みが行なわれる（ステップ１２１
３）。なお、この際第１，第２スタックエリアは直列の
ＦＩＦＯスタックとして動作し、読出されたメッセージ
No.データは消失する。

次いで、読込まれたスタートアドレスに基づいて、音声
データＲＯＭ５０８のアドレス設定が行なわれ（ステッ
プ１２１４）、ラッチ部５０６を介して、メッセージN
o.に対応するＬＥＤの点灯が行なわれた後（ステップ１
２１５）、最終的に音声合成部５１０に対してスタート
指令が発せられ、同時に発音中フラグＦ_１は“発音中”
にセットされる（ステップ１２１６）。以後、ステップ
１２０３に戻り、次の実行サイクルに移行するわけであ
る。

一方、音声データＲＯＭ５０８側では、スタートアドレ
スの設定に応じて、該当アドレスに記憶された１バイト
分のデータを音声合成部５１０へと送出する。音声合成
部５１０では、スタート指令に応答して、音声合成処理
を行ない、該当メッセージNo.に対応する微小時間分の
音声信号を合成し、合成が終了すると割込み信号（割込
み１）をＭＰＵ５０１に返送する。

すると、ＭＰＵ５０１側では、割込み信号（割込み１）
に応答して、以後第１３図に示される発音継続処理を実
行する。

すなわち、まず後述する中断指令無しを確認した後（ス
テップ１３０１否定）、ビット対応命令の場合には、
（ステップ１３０２ビット対応）、現在の設定アドレス
が前述のストップアドレスに達するまでの間（ステップ
１３０３否定）、音声合成部５１０から割込み信号（割
込み１）が返送されるたびに、現在の設定アドレスを順
次インクリメントし（ステップ１３０４）、新アドレス
によって音声データＲＯＭ５０８をアドレス設定する
（ステップ１３０５）。

これに対して、現在の設定アドレスがストップアドレス
に達した場合には（ステップ１３０３肯定）、音声合成
部５１０に対してストップ指令を発するとともに、発音
中フラグＦ_１は“非発音中”にリセットし（ステップ１
３０６）、同時にそれまで発音されていたメッセージN
o.に対応するＬＥＤを消灯する（ステップ１３０７）。

以後、ＤＩＰスイッチ５４の第３ビット〜第６ビットで
与えられる繰り返し回数情報が「０」である場合には
（ステップ１３０８肯定）、直ちに発音継続処理を終了
して、当該メッセージNo.に係わる音声の１回分の発音
処理を終了し、次の発音指令を待機する。

また、ＤＩＰスイッチ５４の第３ビット〜第６ビットか
ら読込まれた繰り返し情報が「Ｎ」の場合には、同一の
メッセージNo.に関してＮ＋１回分だけ発音指令を発す
る（ステップ１３０９，１３１０，１３１１）。

以上一連の処理が行なわれると、音声合成部５１０から
は、メッセージNo.に対応する音声信号が出力され、こ
の音声信号はローパスフィルタ５１１を介して高調波成
分を除去された後、切替スイッチ５１４の設定状態に応
じて、トランス５１２を介して直接ジャック５３へと、
またモニタアンプ５１３を介してジャック５３へと択一
的に供給される。

従って、切替えスイッチ５１４をトランス５１２側へと
切替えた状態で、第６図に示す如く、プラグ５６をジャ
ック５３に差込みさえすれば、音声出力ユニット５自体
から原音声信号を取出すことができ、これにアンプを接
続しさえすれば、該当メッセージをスピーカから発音さ
せることができる。

また、切替えスイッチ５１４をアンプ５１３側へ接続し
た状態で、プラグ５６をジャック５３に差込めば、ある
程度増幅された音声信号を得ることもでき、これをモニ
タスピーカに直接供給して、後述する音声出力テストを
行なうことができる。

このように、ビット対応の音声出力命令を解読した結
果、音声出力開始指令有りが検出され、かつその検出時
点においていかなる音声信号も発生されていない場合に
は、検出されたメッセージNo.に係わる内容の音声信号
を直ちに発生させることができる。

また、この際ＤＩＰスイッチ５４の第３ビット〜第６ビ
ットから繰り返し回数情報Ｎを与えてやれば、同一メッ
セージを１秒間の無音期間をおいて、Ｎ回繰り返し発生
させることもできる。

なお、ビット対応命令を解読する際に、ＣＰＵユニット
側の同一命令実行サイクル中に２個以上の出力リレーが
同時にＯＮされた場合には、ＯＮされたリレーの中で、
メッセージNo.の最も小さいメッセージが優先される。

次に、音声出力開始指令有りが検出された時点におい
て、いずれかのメッセージに対応する音声信号がすでに
発生中であった場合の処理について、優先機能無しの場
合と優先機能ありの場合とに分けて説明する。

まず優先機能無しの場合から説明すると、第１２図にお
いてなんらかの音声信号発音中（ステップ１２０３肯
定）に得られた（ステップ１２１７）音声出力命令を解
読した結果、音声出力開始指令有りが検出されると、
（ステップ１２１８肯定）、優先機能無しを確認した後
（ステップ１２１９否定）、検出されたメッセージNo.
を第１，第２スタックエリアにプッシュする。ここで、
優先機能無しの場合、第１，第２スタックエリアは直列
のＦＩＦＯスタックとして機能する。

以後、現在発生中の音声信号が終了するまでの間（ステ
ップ１２０３肯定、音声出力命令の取込み（ステップ１
２１７）、および解読を繰り返しながら待機して、この
間にさらに音声出力開始指令有りが検出されれば（ステ
ップ１２１８肯定）、優先機能無しを確認した上（ステ
ップ１２１９否定）、検出されたメッセージNo.データ
を前述と同様にしてスタックエリア内に順次プッシュす
る（ステップ１２２４）。

この間に、それまで発生されていた音声信号が終了する
と（ステップ１２０３否定）、前述した発音開始指令へ
と移行し（ステップ１２０４肯定，１２０９）、優先機
能無しを確認した上（ステップ１２１０否定）、第１，
第２スタックエリアを直列のＦＩＦＯスタック（First
In First Ont）スタックとして機能させ、最初に記憶さ
れた最も古いメッセージNo.を読出し、このメッセージN
o.について前述した発音指令処理（ステップ１２１３，
１２１４，１２１５，１２１６）および第１３図に示す
発音継続処理を実行する。

以後、当該メッセージの音声信号発生が終了するたびに
（ステップ１２０３否定）、より新しいメッセージNo.
を順次読出し（ステップ１２１１）、同様な発音指令処
理および発音継続処理を実行するわけである。

このように、なんらかの音声信号発生時間中（この例で
は最大３０秒）に、１もしくは２以上の他の音声出力開
始指令が到来し、かつ優先機能無しの場合、この実施例
では、現在発音中の音声信号が終了するたびに、順次１
秒間隔で各メッセージNo.に対応する音声信号を到来順
に発生させることができる。

次に、優先機能有りの場合について説明すると、前述し
た如く音声出力開始指令有りが検出され（ステップ１２
１８肯定）、かつ優先機能有りと判定された場合には
（ステップ１２１９肯定）、現在発音中のメッセージと
到来したメッセージとの間における優先順位の比較が行
なわれる。この例では、メッセージNo.が小さいほど優
先順位が高いものと取り決めている。

ここで、到来したメッセージの方が優先順位が低い場合
には（ステップ１２２０否定）、検出されたメッセージ
No.は優先機能無しの場合と同様に直ちにスタックエリ
アへとプッシュされる。

これに対して、到来したメッセージの方が優先順位が高
いと判定された場合には（ステップ１２２０肯定）、音
声合成部５１０に対してストップ指令が送られ（ステッ
プ１２２１）、同時にメッセージNo.に対応するＬＥＤ
は消灯され（ステップ１２２２）、さらに現在発音中の
メッセージNo.データは再びスタックエリアへと戻され
る。これにより現在発音中のメッセージは強制的に中断
される。

以後、現在発音中のメッセージが終了するまでの間（ス
テップ１２０３肯定）、音声出力命令の解読が繰り返し
行なわれ（ステップ１２１７）、その間に新たな音声出
力開始指令有りが検出されれば（ステップ１２１８肯
定）、前述した優先順位に応じたいずれかの処理が行な
われる。

一方、それまで発音されていたメッセージが終了または
前述した如く強制的に中断されると（ステップ１２０３
否定）、スタックにメッセージNo.データ有りを確認し
た後（ステップ１２０４肯定）、前述した発音開始指令
へと移行する。

優先機能有りの場合の発音指令においては（ステップ１
２１０肯定）、スタックエリアに記憶されたメッセージ
No.の中で、その時点で最も最小のメッセージNo.が読み
出され、この読みだされたメッセージNo.に従って前述
の発音指令処理（ステップ１２１３，１２１４，１２１
５，１２１６）および第１３図に示される発音継続処理
が行なわれる。

そして、スタックエリアに記憶された各メッセージNo.
に対応した音声信号の発生が終了するたびに（ステップ
１２０３否定）、すでに発音されたものを除き最小のメ
ッセージNo.が順次スタックから読込まれ（ステップ１
２１２）、同様にして発音指令処理および発音継続処理
が行なわれる。

このように、優先機能有りの場合には、なんらかのメッ
セージ発音中に１もしくは２以上の発音指令が到来した
場合、現在発音中のメッセージを含めて現在発音指令を
受けているメッセージの中で、最もメッセージNo.の小
さいメッセージが優先的に順次発音されることとなる。

従って、より緊張度の高いメッセージに対するメッセー
ジNo.がより小さい数値となるように音声データＲＯＭ
を構成することによって、優先度を加味した音声出力プ
ログラムを作成することが可能となる。

次に、音声出力ユニット５側に設けられたスイッチから
の指令（模擬音声出力命令）によって、指定されたメッ
セージを発音させる発音テストについて説明する。

この場合、今まで説明したビット対応命令状態におい
て、通常運転状態から発音テストの状態に切換える必要
があり、この切換えは、テストスイッチ（ＤＩＰスイッ
チ５４の第２ビットに相当）をＯＦＦからＯＮに設定す
ることにより行う。

その際、模擬音声を出力させる必要があるが、この模擬
音声の出力は、ＤＩＰスイッチ５４の第３ビット〜第７
ビットからなる５ビットのバイナリデータによって、メ
ッセージNo.０〜No.３１のいずれかを指定することによ
り行う。

ただし、発音テストを行う場合は、プログラムの実行中
で通常の運転状態にあり、ＤＩＰスイッチ５４の第３ビ
ット〜第６ビットは、繰返し回数の設定用に使用されて
いるため、その繰返し回数設定用に設定された第３ビッ
ト〜第６ビットの設定と、任意に設定できるＤＩＰスイ
ッチ５４の第７ビットの設定とによる５ビットのバイナ
リデータによって、メッセージNo.０〜No.３１のいずれ
かを指定することになる。なお、発音テストの実行が、
プログラムの実行中でなければ、繰返し回数設定用に設
定されるＤＩＰスイッチ５４の第３ビット〜第６ビット
の設定にかかわらず、ＤＩＰスイッチ５４の第３ビット
〜第７ビットを各々任意に設定できる。

このため、プログラムの実行中に、テストスイッチのＯ
ＦＦ→ＯＮが検出されると（ステップ１２０５肯定）、
続いてＤＩＰスイッチ５４の第３ビット〜第７ビットの
メッセージNo.データが読込まれ（ステップ１２２
５）、以後前述した発音指令処理（ステップ１２１３，
１２１４，１２１５，１２１６）および第１３図に示さ
れる発音継続処理が実行される。

従って、メッセージNo.をバイナリコードで設定した
後、テストスイッチをＯＮしさえすれば、当該メッセー
ジに対応した音声信号を直ちに発生させることができ、
切替スイッチ５４をモニタアンプ５１３側へ切替え、か
つジャック５３にモニタスピーカを接続すれば、比較的
少音量をもってメッセージの内容を確認することができ
る。同時に、発音中のメッセージNo.に対応したＬＥＤ
が点灯することによって、発音されたメッセージ内容と
メッセージNo.との関係を容易に確認することができ
る。

さらに、なんらかのメッセージ発音中に、テストスイッ
チをＯＮ→ＯＦＦすると、発音継続処理においてメッセ
ージ中断指令有りと認識され（ステップ１３０１肯
定）、直ちに発音合成部５１０に対してストップ指令が
発せられるとともに（ステップ１３１２）、ＬＥＤの消
灯も行なわれ（ステップ１３１３）、最大３０秒間のメ
ッセージのすべてを聞かなくとも、任意の時点でメッセ
ージの発音を強制的に中断させることができる。

従って、順次メッセージの内容を確認するような場合、
各メッセージの発音初期の部分だけで内容がおおよそ理
解できるような場合には、この中断機能を利用して、各
メッセージの最初の部分だけを聞くことにより、テスト
時間の短縮化を図ることが可能となる。

以上詳細に説明したように、ビット対応命令に対する動
作としては、（１）音声出力開始指令有りの検出に応答
して、直ちに該当音声を発音させる動作，（２）ユニッ
ト側で指定された繰り返し回数だけ、同一メッセージを
繰り返し発音させる動作，（３）なんらかの発音中に、
１もしくは２以上の別の発音指令が到来した場合、先の
発音が終了するのを待って順次各メッセージを到来順に
発音させる動作，（４）同様に発音中に１もしくは２以
上の別の発音指令が到来した場合、発音を中断した後到
来したすべてのメッセージの中で、メッセージNo.の小
さいものから順次優先的に発音させる動作，（５）ユニ
ット側から与えられた模擬音声出力命令に応答して、指
定されたメッセージNo.の音声を発音、中断させる動作
が可能である。

次に、コード対応命令に対応したシステムプログラムの
動作について説明する。

第１２図において、電源投入によりプログラムがスター
トされ、音声データＲＯＭ５０８の識別ビットを参照し
て、コード対応命令と判定されると、第１５図のフロー
チャートへ移って、ワーキングＲＡＭの第１，第２スタ
ックエリア等についてのイニシャライズ処理を行なった
後（ステップ１５０１）、いずれのメッセージも発音中
でないことを条件として（ステップ１５０２否定）、第
１スタックエリアに４バイト構成の音声出力命令が格納
されること（ステップ１５０３肯定），第２スタックエ
リアに音声出力命令が格納されること（ステップ１５０
４肯定）、またはテストスイッチ（ＤＩＰスイッチの第
２ビットに相当）がＯＮされること（ステップ１５０５
肯定）を待機する状態となる。

一方、コード対応の音声出力命令の場合、第１１図に示
されるように、第１４ビット目はメッセージ認識ビット
として割り当てられており、この第１４ビット目の
“０”から“１”への変化によって、音声出力開始指令
有りを表わすようになされている。

また、第７図に示す如く、ＣＰＵユニットから送り出さ
れた音声出力命令をラッチするラッチ部５０４の第１４
ビット目の出力は、割込み信号（割込み２）として、Ｍ
ＰＵ５０１に供給されている。

さらに、後に詳細に説明するが、音声出力ユニット５に
対してコード対応の音声出力命令を与えるには、ユーザ
プログラム内において音声出力ユニットが割り付けられ
た０，１チャンネルに対して、音声出力命令に相当する
３２ビットのデータをＭＯＶ命令で転送し、かつ転送の
たびに必ず１４番の出力リレーをＯＮするようにプログ
ラムが組まれる。

従って、ユーザプログラムの実行中に、音声出力命令転
送のためのＭＯＶ命令、およびこれと一対の関係にある
ＯＵＴ１４命令が起動されると、音声出力ユニット５内
のラッチ部５０４の第１４ビット目出力は、“０”から
“１”へと変化し、この状態変化によってＭＰＵ５０１
に対して割込みがかかり、第１４図に示されるデータ保
存処理が起動される。

すると、ラッチ部５０４にラッチされた音声出力命令
は、ラッチ部５０５へと転送され（ステップ１４０
１）、さらにラッチ部５０５にラッチされた音声出力命
令は、データバスＤＢ′を介してＭＰＵ５０１へと読込
まれる（ステップ１４０２）。

以後、読込まれた音声出力命令の内容に応じて、種々の
音声出力態様が決定されるわけであるが、まず最初に最
も簡単な例として、あるメッセージNo.に対応した内容
の音声を１回だけ発音させる場合について説明する。

この場合、第１１図のフォーマットにおいて、０ビット
〜７ビットには、発音対象となるメッセージNo.がＢＣ
Ｄコードで記憶され、８ビット〜１１ビットの繰り返し
回数は「０」，１２ビット，１３ビットのメッセージ連
結数は「１」，１５ビット目の優先機能選択ビットは
“０”に設定されている。

このような内容の音声出力命令が読込まれ（ステップ１
４０２）、かつこの読込み時点において何等のメッセー
ジも発音されていないと（ステップ１４０３否定）、優
先機能無しを確認した後（ステップ１４０４否定）、当
該音声出力命令は、ＦＩＦＯスタックとして機能する優
先機能無し専用の場合の第２スタックエリアへと転送さ
れる（ステップ１４０５）。

すると、第１５図のメインフローチャート側において
は、第２スタックエリアに音声出力命令有りが検出され
（ステップ１５０４肯定）、次いで１秒間ポーズ処理を
経た後（ステップ１５０６）、第２スタックエリアから
は、最も古い音声出力命令の第１メッセージNo.（この
場合記憶されたばかりのメッセージNo.が読み出され
（ステップ１５０７）、以後このメッセージNo.に関し
て発音指令処理（ステップ１５０８，１５０９，１５１
０，１５１１）および第１６図に示される発音継続処理
（ステップ１６０１否定，１６０２，１６０３，１６０
４，１６０５）が行なわれ、当該メッセージNo.に係わ
る内容の音声が１回だけ発音されることとなる。

他方、いずれかの音声発音中に、１もしくは２以上の音
声出力開始指令有りが検出された場合には（ステップ１
４０３肯定）、優先機能無しを確認した上（ステップ１
４０６否定）、読込まれた音声出力命令を順次前述した
第２スタックエリアへとプッシュする（ステップ１４０
７）。

すると、第１５図に示すメインフローチャート側におい
て、第２スタックエリアにメッセージNo.データ有りと
される間（ステップ１５０４肯定）、ＦＩＦＯスタック
の機能によって、１秒間のポーズをあけて（ステップ１
５０６）、音声合成部５１０に対して発音指令が与えら
れ（ステップ１５０８，１５０９，１５１０，１５１
１）、さらに第１６図に示される発音継続処理が実行さ
れて、いずれかのメッセージ発音中に到来した１もしく
は２以上の新たなメッセージは、１秒間隔で順次到来順
に発音されることとなる。

次に、緊急度の低いメッセージの発音中に、緊張度の高
いメッセージを発音させる必要が生じた場合、緊急度の
低いメッセージの発音を中断させ、その代わりに緊急度
の高いメッセージを優先的に発音させる場合について説
明する。

この場合、第１１図の命令フォーマットにおいて、前述
の場合に比べ第１５ビット目の優先機能選択ビットが
“１”にセットされる。

第１４図において、いずれかのメッセージ発音中に（ス
テップ１４０３肯定）、優先機能有りが検出されると
（ステップ１４０６肯定）、さらに現在発生中のメッセ
ージが優先機能有りかの否かの判定が行なわれ、発音中
のメッセージが優先機能無しの場合、（ステップ１４０
８否定）、現在発音中の音声出力命令は、ＦＩＦＯスタ
ック機能を有し、かつ優先機能無しの場合専用の第２ス
タックエリアへと戻され（ステップ１４０９）、さらに
音声合成部５１０に対してストップ指令の送出（ステッ
プ１４１０）および該当メッセージの消灯処理（ステッ
プ１４１１）を経た後、新たに得られた音声出力命令に
ついては、ＦＩＦＯスタック機能を有し、かつ優先機能
有りの場合専用の第１スタックエリアへとプッシュされ
る（ステップ１４１２）。

すると、第１５図のメインフローチャートにおいては、
第１スタックエリアに音声出力命令有りが検出され（ス
テップ１５０３肯定）、１秒間のポーズ処理を経た後
（ステップ１５１２）、第１スタックエリアからは、最
も古い音声出力命令の第１メッセージNo.（この場合は
格納したばかりのメッセージNo.）が読み出され（ステ
ップ１５１３）、この読みだされたメッセージNo.に関
して、前述した発音指令処理（ステップ１５０８，１５
０９，１５１０，１５１１）および第１６図に示される
発音継続処理が実行される。

この結果、それまで発音されていた優先機能無しに係わ
る緊急度の低いメッセージは強制的に中断され、その代
わりに発音中に到来した緊急度の高いメッセージが優先
的に発音されることとなる。

また、優先機能有りに係わるメッセージの発音中に、同
様な優先機能有りに係わる音声出力命令が次々と到来し
た場合には（ステップ１４０８肯定）、これらの音声出
力命令は、次々と第１スタックエリアへとプッシュされ
る（ステップ１４１２）。

そして、メインフローチャート側におけるスタック読出
し処理（ＦＩＦＯ）が実行される結果（ステップ１５１
３）、優先機能有り同志のメッセージの場合には、順次
一秒間隔で到来順に発音されることとなる。

以上、発音中に別の音声出力開始指令有りが検出された
場合の処理についてまとめて説明すると、優先機能無し
に係わる音声出力命令の発音中に、優先機能有りおよび
優先機能無し双方の音声出力命令に係わる開始指令が複
数与えられた場合は、優先機能有りに係わる音声出力命
令の開始指令が与えられた時点において、優先機能無し
に係わる発音を強制的に中断させ、その後優先機能有り
に係わる音声出力命令だけを到来順に１秒間隔で発音さ
せ、しかる後、中断された優先機能無しに係わる音声出
力命令を最初から発音し直させ、発音終了とともに、優
先機能無しに係わる音声出力命令について、同様に到来
順に１秒間隔で順次発音させるものである。

これに対して、優先機能有りに係わる発音中に、優先機
能有りおよび無しに係わる開始指令がそれぞれ複数到来
した場合には、前述した音声の強制中断処理は行なわ
ず、単にまず優先機能有りに係わる音声出力命令につい
て順次到来順に発音させた後、その後優先機能無しに係
わる音声出力命令について同様に到来順に発音させるも
のである。

なお、この実施例では、優先機能選択ビットを１ビット
にし、優先レベルを２レベルに設定したが、これを複数
ビットとして優先レベルを多段階に設定しても良いこと
は勿論である。

次に、３個のメッセージを指定された順序で連結して発
音させる場合について説明する。

この場合、第１１図の命令フォーマットにおいて、０ビ
ット〜７ビットには、第１番目のメッセージNo.が，２
４ビット〜３１ビットには２番目のメッセージNo.がま
た１６ビット〜２３ビットには３番目のメッセージNo.
がそれぞれＢＣＤコードで記憶される。

また、１２ビット，１３ビットには、メッセージ連結数
「３」に相当するバイナリコードが記憶される。

今仮に、説明を簡単にするために、優先機能は無しと
し、また、いずれのメッセージも発音されていないもの
とする。

このような状態において、所定の開始指令に応答して音
声出力命令の読み込みが行なわれると（第１４図ステッ
プ１４０２）、音声出力命令は第２スタックエリアへと
プッシュされ（ステップ１４０３否定，１４０４否定，
１４０５）、次いで第１５図の一連の処理（ステップ１
５０４〜１５１１）および第１６図に示す割込み処理が
実行されて、音声データＲＯＭ５０８からのデータ読出
しが順次行なわれ（ステップ１６０１否定，１６０２否
定，１６０３）ストップアドレスへ到達するとともに
（ステップ１６０１肯定）、音声合成部５１０に対して
ストップ指令の送出，発音中フラグＦ_１のリセットが行
なわれ（ステップ１６０４）、さらに該当するメッセー
ジ番号のＬＥＤが消灯される（ステップ１６０５）。

次いで、発音が終了してメッセージ番号が第１番目のメ
ッセージNo.である旨の確認（ステップ１６０６肯
定），連結数が「１」でないことの確認（ステップ１６
０７否定）が行なわれた後、今度は音声出力命令の２４
ビット〜３１ビットに記憶された２番目のメッセージN
o.についてスタート，ストップアドレスの読込み（ステ
ップ１６０９）および第２番目のメッセージNo.に関し
てのスタートアドレス設定が行なわれ（ステップ１６１
０）、さらに２番目のメッセージNo.に係わるＬＥＤの
点灯処理が行なわれた後（ステップ１６１１）、２番目
のメッセージNo.に係わるスタート指令が音声合成部５
１０に対して送られる。

以後、２番目のメッセージNo.に係わる音声データの読
出し処理（ステップ１６０１否定，１６０２否定、１６
０３）、音声合成終了処理（ステップ１６０４）該当メ
ッセージNo.のＬＥＤ消灯処理（ステップ１６０５）を
順次経た後、当該発音終了に係わるメッセージが第１番
目のメッセージでないことの確認（ステップ１６０６否
定），第２番目のメッセージであることの確認（ステッ
プ１６１３肯定）および連結数が「２」でないことの確
認（ステップ１６１４否定）を経た後、音声出力命令の
１６ビット〜２３ビットに記憶された第３番目のメッセ
ージについて、スタート，ストップの読込み処理（ステ
ップ１６１５），第３番目のメッセージに係わるスター
トアドレスの設定処理（ステップ１６１６），当該メッ
セージNo.に係わるＬＥＤの点灯処理を経た後（ステッ
プ１６１１）、再度３番目のメッセージに係わるスター
ト指令が音声合成部５１０へと送られる。

以後、同様にして音声データ読出し処理（ステップ１６
０１否定，１６０２，１６０３），音声合成終了処理
（ステップ１６０４），該当メッセージNo.に係わるＬ
ＥＤの消灯処理（ステップ１６０５）を順次経た後、発
音終了に係わるメッセージが第１番目のメッセージでな
いこと（ステップ１６０６否定），第２番目のメッセー
ジでないこと（ステップ１６１３否定）を経た後、後述
する繰り返し処理が終了したことを条件として（ステッ
プ１６０８肯定）、メッセージの３連結処理を終了す
る。

このように、音声出力命令の０ビット〜７ビット，２４
ビット〜３１ビット、１６ビット〜２３ビットにそれぞ
れ第１番目，第２番目，第３番目に発音させるべきメッ
セージNo.をＢＣＤコードで記憶させ、かつ１２ビッ
ト，１３ビットにメッセージ連結数に相当するバイナリ
コードを記憶させるだけで、３つのメッセージを１秒間
隔で連結して発音させることができるわけである。

なお、連結数が「２」の場合でも同様に説明される他、
第１５ビット目の優先機能選択ビットを“１”にセット
すれば、前述した如く優先機能無しに係わるメッセージ
を中断し、その代わり優先的に発音させることができる
ことは勿論である。

従って、このメッセージ連結機能を利用すれば、３２個
のメッセージを任意に組合せることによって、より多く
の情報を音声により報知させることができる。

また、ビット対応命令の場合と同様、このコード対応命
令の場合にも、音声出力ユニット側に設けられたメッセ
ージNo.設定器（ＤＩＰスイッチ５４の３ビット〜７ビ
ットに相当）およびテストスイッチ（ＤＩＰスイッチ５
４の第２ビットに相当）を利用して、模擬音声出力命令
を与え、指定されたNo.のメッセージを発音させること
ができる（ステップ１５０５肯定，１５１２）。

次に、指定された１個のメッセージまたは互いに連結さ
れた複数のメッセージを、指定された繰り返し回数だけ
繰り返し発音させる場合について説明する。

この場合、第１１図の命令フォーマットにおいて、８ビ
ット〜１１ビットには、繰り返し回数に相当するバイナ
リコードが記憶される。

第１６図のフローチャートにおいて、各メッセージまた
は互いに連結された一連のメッセージが発音終了すると
（ステップ１６０７肯定，１６１３否定または１６１４
肯定）、それまでのメッセージ発音回数が指定された繰
り返し回数に達したか否かの判定が行なわれ、達してい
ない場合には（ステップ１６０８否定）、１秒間のポー
ズ処理を経た後（ステップ１６１７）、再び第１番目の
メッセージに相当するスタートアドレスの設定処理が行
なわれる。（ステップ１６１８）。

これに対して、それまでの繰り返し回数が、指定された
繰り返し回数に達したものと判定された場合は（ステッ
プ１６０８）、発音処理は完全に終了する。

従って、音声出力命令の８ビット〜１１ビットに、数値
「Ｎ」を記憶させることにより、指定された同一メッセ
ージをＮ回に亘って繰り返し発音させることが可能とな
るのである。

以上詳細に説明したように、コード対応命令に対応した
システムプログラムの動作については、（１）音声出力
開始指令有りの検出に応答して、該当するメッセージを
直ちに発音させる動作，（２）いずれかのメッセージ発
音中に、次々とメッセージ発音指令が到来した場合、発
音中のメッセージの終了とともに、順次１秒間隔で到来
順に発音される動作，（３）個々のメッセージまたは連
結された一連のメッセージ毎に、優先機能の有無をユー
ザプログラムで選択し、優先機能無しに係わるメッセー
ジの発音中に、優先機能有りに係わるメッセージの発音
指令が到来したときには、発音中のメッセージを強制的
に中断させて、後から来た優先機能有りに係わるメッセ
ージを優先して先に発音させ、その後中断に係わる優先
機能無しに係わるメッセージを再度始めから発音させる
動作，（４）指定された３個以内のメッセージを、指定
された順序で連結して発音させる動作，（５）各メッセ
ージまたは連結された一連のメッセージ毎に、ユーザ命
令で繰り返し回数を指定し、この指定された繰り返し回
数分だけ繰り返し発音させる動作および模擬音声出力命
令によるメッセージ出力テスト等が可能である。

なお以上の実施例では、音声出力ユニットから、原音声
信号またはモニタスピーカが駆動できる程度に増幅され
た増幅済み音声信号を取出すように構成したが、勿論音
声出力ユニットの内部にモニタスピーカを取り付け、音
声出力ユニット自体から該当するメッセージを発音させ
ても良いことは勿論である。

また、以上の実施例では、ラダー図入力方式のプログラ
マブル・コントローラに適用したが、本考案はフローチ
ャート入力式のプログラマブル・コントローラにも同様
に適用できることは勿論である。

また、以上の実施例ではユーザプログラムのＥＮＤ命令
を検出して出力更新を行なういわゆるＥＮＤリフレッシ
ュ方式のプログラマブル・コントローラに適用したが、
ＯＵＴ命令あるいはＭＯＶ命令の実行のたびに、その都
度実行結果に相当するデータを直接にＩ／Ｏユニットに
転送するいわゆる都度リフレッシュ方式のプログラマブ
ル・コントローラにも適用できることは勿論である。

さらに、以上の実施例ではＣＰＵユニットに直結するシ
ステムバスＳＢに音声出力ユニット５を取付けたが、有
線または無線伝送ラインを介して設置された遠隔システ
ムバスにも取付け得ることは勿論である。

以上で、この実施例に係わる音声出力ユニットの構成，
作用，効果について説明してきたが、次に実際にこの音
声出力ユニットを使用する場合におけるユーザプログラ
ムの幾つかの例を第１７図〜第２３図を参照しながら説
明する。

なお、以下の説明においては、音声出力ユニットは入出
力アドレス空間の０チャンネル，１チャンネルからなる
２チャンネル分に割り当てられているものと想定する。

第１７図（ａ）の例は、メッセージNo.１０に相当する
メッセージ「７番タンク満タンです」と、メッセージN
o.１１に相当するメッセージ「７番タンク排水完了」
を、それぞれ入力１０００，１００１のＯＮするタイミ
ングで発音させる場合のラダー図を示す。

このように、単にメッセージNo.に相当する出力リレー
１０，１１を、該当する入力１０００，１００１で起動
するだけで良い。

この場合、第１７図（ｂ）に示す如く、入力１０００と
１００１とが別々のタイミングでＯＮする場合には、各
出力１０，１１の０Ｎタイミングを、音声出力ユニット
に認識させることができるが、第１７図（ｃ）に示す如
く、同一のタイミングでＯＮした場合には、メッセージ
No.の小さい出力１０が優先される。

第１８図（ａ）は、メッセージNo.１０に相当するメッ
セージ「リセットボタンを押して下さい」を、故障検出
用の入力１０００，１００１のいずれがＯＮした場合に
も発音させる場合のラダー図を示す。

この場合第１８図（ｂ）に示す如く、入力１０００と１
００１とのＯＮ期間が重ならない場合は問題ないが、第
１８図（ｃ）に示す如く、両入力１０００，１００１が
一部重複すると、出力１０の立上りは１回しか生ぜず、
このため２回故障が起きた場合リセットボタンは２回押
さねばならないような場合には、若干の不都合が生ず
る。

第１９図（ａ）は、１命令実行サイクル幅のパルスを出
力するＤＩＦＵ命令を使用して、上記の欠点を改良した
ほぼ同様な機能を有するラダー図を示す。

この場合、第１９図（ｂ）に示す如く、入力１０００と
１００１とのＯＮ期間が一部重複しても、ＤＩＦＵ３２
００とＤＩＦＵ３２０１とは別々のタイミングで微小幅
パルスとなるため、出力１０としては２回のＯＮパルス
を得ることができ、入力１０００，１００１に対応する
２回の故障に対しては，メッセージ「リセットボタンを
押して下さい」を２回間違いなく発音させることができ
る 第２０図（ａ）は、発車指令に相当する入力１０００が
ＯＮした場合、メッセージNo.１０に相当するメッセー
ジ「これから発車します」を５回１秒間隔で発音させる
場合のラダー図を示す。

この場合、第２０図（ｂ）に示す如く、入力１０００の
ＯＮタイミングに応答して、出力３２００を入力３２０
０で自己保持させ、その後０．１秒クロック入力６３０
０によって出力１０を５回ＯＮさせ、５回目のＯＮをＣ
ＮＴＯにカウントさせ、カウントアップとともに出力３
２００を自己保持解除するようにしたものである。

なお、このラダー図では、０．１秒クロックが使用され
ているため、５回カウントする間に他のメッセージが入
り込む可能性が若干想定される。

第２１図（ａ）は、第２０図の欠点を改良したもので、
第２０図（ａ）との相違点は、出力３２０２をチャタリ
ング動作させ、高速パルスを得、出力１０をより高速に
５回ＯＮさせる一方、入力１０００をそのまま保持させ
るのではなく、ＤＩＦＵ命令を使用して一旦微小幅パル
スに変換し、これで出力３２０１を自己保持させるよう
にしたことにある。

第２１図（ｂ）に示す如く、このラダー図によれば、５
回カウント中に入力１０００が再度ＯＮした場合にも、
直ちにこれに対応する可能である。

次に、コード対応命令の場合について説明する。

第２２図（ａ）は、入力１０００がＯＮするのに応答し
て、メッセージNo.０１，０２，０３にそれぞれ相当す
るメッセージ「バルブ」，「１を」，「開けなさい」を
順に連結して発音させ、さらに入力１００１のＯＮに対
応してメッセージNo.１０，１１，１２にそれぞれ相当
するメッセージ「コンプレッサ」，「３台を」，「運転
しなさい」を、１秒間隔で順次連結して、しかも２回発
音させる場合のラダー図を示す。

このように、コード対応命令の場合には、音声出力命令
に相当するデータを、ＭＯＶ命令を用いて、０チャンネ
ル，１チャンネルにそれぞれ転送すれば良い。

また、ここで特に大切なことは、ＭＯＶ命令の起動条件
に相当する入力１０００，１００１のＯＮと対応して、
必ず出力１４を起動するようにプログラムすることであ
る。これは、前述した如く、ＭＯＶ命令の場合起動条件
に相当する入力がＯＦＦしても、転送先におけるデータ
には変化がなく、このため同一データに係わるＭＯＶ命
令の起動条件が繰り返しＯＮしたような場合、そのＯＮ
タイミングを出力１４を介して第２２図（ｂ）に示す如
く、音声出力命令側で検出させるためである。

第２３図（ａ）は、入力１０００と１００１とのＯＮ期
間が一部重複した場合の対策であって、この場合には前
述と同様にしてＤＩＦＵ命令を用い、入力１０００，１
００１のＯＮタイミングを微小幅パルスに変換すれば良
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係わる音声出力ユニットを適用したプ
ログラマブル・コントローラ全体の外観を示す斜視図、
第２図はＣＰＵユニットの電気的な構成を示すブロック
図、第３図はＣＰＵユニットのシステムプログラムを示
すゼネラルフローチャート、第４図（ａ）〜（ｄ）は、
ＯＵＴ命令の解読結果に対応した処理動作を示す図、第
５図（ａ）〜（ｄ）は、ＭＯＶ命令の解読結果に対応し
た処理動作を説明する図、第６図は本考案に係わる音声
出力ユニットの外観を示す斜視図、第７図は音声出力ユ
ニットの電気的な構成を示すブロック図、第８図はワー
キングＲＡＭ内に設けられた第１，第２スタックエリア
を示すメモリマップ、第９図は音声データＲＯＭの内容
を示すメモリマップ、第１０図はビット対応命令の命令
フォーマットを示す図、第１１図はコード対応命令の命
令フォーマットを示す図、第１２図〜第１６図は、音声
出力ユニットの制御用システムプログラムの構成を示す
フローチャート、第１７図〜第２１図は、音声出力ユニ
ットをビット対応命令で動作させるためのユーザプログ
ラムの例を示す図、第２２図，第２３図は、コード対応
命令で音声出力ユニットを動作させるためのユーザプロ
グラムの例を示す図である。 １…プログラマブル・コントローラ ３…ＣＰＵユニット ５…音声出力ユニット ５２…メッセージNo.表示用ＬＥＤ ５３…音声信号取出し用ジャック ５４…ＤＩＰスイッチ ５７…音声メモリカード ５０１…ＭＰＵ ５０２…システムプログラムＲＯＭ ５０３…ワーキングＲＡＭ ５０４，５０５，５０６…ラッチ部 ５０８…音声データＲＯＭ ５０９…ジャンパ線 ５１０…音声合成部 ５１１…ローパスフィルタ ５１２…トランス ５１３…モニタ用アンプ ５１４…切替スイッチ ＤＢ…データバス ＡＢ…アドレスバス ＣＢ…コントロールバス

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ユーザプログラムの実行により、プログラ
   マブル・コントローラのシステムバス上に当該ユニット
   にあてて送出された音声出力命令を取込む音声出力命令
   取込み手段と、 前記取込まれた音声出力命令を解続し、出力すべき音声
   内容および出力開始指令の有無を検出する命令解続手段
   と、 前記出力開始指令有りと検出されるのに応答して、検出
   された音声内容に係る発音指令を発する発音指令手段
   と、 前記発音指令に応答して、該当する音声信号を発生する
   音声信号発生手段と、 前記音声信号をモニタスピーカで駆動できる程度まで増
   幅する増幅手段と、 前記原音声信号または増幅済音声信号を択一的に出力端
   子へ導出する切替手段とを備え、 前記命令解読手段は、音声出力命令を構成する特定ビッ
   トの特定の状態変化に基づいて、出力すべき音声内容の
   出力開始指令を検出することを特徴とするプログラマブ
   ル・コントローラの音声出力ユニット。