JPS6210803Y2 - - Google Patents

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JPS6210803Y2
JPS6210803Y2 JP4297381U JP4297381U JPS6210803Y2 JP S6210803 Y2 JPS6210803 Y2 JP S6210803Y2 JP 4297381 U JP4297381 U JP 4297381U JP 4297381 U JP4297381 U JP 4297381U JP S6210803 Y2 JPS6210803 Y2 JP S6210803Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案はシーケンスコントローラ(以下にお
いてはシーケンサと略記する。)等のカウンタモ
ジユールに関し、特にシーケンサや汎用マイコン
等に塔載せるカウンタモジユールで入出力モジユ
ールの代りにこの考案のカウンタモジユールを装
着して高速カウントを可能とし、内部クロツクを
使用してタイマ機能として使用可能としたもので
あり、シーケンサの入出力用バス信号をへてタイ
マ装置やカウンタと信号を授受するものである。
スキヤーン式の演算方式のシーケンサでは、プ
ログラム処理により、タイマカウンタ機能をシー
ケンサ内部で行う方式があり、いわゆるソフトタ
イマと称し、特開昭52−60389号等により公知で
ある。
このような方式では、内部で時分割である周期
毎に処理している関係から処理可能な信号周期は
内部の処理周期より十分に長いことが要求され、
高速処理には適さない。
つまり内部にクロツクがあり、クロツクに同期
して一ぺんにいろんなことができないので、例え
ばそのクロツクの1つ目である作業をし、2つ
目、3つ目、4つ目で夫々の作業をし、4つかた
まりになつたところで外からみれば1つの時間内
に4つの作業ができるようなかつこうでみなけれ
ばならない。
従つて内部では時分割に4つの内部クロツクに
同期して1つずつやつていることで処理可能な信
号周期は内部のクロツク数より長くなければなら
ず、逆にいうと、内部のクロツクが外からみた周
期よりずつと早くなければならないことになり、
高速処理には適さないのである。又内部処理範囲
や取扱うデータ量から決定されるある範囲の積算
値や、時限範囲、タイムベース等がきめられ固定
されている欠点もある。
次に設定値の変更時、シーケンサの動作を停止
して変更作業をしなければならないものもある。
このような欠点を取り除くために第1図で示す
ようにシーケンサの入出力部と外部タイマ装置、
又はカウンタ装置とを接続して処理する手段がと
られている。
第1図で1はシーケンサで、2A,2Bは入力
出力モジユール(入出力ユニツト)3はメモリ
部、4はCPU部、5は電源部であり、これらが
シーケンサの構成要素で一形体をなし、これに対
し外付のタイマ装置6とカウンタ装置7が設けら
れて接続線を介して接続される。カウンタ装置6
では6aは時限の設定器、6bはタイマが起動され
たとき点灯する起動表示灯、6cはタイムアツプ
表示灯である。更に6dはシーケンサ出力ユニツ
ト2A,2Bの出力信号により、タイマ6を起動
する接続線、6eはタイムアツプした信号をシー
ケンサへの入力ユニツト2Aに戻す接続線であ
る。
次にカウンタ装置7で、7aはカウント積算値
の設定器、7bは入力パルスに従つて表示する表
示灯、7cはカウントアツプ表示灯である。
その他7dはカウンタ7への入力パルス接続
線、7eはシーケンサ出力ユニツト2Bよりの信
号によりカウンタ7が入力パルス受付(カウント
開始)を可能にする接続線で本信号がないときは
カウンタ6はリセツト状態におかれるものであ
り、7fはカウントアツプした信号を入力ユニツ
ト2Aに戻す信号線である。
動作はシーケンサ1の内部プログラムの実行に
より、タイマ6やカウンタ7が接続されている出
力ユニツト2Bにそれぞれ信号を送つて起動さ
せ、タイムアツプやカウントアツプ信号は入力ユ
ニツト2Aより読みとることにより処理される。
しかしてこのような方式では次のような欠点を
有する。つまり第1に外部に専用のタイマ6やカ
ウンタ7を設置する必要があり、スペースを必要
とし、第2に第1図では図示されないが、外部機
器の動作に必要な電源を必要としており、第3に
外部機器の間に接続線6d,6e,7e,7fを
必要としている。
以上の欠点を考慮して、この考案では第1図の
入出力ユニツト部2A,2B内に、タイマ及びカ
ウンタ機能を塔載した一つのユニツトを形成して
小形化を計り、通常の入出力ユニツト部2A,2
Bと同じ扱いで、前述の欠点を一挙に解決し、汎
用のカウンタタイマユニツトを提供するものであ
る。
尚この考案に係る構成を示す第2図、第3図並
びに第4図、第5図の回路構成で、第1図相当部
分は同じ符号又は同じ符号にダツシユをつけたも
のとしてあらわす。
つまりこの考案では第1図で示すカウンタ7に
相当する構成要素をシーケンサ1の入出力モジユ
ール2A,2Bに組込んで直接シーケンサ1に装
着するようにしたもので、機能上シーケンサ1の
入出力信号バスより直接シーケンサのCPUと信
号授受を行なうとともに各設定器、表示器及びク
ロツク発信器を備え、カウンタ又はタイマとして
使用可能とする。
第2図には、この考案に従つて本モジユールを
シーケンサ本体に装着する場合の断面を示す。
2′は本モジユール、2′eは本モジユール2′の
挿入ガイドとなる一対の出入用レールである。
2′jはジヤツクで挿入されたプリント配線板
のエツヂコンタクト2′c部と結合され接続され
る。ジヤツク2′jの左側の部分4′はシーケンサ
のCPU部の入出力インターフエイス部に接続さ
れる配線板である。第3図は本モジユール2′の
外観を示したもので、2′Pはプリント配線板で
第4図に示す回路構成が実装される。例えば2′
P1はic等でその他の電子部品とともに多数実装さ
れ、2′P2はデツプスイツチ形の設定器で、後述
する各種のモードの設定、切替等に使用する。
2′fは前面板で、これに外部との接続を行なう
コネクタ2′d、カウント値の設定等のデジタル
スイツチ2′s、及びカウント値の表示器2′gが
取付けられる。
T1〜T4,SW3は押釦又はスイツチ類で、この
考案の本モジユール2′の動作をシーケンサ1の
動作とは関係なく単独にテストする操作スイツチ
群である。動作の詳細は後述する。
次にこの考案に係る回路の実施例を第4図及び
第5図に示すが、この考案に直接関係のない部分
は符号並びに説明を省略する。
まず、各回路の動作について説明する。2′は
この考案に係るカウンタモジユール、8はバス信
号回路、9はCPU入出力インターフエースであ
る。8はシーケンサ本体の各入出力モジユールが
接続されるバス構成で、8aはデータバス、8b
はアドレスバス、8cは制御線で第2図の配線板
2′Pに回路構成されており、シーケンサ本体の
CPU部よりのインターフエース回路9より、デ
ータ信号を受けてジヤツク2′j1を介して本モジ
ユール2′のデータバス10に接続される。本モ
ジユール2′内のデータバス10は8ビツトの双
方向バス、つまり切換えにより信号の送受がいず
れの方向にも行われるバスでCPUとの間でデー
タの授受を行なう。ラツチ回路11,12に
CPUがアクセスするために、アドレスバス13
に該当するアドレス信号を送り、デコーダDEC1
14でアドレス信号をデコードして目的とするラ
ツチ回路11又は12に接続されるデコーダ出力
14−2、又は14−3を“L”(LOW)にして
ラツチ回路の入力データ回路をイネーブルにす
る。つまりデータバス10を通して入つてくるデ
ータをどちらのラツチ回路11,12でとられ、
以後継続せしめるかという場合にデコーダ出力1
4−2、或は、14−3のアドレス信号がラツチ
回路11,12の入力11−E或は12Eに与え
られ11−Eは12−Eには“L”がきている時
にイネーブルとし、どつちか一方(或は両方と
も)のラツチ回路をイネーブルにしてラツチによ
りその状態が継続せしめられる。従つて、データ
バス10にCPUよりデータを送りだし、制御線
8cにより書込み指令を送り、本モジユールに必
要な信号をCPUよりラツチ回路11或は12で
受けることができる。ラツチ回路11の出力11
−0はUP/DWでカウンタ回路の加算/減算方
向を決定する。又ラツチ回路11の出力11−1
はTMでタイマモード(カウンタをタイマ的に使
つてカウンタを動かして1つずつ数える)の設定
を行なうもので、タイマベース切換器SW1とクロ
ツク発振器15をへる信号と、出力11−1の信
号が加わつてアンド回路AD1を開き、クロツク発
信器15よりのクロツクを受け、オア回路R1
を通じてカウンタ7のカウント入力とする。又ラ
ツチ回路11−2の出力はCTでカウンタモード
の設定を行なうもので、その信号とクロツクより
外部トランジスタTr1をへたクロツクパルス信号
とをアンド回路AD2に受けて同様にオア回路R1
をへてカウンタ7のカウントとする。又ラツチ回
路11の出力11−3はCLKで、オア回路R1
に接続され、この信号が直接カウント入力となる
もので、シーケンサ本体の信号を直接積算したい
場合にはこのビツトつまり11−3に信号を送れ
ばよい。又ラツチ回路11の出力11−4は
RSTでオア回路R2を通じてカウンタ7をリセ
ツト状態(積算値を零)に置くものである。ラツ
チ回路11の出力11−5,11−6はそれぞれ
L1,L2で、ノア回路NR1,NR2をへて設定データ
バス17のデータをカウンタ7にロードするコン
トロール信号である。尚詳細は後述する。又ラツ
チ回路11の出力11−7はMPXSでマルチプレ
クサMPX1の切換え信号であり、“H”(High)
で設定データバス18側を設定データバス17に
切換え、“L”で設定データバス19側を設定デ
ータバス17に切換えており、設定器20のデー
タか、又はコネクタ2′dに接続されている外部
設定器(図示されていない)のデータを設定デー
タバス17に送ることができる。カウンタの積算
値や積算値と設定値との比較結果はシーケンサ本
体や外部で読みとることができる。アドレスバス
13にデコーダ14の出力14−0及び14−1
を“L”にするアドレス信号を送り、トライステ
ートドライバ回路(バツフア回路)21,22を
イネーブルにして積算出力を積算値データバス1
6又は比較結果(“<”“=”“>”“0”出力)を
積算状態出力バス23をへてトライステードドラ
イバ回路21,22よりデータバス10に送出す
るのである。ここでトライステートドライバにつ
いて述べると、これはバスを双方向に使うために
あるが、21,22はバツフア回路でもあり、入
力があればそのままだすもので、普通ICは
“L”と“H”の2つの状態であり、それに対し
3つ目の状態をいれてトライステートしたもの
で、その3つ目はデコーダ14の出力14−0,
14−1に“L”がくるとつながり、“H”がく
ると接続しないと同じ状態になり、イネーブルに
するとはこの線を“L”とし、ゲートを“L”と
“H”にすることである。
かくてCPUはこのデータを読み取る。
又外部には積算値データバス16をへてコネク
タ2′d2を介してバス16の内容(積算値)を常
時読み取ることができ、又積算状態出力バス23
をへてコネクタ2′d3にこのバス23の内容(比
較結果)が常時出力される。
次にカウンタ7の回路の詳細を第5図に示す。
7A及び7Bは10進BCD加算/減算切換式のア
ツプダウンカウンタで、2桁が直列に接続され00
〜99にわたり、カウントが可能である。
7cはラツチ回路11の出力11−0よりの信
号をうけるUP/DWの切換え信号線で、“H”で
UP(加算)方向(0,1,2……99)となり、
積算値は正方向に進み、“L”でDW(減算)と
なり、逆方向(0→99,98,……2,1,0)に
積算値が進む。又OR1をへたカウント信号線7′
Cよりのカウント入力パルスを受けてアツプダウ
ンカウンタ7A,7Bが積算し、積算方向は信号
線7CにおけるUP/DWの定めるところによ
る。積算値は比較回路7Dに入力されるととも
に、積算値内部バス16′に通じラツチ回路であ
る出力レジスタ7Fに一旦ラツチの上積算値デー
タバス16に送出される。このラツチはアツプダ
ウンカウンタ7A,7Bの積算過程における各積
算ビツト信号が乱れるのを防ぐために設けられて
いるもので、積算値が確定した段階でラツチ処理
するように内部的に同期がとれるように用いる。
(尚これは図示されていない)一方この積算値
は、デコーダDEC27Eに送られバス24a,2
5aをへて、例えば7セグメントの表示器24,
25に接続する信号コードに変換される。
尚表示器24,25は2桁のため2個用いてい
る。この例では10進の2桁分で出力はコネクタを
へて夫々バス24a,25aをへて表示器24,
25に出力される。
一方、コネクタ2′d1は設定データバス17を
へてアツプダウンカウンタ7A,7Bの積算値を
プリセツトするデータ値及び比較レジスタ7Gの
設定値用のデータを送りこむところであり、デー
タ長は8ビツトである。ノア回路NR1をへた出力
L1を“L”に落すことによつて設定データバス
17のデータをアツプダウンカウンタ7A,7B
に予めセツトしておくと、カウントの開始はセツ
トされた積算値から可能となる。又ノア回路NR2
をへた出力L2を“L”に落すことによつて設定
データバス17のデータを比較レジスタ7G(同
じく8ビツト構成)にラツチさせる。ラツチされ
たデータ出力は常時比較回路7Dに与えられ、一
方のアツプダウンカウンタ7A,7Bの積算値と
常時比較され、その結果が積算状態出力バス23
に出力される。“<”印は積算値が設定値に比べ
て“大”であること、“>”印は逆に“小”であ
ること、“=”は等しいことを意味し、常時対応
する状態信号が出力される。
今カウンタが初期設定して、例えば比較レジス
タ7Gに比較したい値20をセツトするには、バ
ス17をへてセツトしたいデータ“20”を送つて
出力L2を“L”に落すと比較レジスタ7Gにセ
ツトされる。その後クロツクによりカウントアツ
プするとこれは比較器7Dに入り、比較レジスタ
7Gにセツトされた前述の値と比較される。
そうすると一方を“20”にセツトしておき、他
方を“10”からカウントをはじめるとそれから
“10”たつた“20”にカウントアツプすればセツ
ト値“20”と等しくなるので、そこで“=”
(equal)を示す信号線にフリツプフロツプFF1
へて入り、それ以外では夫々>(大)、<(小)、を
示す信号線に入ることを示す。“0”カウントは
アツプダウンカウンタ7A,7Bの積算値が零に
なつた時にフリツプフロツプFF2をへてコネクタ
2′d3に出力されるものである。
以上カウンタ7の回路ブロツク図について説明
したが、これらの回路は1つのLsiパツケージに
収納されており、多桁のカウンタ素子が供給され
ている。
又素子のデバイスとしてCMSタイプも供給
され、消費電力が小さいことにより、電源に電池
を接続して不揮発カウンターとして使用すること
も可能である。
第5図には電源回路の1例が示され電源端子V
DD,VSSに電池Baを接続した例を示す。電源が
健全な場合には外部電源Vp5よりダイオードD1
を介して電流が送られ、停電の際には電池Baよ
りダイオードD2をへて給電される回路でダイオ
ードD1,D2は逆流並びに両電源干渉阻止用に使
われている。
第4図に戻つて7セグメント表示器24,25
は10,10の2桁の積算値を表示するもの
で、カウンター7よりの信号により点灯する。又
表示器24,25のデシマルポイント24b,2
5bを利用してデシマルポイント24bにはカウ
ント入力のパルスをデシマルポイント25bには
カウントアツプ状態“=”をそれぞれ表示させる
ことができるもので、前面板のスペースがない場
合に専用の表示器を設ける必要を省き有効であ
る。
タイムベース切換器SW1はクロツク発信器のタ
イムベースを選択するもので、例えば0.1sec,
1sec,60secといつたクロツクが使用される。又
切換設定器SW2はアツプダウンカウンタ7A,7
Bの積算方向を設定するスイツチでa〜dのうち
どれか1ケが選択Nされる。aがNの場合に
は外部信号を受けて動作するトランジスタTr2
よつてUP/DWがコントロールされ、外部パル
スにより動作するトランジスタTr1からのクロツ
ク入力と組み合せられて高速の可逆カウントが可
能となる。又bがNの場合にはUP/DWは
“L”に固定されてDW方向のみ、CがNの場
合には、“H”に固定されてUP方向のみ、dが
Nの場合にはラツチ回路11の出力11−0
(UP/DW)により決められ、シーケンサ本体の
働きかけにより制御できる。その他押釦T1はテ
スト用で第3図の前面板2′fに取付けられR1
より信号線7′cをへて試験的にカウンタにパル
スを送ることができる。
又マルチプレクサMPX2はカウンタの制御信
号RST.L1,L2をシーケンサ本体のCPU以外で制
御する際に外部の押釦Tx2〜Tx4による信号か、
第3図の前面板2′fに取付けれられた押釦T2
T4による信号か切換えるもので、切換はスイツ
チSW3により決められる。Nの場合はテスト押
釦T2,T3,T4側に切換えられマルチプレクサ
MPX2よりノアNR1,NR2,OR2をへて出力L1
L2RST相当信号がえられてカウンタ7に与えら
れ有効となり、FFの場合には外部入力押釦
Tx2,Tx3,Tx4がテスト押釦T2,T3,T4にとつ
て代つて有効となる。
シーケンサ本体のCPU側に任せる時は押釦T1
〜T4はすべてFFにしておくのは勿論である。
又押釦T2,Tx2はカウンタ7のリセツト信号と
なり、押釦T3,Tx3は積算値をプリセツトするも
ので、L1を“L”にし、押釦T4,Tx4は比較レジ
スタ7Gにラツチされた設定値をプリセツトする
ものでL2を“L”にする。
次に第6図の表図によりタイマモード、カウン
タモードの動作について説明する。各モード共第
1表の縦方向の設定、処理(No.1〜6)を行なう
ことにより目的とするモードに対応する信号シー
ケンサ本体や外部と授受することになる。
まず、タイマモード(表図のタイマモード欄参
照)についてはNo.1欄のモード設定により、ラツ
チ回路11の出力11−1TMを“H”にしてい
る間カウンタ7は内部クロツクを受ける。No.2欄
設定はc又はbに設定し、加算/減算の一方に固
定する。又積算値を零からカウントする場合に
は、外部の押釦Tx2、又はシーケンサ本体より
RST信号を与えてカウンタをリセツトしてお
く。
又ある積算値にプリセツトしてカウントする場
合にはNo.4欄の如くシーケンサ本体からのデータ
又は外部データを選択してNo.5欄の処理を行ない
プリセツトする。積算結果はNo.6欄に示す如く、
常時表示されるとともに、外部コネクタへ出力さ
れる。又積算結果の判定がNo.6欄に示す如くシ
ーケンス本体又は外部コネクタで読みとれる。
次にタイマ動作の例を説明すると、まず、加算
方向の場合にはカウンタをRSTによつてクリア
しておく。続いてカウンタ内のコンペアレジスタ
に設定値をセツトしておく。設定時間はタイムベ
ースとの積により求める。
積算開始はアンド回路AD1のTM信号をシーケ
ンサ本体側から送ることにより行なわれ、送つて
いる間積算カウントが進む。この信号を制御する
ことにより、積算タイマーとして使用可能であ
る。積算値と比較レジスタとは常時比較され、必
要によりシーケンサ本体が読みとる。
“=”信号が出力されると、カウントアツプし
たことになる。第5図のFF1は“=”信号をラツ
チするフリツプフロツプでタイムベースが高速の
場合でも信号状態を保持する。再起動する時は一
旦RSTによつてカウンタをクリアしTM信号によ
り起動する。
次に減算方向の場合には、カウンタに積算値を
表1のNo.5欄によりプリセツトする。カウント
アツプは“0”カウント出力を見ることにより検
知する。第5図のフリツプフロツプFF2は“0”
カウント信号をラツチするフリツプフロツプでタ
イムベースが高速の場合でも信号状態を保持す
る。積算値の表示は減算方向に走る。
更にカウンタモード(表図のカウンタモードの
欄参照)についてはタイマモードと同様の動作で
クロツク入力の代りに外部入力又はシーケンサ本
体の入力をカウント入力とすることができる。
カウント入力は外部パルスにより動作するトラ
ンジスタTr1からのクロツク入力及び外部信号に
よつて動作するトランジスタTr2からのUP/DW
入力を選択することにより加・減算・積算モード
として作動可能となる。シーケンサ本体の入力に
よるカウントはラツチ回路11の出力11−3
CLKに信号を送ることにより、可能である。又
テスト機構については、シーケンサ本体側がプロ
グラムを実行していない状態でも本モジユールの
みで機能チエツク可能とするために、各種の設定
器、スイツチ類が設けられている。押釦T1はカ
ウントの入力クロツクとして与えられ、積算する
かどうかは表示器24,25,24B,25Bに
より確認可能である。押釦T2〜T4はスイツチ
SW3をNしてマルチプレクサMPX2を切換え
て作用状態となる。押釦T2はカウンタをリセツ
トし、押釦T3はカウンタのL1に信号を与え設定
データバス17のデータをカウンタの積算値とし
てプリセツトする指令となる。プリセツト値は表
示器24,25により確認される。
T4はカウンタ7内の比較レジスタ7bに設定
データバス17のデータをセツトする制御信号と
なる。
次に外部の押釦入力は、スイツチSW3をFF
にしておくことにより選択され、前述の内部テス
ト押釦と同様な作用を行なう。これらは本体から
のプログラム処理により前述と同様なテスト機能
も可能である。
以上の如くこの考案ではユニバーサルなカウン
タ回路を設け、シーケンサのi/インターフエ
イスからデータ、制御信号を直接授受し、外部か
らも同様な取り扱いを可能にすることによつて前
述の如くタイマ機能、カウンタ機能、テスト処理
が可能となるものである。
従つてカウンタの応答速度が高速となり、取扱
う積算値や時限に制限なく各設定値の変更等容易
に可能である。
尚この考案は、シーケンサに限つたことではな
く、汎用マイコン等の入出力部のインターフエイ
スにおいて本モジユールを広く応用可能である。
以上よりして、この考案の要旨をまとめてみる
と、シーケンサの入出力バスに直接接続した入力
部、出力部、タイマカウンタ回路を同一ユニツト
内にまとめ、このユニツトにおいては カウンタとタイマ機能が外部及びシーケンサ
側でともに可能とすること。
積算値の表示を設けること、及びデシマルポ
イント使用して入力信号状態、カウントアツプ
状態等表示すること。
カウンタ機能時、積算方向を正方向、負方向
切換可能とすること。
積算値が外部及びシーケンサ側で読み取り可
能とすること。
カウンタの入力を外部及びシーケンサ側より
与えられること。
リセツト、ロード等のコントロールが外部、
シーケンサ側の両方より可能となる。
時間やカウント値のテスト機能をもつこと。
シーケンサを移動しなくても本ユニツトのみで
処理可能とすること。また本体からのプログラ
ム処理にてもチエツク可能のこと。
電池又は不揮発カウンタ素子を使用すること
により積算値の不揮発化を計ること。等であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はシーケンスコントローラと外付のタイ
マ・カウンタの接続を示す簡略説明図、第2図、
第3図はこの考案に従つて本モジユールをシーケ
ンスコントローラ本体に装着する場合の断面図、
斜面図、第4図はこの考案に係る本モジユールの
実施例回路構成図、第5図は、第4図のカウンタ
回路7のブロツク結線図である。又第6図は説明
用表図である。 図で2′:カウンタモジユール、8:バス信号
回路、9:CPU入出力カウンタフエイス、7:
カウンタ回路、11,12:ラツチ回路、8a,
10:データバス、8b:アドレスバス、14:
デコーダ、16,17,18,19,23:バ
ス、20:設定器、21,22:トライステート
ドライバー、MPX1:マルチプレクサ、24,
25:表示器、AD1,AD2:アンド、R1
R2:オア、NR1,NR2:ノア、Tr1,Tr2:トラン
ジスタ、7A,7B:アツプダウンカウンタ、7
D:比較回路、7E:デコーダ、7F:出力レジ
スタ、7G:比較レジスタ。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. CPU部、メモリ部、入出力モジユール、電源
    部を備えてなるシーケンスコントローラ等におい
    て、CPU部とバス信号回路を介して接続される
    コンタクト部と、加算、減算を切換え可能なカウ
    ンタと、前記コンタクト部を介して授受される
    CPU部からの信号により前記カウンタの加算、
    減算およびタイマモード、カウンタモードに切換
    える切換手段と、内部クロツク発生手段とを1つ
    のユニツト内に設けてカウンタモジユールとし、
    このカウンタモジユールを1つの入出力モジユー
    ルとして形成したことを特徴とするシーケンスコ
    ントローラ等のカウンタモジユール。
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