JPH08184686A

JPH08184686A - パルス間隔計測装置

Info

Publication number: JPH08184686A
Application number: JP6327226A
Authority: JP
Inventors: 孝 ▲桑▼原; Takashi Kuwabara
Original assignee: NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Current assignee: NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1996-07-16
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JP2604562B2

Abstract

(57)【要約】【目的】計測精度の高いパルス間隔計測装置を提供す
る。【構成】本発明は、基準クロック発生回路１０１と、タ
イマ１０２と、オーバー・フロー・フラグ１０３と、キ
ャプチャ１０４と、比較手段１０５、カウント手段およ
び減算手段１０８を含む演算処理部１１０と、メモリ１
０７および１０９とを備えて構成される。基準クロック
発生回路１０１のクロックはタイマ１０２によりカウン
トされ、タイマ１０２がオーバー・フローすると、オー
バー・フロー・フラグ１０３がセットされる。オーバー
・フロー・フラグ１０３の値はチェックされ、セットさ
れている場合はカウント手段１０６がカウント・アップ
される。外部からパルス１１１が入力されると、タイマ
１０２の値がキャプチャ１０４に書き込まれ、この値か
ら前回のキャプチャ１０４の値が減算され、オーバー・
フロー回数が加算されて、周期が求められメモリ１０９
に書き込まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパルス間隔計測装置に関
し、特にマイクロコンピュータにおいて、パルス間隔を
正確に計測するために使用されるパルス間隔計測装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、この種のパルス間隔計測装置の
１例のシステム構成図が図３に示される。図１に示され
るように、本従来例は、基準クロック発生回路３０１
と、タイマ３０２と、オバー・フロー・フラグ３０３
と、キャプチャ３０４と、カウント手段３０６および減
算手段３０８を含む演算処理部３１０と、メモリ３０７
および３０９とを備えて構成される。また、図４（ａ）
および（ｂ）は、本従来例における演算処理部３１０の
動作手順を示すフローチャートであり、図５（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）は、それぞれタイ
マ、オーバー・フロー・フラグ、パルス入力およびキャ
プチャにおける動作状態を示す図である。なお、本従来
例においては、説明を分り易くするために、タイマ３０
２およびキャプチャ３０４は、１６ビット幅にて動作す
るものとする。また、図４（ａ）および（ｂ）のフロー
チャートにおいて使用されている略称ＯＶＦ、Ｘ、Ｙ、
ＣＮＴおよび周期値の意味は、以下に示すとうりであ
る。

【０００３】ＯＶＦ：オーバー・フロー・フラグ３０３Ｘ：現在のキャプチャ値３０４の値Ｙ：前回値を記憶するメモリ３０９ＣＮＴ：カウンタ周期値：計算結果（メモリ３０９に記憶）図３において、基準クロック発生回路３０１からは、パ
ルス間隔計測の時間基準となるクロック信号が生成さ
れ、タイマ３０２に入力される。タイマ３０２において
は当該クロック信号のカウントが０から開始され、最大
カウント数が“６５５３５”になった時点において、再
度０からのカウントが再開されるが、その際にオーバー
・フロー・フラグ３０３が“１”にセットされ、（図５
（ａ）および（ｂ）参照）、また、タイマ３０２のカウ
ント値は、キャプチャ３０４に入力される。そして、外
部から計測対象のパルス３１１がキャプチャ３０４に入
力されると、その時点におけるタイマ３０２のカウント
値がキャプチァ３０４に書き込まれる。他方、カウント
手段３０６は、定期的に起動される場合と、計測対象の
パルス入力によって起動される場合とがあるが、一旦起
動されると、オーバー・フロー・フラグ３０３の値が読
み出され、当該オーバー・フロー・フラグ３０３がセッ
トされている場合には、当該カウント手段３０６はカウ
ント・アップされて、オーバー・フロー・フラグ３０３
がリセットされる。この場合における動作手順は、図４
（ａ）に示されるフローチャートのステップ４０４から
ステップ４０６に示されるとうりである。

【０００４】演算処理部３１０は、カウント手段３０６
と減算手段３０８により形成されており、カウント手段
３０６は、上述のように、定期的に起動される場合と、
計測対象のパルス入力によって起動される場合とがあ
る。パルス入力によって起動される場合には、図４
（ａ）に示されるように、計測対象のパルスが外部より
入力されると割り込みが発生し、ステップ４０１から動
作が開始される。ステップ４０２においては、キャプチ
ャ３０４の現在値が読み出され、次いでステップ４０４
において、オーバー・フロー・フラグ３０３がセットさ
れているか否かがチェックされて、オーバー・フロー・
フラグ３０３が“１”にセットされている場合には、ス
テップ４０５に移行して、オーバー・フロー・フラグ３
０３はリセット（“０”）される。そして、これを受け
て、ステップ４０６においてはカウント手段３０６が一
つカウント・アップされて、ステップ４０８に移行す
る。なお、ステップ４０４においてオーバー・フロー・
フラグ３０３が“１”にセットされていない場合
（“０”）には、ステップ４０８に移行する。次いで、
ステップ４０８においては、減算手段３０８において、
カウント手段３０６のカウント値、キャプチャ３０４の
現在値Ｘ、およびメモリ３０７に書き込まれているキャ
プチャ３０４の前回値Ｙより周期値が計算されて、その
計算結果がメモリ３０９に書き込まれる。この場合に、
前記パルスの周期がタイマ・レジスタの１周期を越える
場合には、オーバー・フロー・フラグ３０３のセット回
数のカウント値がカウント手段３０６に書き込まれてい
るので、このカウント値の分が加算された値が、パルス
間隔の計測結果としてメモリ３０９に書き込まれる。そ
の後において、今回のキャプチャ３０４の値がメモリ３
０７に書き込まれて、カウント手段３０６はクリアされ
る。ステップ４１０においては、キャプチャ３０４の更
新された現在値Ｘがメモリ３０７に書き込まれる。ステ
ップ４１１においては、カウント手段３０６はクリアさ
れてステップ４１３においてリターンする。このように
して、オーバー・フロー・フラグ３０３がリセット
（“０”）される度ごとに、カウント手段３０６が逐次
カウント・アップされて、オーバー・フロー・フラグ３
０３におけるオーバー・フロー回数が計数される。

【０００５】次に、定期的に起動される場合には、図４
（ｂ）に示されるように、ステップ４２０において、イ
ンターバル・タイマ割り込みによって処理が開始され
る。次いでステップ４２４においては、オーバー・フロ
ー・フラグ３０３がセットされているか否かがチェック
され、オーバー・フロー・フラグ３０３が“１”にセッ
トされている場合には、ステップ４２５に移行して、オ
ーバー・フロー・フラグ３０３はリセット（“０”）さ
れる。そして、これを受けて、ステップ４２６において
はカウント手段３０６が一つカウント・アップされ、次
いでステップ４２７においてリターンする。また、ステ
ップ４２４においてオーバー・フロー・フラグ３０３が
“１”にセットされていない場合（“０”）には、上記
の処理が行われることなく、ステップ４２７に移行して
リターンする。このようにして、オーバー・フロー・フ
ラグ３０３がリセット（“０”）される度ごとに、カウ
ント手段３０６が逐次カウント・アップされて、オーバ
ー・フロー・フラグ３０３におけるオーバー・フロー回
数が計数される。なお減算手段３０８における計算手順
は下記のとうりである。

【０００６】メモリ３０９←［カウント手段の値：Ｃ
ＮＴ］×［タイマ１周期］＋［キャプチャ値：Ｘ］−
［前回のキャプチャ値：Ｙ（メモリ３０７）］カウント手段３０６←［０］メモリ３０７←［キャプチャ値：Ｘ］

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のパルス
間隔計測装置においては、所定の計測対象のパルスが外
部から入力されるタイミングと、タイマ３０２における
タイマレジスタがオーバー・フローするタイミングとが
近接している場合において、これらを別々の割り込み処
理を介して個別に処理が行われているために、これらの
事象の発生順序とは異なる順番において処理が実行され
る場合が生じる。従って、このような状況においては、
これらの発生順序を特定することができず、オーバー・
フローをカウントするカウント手段３０６の値が不正値
となる場合を生じ、これによって、パルス間隔の計測結
果が不正になるという欠点がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のパルス間隔計測
装置は、所定の基準クロックを入力し、周期的に０より
所定の最大値までの値をカウントするタイマ手段と、前
記タイマ手段におけるカウント値が、前記最大値に到達
した時点においてセットされるオーバー・フロー・フラ
グ手段と、所定の時点からの前記タイマ手段のオーバー
・フロー発生回数をカウントするカウント手段と、外部
からの所定のパルス信号により、前記タイマ手段の値を
ラッチして保持するする第１の記憶手段と、前記第１の
記憶手段に保持されている更新前のタイマ手段の値を入
力して記憶する第２の記憶手段と、前記第１の記憶手段
に保持されている値から、前記第２の記憶手段に保持さ
れている更新前の値を減算して出力する減算手段と、前
記減算手段による減算結果を入力して記憶する第３の記
憶手段と、前記タイマ手段のカウント値が、所定の範囲
内にあるか否かを検出し、当該検出結果を参照して前記
カウント手段のカウント動作を制御する比較手段と、を
少なくとも備えて構成されることを特徴としている。

【０００８】なお、前記比較手段の比較結果により、前
記タイマ手段の値が所定の範囲内にあるものと検出され
た場合においてのみ、前記オーバー・フロー・フラグの
値が読み出され、当該オーバー・フロー・フラグがセッ
トされている場合に、前記カウント手段がカウント・ア
ップするように動作し、前記タイマ手段の値が所定の範
囲内にないものと検出された場合には、前記カウント手
段によるカウント動作が停止されるように動作するよう
にしてもよい。

【０００９】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１０】図１は本発明の一実施例のシステム構成を
示すブロック図である。図１に示されるように、本実施
例は、基準クロック発生回路１０１と、タイマ１０２
と、オーバー・フロー・フラグ１０３と、キャプチャ１
０４と、比較手段１０５、カウント手段および減算手段
１０８を含む演算処理部１１０と、メモリ１０７および
１０９とを備えて構成される。また、図２（ａ）および
（ｂ）は、本実施例における演算処理部１１０による処
理手順を示すフローチャートである。なお、本従来例に
おいても、説明を分り易くするために、タイマ１０２お
よびキャプチャ１０４は、１６ビット幅にて動作するも
のとする。また、図２（ａ）および（ｂ）のフローチャ
ートにおいて使用されている略称ＯＶＦ、Ｘ、Ｙ、ＣＮ
Ｔおよび周期値の意味は、以下に示すとうりである。

【００１１】ＯＶＦ：オーバー・フロー・フラグ１０３Ｘ：現在のキャプチャ値１０４の値Ｙ：前回値を記憶するメモリ１０９ＣＮＴ：カウント手段１０６周期値：計算結果（メモリ１０９に記憶）図１において、基準クロック発生回路１０１からは、パ
ルス間隔計測の時間基準となるクロック信号が生成さ
れ、タイマ１０２に入力される。タイマ１０２において
は当該クロック信号のカウントが０から開始され、最大
カウント数が“６５５３５”になった時点において再度
０からのカウントが再開されるが、その際にオーバー・
フロー・フラグ１０３が“１”にセットされ、（図２
（ａ）および（ｂ）参照）、また、タイマ１０２のカウ
ント値は、キャプチャ１０４に入力されるとともに、比
較手段１０５に入力される。演算処理部１１０は、上述
のように、比較手段１０５、カウント手段１０６および
減算手段１０８により形成されているが、比較手段１０
５においては、タイマ１０２の値が１０２４〜３２７６
７の間に存在することを検出する機能を有しており、当
該比較手段１０５の出力によって、オーバー・フロー回
数をカウントするカウント手段１０６の動作タイミング
が制限される。そして、外部から計測対象のパルス１１
１がキャプチャ１０４に入力されると、その時点におけ
るタイマ１０２のカウント値がキャプチァ１０４に書き
込まれるとともに、比較手段１０５に入力される。

【００１２】他方、比較手段１０５およびカウント手段
１０６は、定期的に起動される場合と、計測対象のパル
ス入力によって起動される場合とがあるが、定期的に起
動された場合には、タイマ１０２の値が１０２４〜３２
７６７の範囲内であれば、オーバー・フロー・フラグ１
０３の値が読み出され、またパルス入力によって起動さ
れる場合には、キャプチャ１０４の値が０〜３２７６７
の範囲内であれば、オーバー・フロー・フラグ１０３の
値が読み出される。上記何れの場合においても、タイマ
１０２の値およびキャプチャ１０４の値が、上記の範囲
外にある場合には、カウント手段１０６のおけるカウン
ト処理は行われない。定期的に起動された場合、および
パルス入力によって起動される場合のそれぞれの場合に
おいて、オーバー・フロー・フラグ１０３の値が読み出
された結果、当該オーバー・フロー・フラグ１０３がセ
ットされている場合には、カウント手段１０６はカウン
ト・アップされ、オーバー・フロー・フラグ１０３はリ
セットされる。この部分の処理手順は、図２（ａ）にお
けるステップ２０３〜２０６と、図２（ｂ）のおけるス
テップ２２１〜２２６に示されている。

【００１３】パルス入力によって起動される場合には、
図２（ａ）に示されるように、計測対象のパルスが外部
より入力されると割り込みが発生し、ステップ２０１か
ら動作が開始される。ステップ２０２においては、キャ
プチャ１０４の現在値が読み出され、次いでステップ２
０３において、当該キャプチャ１０４の値が０〜３２７
６７の範囲にあるか否かが判定されて、キャプチャ１０
４の値が当該範囲内である場合には、ステップ２０４に
移行して、オーバー・フロー・フラグ１０３がセットさ
れているか否かがチェックされ、オーバー・フロー・フ
ラグ１０３が“１”にセットされている場合には、ステ
ップ２０５に移行して、オーバー・フロー・フラグ１０
３はリセット（“０”）される。そして、これを受け
て、ステップ２０６においてはカウント手段１０６が一
つカウント・アップされて、ステップ２０８に移行す
る。なお、ステップ２０３およびステップ２０４におい
てオーバー・フロー・フラグ１０３が“１”にセットさ
れていない場合（“０”）においては、直ちにステップ
２０８に移行する。ステップ２０８においては、減算手
段１０８において、カウント手段１０６のカウント値、
キャプチャ１０４の現在値Ｘ、およびメモリ１０７に書
き込まれているキャプチャ１０４の前回値Ｙより周期値
が計算されて、その計算結果がメモリ１０９に書き込ま
れる。この場合に、前記パルスの周期がタイマ・レジス
タの１周期を越える場合には、オーバー・フロー・フラ
グ１０３のセット回数のカウント値がカウント手段１０
６に書き込まれているので、このカウント値の分が加算
された値が、パルス間隔の計測結果としてメモリ１０９
に書き込まれる。その後において、今回のキャプチャ１
０４の値がメモリ１０７に書き込まれて、カウント手段
１０６はクリアされる。ステップ２１０においては、キ
ャプチャ１０４の更新された現在値Ｘがメモリ１０７に
書き込まれる。ステップ２１１においてはカウント手段
１０６がクリアされて、ステップ２１３においてリター
ンする。このようにして、オーバー・フロー・フラグ１
０３がリセット（“０”）される度ごとに、カウント手
段１０６が逐次カウント・アップされて、オーバー・フ
ロー・フラグ１０３におけるオーバー・フロー回数が計
数される。

【００１４】次に、定期的に起動される場合には、図２
（ｂ）に示されるように、ステップ２２０において、イ
ンターバル・タイマ割り込みによって処理が開始され
る。次いでステップ２２１においては、比較手段１０５
により、タイマ１０２の値が０〜３２７６７の範囲にあ
るか否かが判定されて、タイマ１０２の値が当該範囲内
である場合には、タイマ１０２の値が１０２４を越えた
範囲にあるか否かが判定されて、タイマ１０２の値が当
該範囲にある場合には、ステップ２２４に移行して、オ
ーバー・フロー・フラグ１０３がセットされているか否
かがチェックされ、オーバー・フロー・フラグ１０３が
“１”にセットされている場合には、ステップ２２５に
おいて、オーバー・フロー・フラグ１０３はリセット
（“０”）される。そして、これを受けて、ステップ２
２６においてはカウント手段１０６が一つカウント・ア
ップされてリターンする。なお、ステップ２２１および
ステップ２２２において、それぞれ対応する範囲にない
場合、およびステップ２２４においてオーバー・フロー
・フラグ１０３が“１”にセットされていない場合
（“０”）には、上記の処理が行われることなくリター
ンする。このようにして、オーバー・フロー・フラグ１
０３がリセット（“０”）される度ごとに、カウント手
段１０６が逐次カウント・アップされて、オーバー・フ
ロー・フラグ１０３におけるオーバー・フロー回数が計
数される。

【００１５】演算処理部１１０に含まれる減算手段１０
８においては、計測対象のパルスが入力されると起動
し、キャプチャ１０４の値から、メモリ１０７に記憶さ
れている前回のキャプチャ１０４の値が減算されて周期
が計算される。このパルスの周期がタイマ・レジスタの
１周期を越える場合には、オーバー・フロー・フラグ１
０３がセットされた回数をカウントした結果が、カウン
ト手段１０６に書き込まれているので、この分の回数が
加算されて、計測結果としてメモリ１０９に書き込まれ
る。その後、今回のキャプチャ１０４の値がメモリ１０
７に書き込まれて、カウント手段１０６はクリアされ
る。この減算手段１０８による計算式は、下記のとうり
である。なお、上記の減算手段１０８による処理手順
は、図２（ａ）におけるステップ２０８〜２１１に示さ
れているとうりである。

【００１６】メモリ１０９←［カウント手段の値：Ｃ
ＮＴ］×［タイマ１周期］＋［キャプチャ値：Ｘ］−
［前回のキャプチャ値：Ｙ（メモリ１０７）］カウント手段３０６←［０］メモリ１０７←［キャプチャ値：Ｘ］

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、パルス
間隔計測装置に適用されて、所定の基準クロックをカウ
ントするタイマのオーバー・フローをカウントするカウ
ント手段の動作タイミングを、当該タイマの値を利用し
て制限することにより、所定のパルス入力のタイミング
と、前記タイマのオーバー・フローのタイミングが近接
している場合においても、パルス間隔の計測誤差を著し
く減殺することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステム構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】上記実施例における処理手順のフローチャート
を示す図である。

【図３】従来例のシステム構成を示すブロック図であ
る。

【図４】上記従来例における処理手順のフローチャート
を示す図である。

【図５】タイマ、オーバー・フロー・フラグおよびキャ
プチャの動作を示すタイミング図である。

【符号の説明】

１０１、３０１基準クロック発生回路１０２、３０２タイマ１０３、３０３オーバー・フロー・フラグ１０４、３０４キャプチャ１０５比較手段１０６、３０６カウント手段１０７、１０９、３０７、３０９メモリ１０８、３０８減算手段１１０、３１０演算処理部１１１、３１１パルス２０１〜２０６、２０８、２１０〜２１３、２２０〜２
１２、２２４〜２２７、４０１、４０２、４０４〜４０
６、４０８、４１０、４１１、４１３、４２０、４２４
〜４２７ステップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の基準クロックを入力し、周期的に
０より所定の最大値までの値をカウントするタイマ手段
と、前記タイマ手段におけるカウント値が、前記最大値に到
達した時点においてセットされるオーバー・フロー・フ
ラグ手段と、所定の時点からの前記タイマ手段のオーバー・フロー発
生回数をカウントするカウント手段と、外部からの所定のパルス信号により、前記タイマ手段の
値をラッチして保持するする第１の記憶手段と、前記第１の記憶手段に保持されている更新前のタイマ手
段の値を入力して記憶する第２の記憶手段と、前記第１の記憶手段に保持されている値から、前記第２
の記憶手段に保持されている更新前の値を減算して出力
する減算手段と、前記減算手段による減算結果を入力して記憶する第３の
記憶手段と、前記タイマ手段のカウント値が、所定の範囲内にあるか
否かを検出し、当該検出結果を参照して前記カウント手
段のカウント動作を制御する比較手段と、を少なくとも備えて構成されることを特徴とするパルス
間隔計測装置。
【請求項２】前記比較手段の比較結果により、前記タ
イマ手段の値が所定の範囲内にあるものと検出された場
合においてのみ、前記オーバー・フロー・フラグの値が
読み出され、当該オーバー・フロー・フラグがセットさ
れている場合に、前記カウント手段がカウント・アップ
するように動作し、前記タイマ手段の値が所定の範囲内
にないものと検出された場合には、前記カウント手段に
よるカウント動作が停止されるように動作する請求項１
記載のパルス間隔計測装置。