JPS62192669A - 抵抗値読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 この発明はマイクロコンピュータ（以下マイコンという
）を用いて、サーミスタや設定用ボリウム等の可変抵抗
値のアナログデータをマイコンに入力データとして読み
取るための抵抗値読み取り装置に関する。

［従来の技術］ 従来サーミスタや設定用ボリウムなどの抵抗値が変化す
るアナログデータをマイコンに読み込むためにはＤ／Ａ
変換器と電圧比較器を用いて行なう方法が一般に行なわ
れてきた。第５図は例えばＣＱ出版株式会社発行早川正
春著「ワンチップ・マイコンの基礎とその応用技術」第
１１４〜１１７頁に記載された従来の抵抗値読み取り装
置を示す回路図で、図において（１）はマイコン、Ｐ工
〜Ｐ４はその出力ポート、Ｒ５、Ｐｓは入力ポート、（
２）はデジタルアナログ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器とい
う）、（３）（４）は電圧比較器、（５）　（６）は被
測定抵抗であるサーミスタ及び設定ボリウム、Ｖいは直
流電源、　ＲＬ。

Ｒ２は分圧用抵抗である。

以上のように構成された抵抗値読み取り装置においては
、サーミスタ（５）や設定ボリウム（６）の抵抗値の変
化に対応して変化する電圧値Ｖ工、Ｒ２を読み取るため
、マイコン（１）の出力ボートＰ工〜Ｐ４のデジタル出
力をＤ／Ａ変換器（２）にてアナログ値に変換した電圧
Ｖ。とＶ工、Ｒ２の電圧値との比較を電圧比較器（３）
（４）により行ない、その比較結果をマイコン（１）の
入力ポートＰ６、Ｒ６に入力する。マイコン（１）では
この入力ポートＰ６、Ｒ６への入力に応じて出力ボート
Ｐ工〜Ｐ４の出力を変化させ、ｖｏとＶ工及びＲ２が等
しくなる時の出力ボートＰ工〜Ｐ４のデジタル出力値を
もってサーミスタ（５）や設定用ボリウム（６）の抵抗
値とする。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の抵抗値読み取り装置は以上のように構成されてい
るので、マイコン（１）のほかＤ／Ａ変換器（２）や電
圧比較器（３）（４）といった外付部品を必要とし高価
となり、その読み取り精度はＤ／Ａ変換器（２）の精度
に左右され、精度を期待すれば価格がさらに高くなるな
どの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、非常に簡単で安価な構成で精度よく抵抗値を
読み取ることができる従来の抵抗値読み取り装置を得る
ことを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明にかかる抵抗値読み取り装置は、マイコンに入
・出力ポートを介して放電抵抗、基準抵抗及び被測定抵
抗を接続すると共に、これら抵抗にコンデンサを接続し
、測定毎にこのコンデンサを上記放電抵抗を介して放電
させる初期放電手段、この放電されたコンデンサを上記
基準抵抗を介して充電し、その充電時間を計測記憶する
基準抵抗充電時間計測手段、上記放電されたコンデンサ
を上記被測定抵抗を介して充電し、その充電時間を計測
記憶する被測定抵抗充電時間計測手段、及び上記基準抵
抗の抵抗値と上記充電時間計測手段による計測値から被
測定抵抗の抵抗値を演算する抵抗値演算手段を備えたも
のである。

［作　用］ この発明においては、コンデンサの充電時間は充電抵抗
に比例するという原理を使用し、抵抗値が既知の基準抵
抗を介しての充電時間と、被測定抵抗を介しての充電時
間とをマイコンにて計測記憶し、その計測値から被測定
抵抗の抵抗値をマイコンにて演算して、被測定抵抗の抵
抗値として読み取る。

［実施例コ 以下この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施′例を示す回路図、第２図は
それの全体構成図、第３図はそれの動作を説明するため
のフローチャートである。図において（１）はマイコン
、Ｐ工。はそれの入・出力ポートで、Ｈ出力ローインピ
ーダンスと入力ハイインピーダンスの２状態に切り換え
可能なよう、例えば、３ステート出力と入力バッファ或
はＰチャンネルオープンドレイン出力と入力バッファで
構成され、Ｐ□いＰ工２、Ｐ□、は出力ポートで、Ｌ出
力ローインピーダンスとハイインピーダンスの２状態に
切り換え可能なよう、例えばＮチャンネルオープンドレ
イン出力で構成されている。（５）（６）は第５図の従
来例と同様の抵抗値ＲＬ、Ｒνの被測定抵抗であるサー
ミスタ及び設定用ボリウム、（７）は容量Ｃのコンデン
サ、（８）は抵抗値Ｒ，の初期放電用抵抗、（９）は抵
抗値Ｒ８の基準抵抗、（１０）は電圧■。

の直流電源である。（１１）はマイコン（１）のボート
ＰＩＯをＨ出力としてコンデンサ（７）の充ｆｆｉ’Ｍ
荷を抵抗（８）を介して放電させる初期放電手段、（１
２）は、ポートＰ　１゜を入力ハイインピーダンスとし
、出力ポートＰ□１をＬとしてコンデンサ（７）を基準
抵抗（９）を介して充電して、その時の入力ポートＰ１
ｏへの電圧が所定値に達することを検出して充電時間を
計測し、マイコン（１）中のメモリに記憶させる基準抵
抗充電時間計測手段、　（１３）は同様に出力ボートＰ
工２をＬ出力としコンデンサ（７）をサーミスタ（５）
を介して充電させ、入力ポートＰ１゜への電圧が所定値
に達することを検出して充電時間を計測し、メモリに記
憶させるサーモスタ、即ち被測定抵抗Ｒｅ充電時間計測
手段、（１４）は、出力ポートＰ１３をＬ出力としコン
デンサ（７）を設定ボリウム（６）を介して充電させ、
入力ポートＰＸｌ。

への電圧が所定値に達することを検出して充電時間を計
測し、メモリに記憶させる設定ボリウム、即ち被測定抵
抗Ｒｖ充電時間計測手段、（１５）は、基準抵抗値Ｒ０
及びマイコン（１）のメモリ中に記憶された各計測手段
（１２）　（１３）　（１４）による計測値から被測値
抵抗（５）　（６）の抵抗値を演算する抵抗値演算手段
である。

次にその動作を、マイコン（１）のメモリ中に記憶され
ているプログラムを示すフローチャート第３図によって
説明する。まず最初にステップ（１６）でマイコン（１
）の出力ボートＰ工□、Ｐ□２、Ｐ工、をハイインピー
ダンスとし、ステップ（■７）でマイコン（１）の出力
ポートを指定するレジスタＸを１１（Ｐｌｌ）に設定す
る。次にステップ（１８）でポートＰ工。をＨ出力とし
コンデンサ（７）の電荷を抵抗（８）を介して放電する
。この時ステップ（１９）で放電に必要な時間だけ時間
待ちを行なう（初期放電手段（１１））。次にステップ
（２０）でボートＰ１ｏを入力に指定し、ステップ（２
１）でレジスタＸに指定される出力ポートＰ□、をＬと
し、Ｐ□１ボートに接続される基準抵抗（９）をへてコ
ンデンサ（７）を充電し、ステップ（２２）で入力ポー
トＰ１゜がＬレベルを検出する迄の時間をステップ（２
３）で計測し、コンデンサ（７）の充電が終了し入力ポ
ートＰ１６がＬレベルを検出すると、ステップ（２３）
で計測した充電時間ｔ０をステップ（２４）でマイコン
（１）中のメモリに格納し、ステップ（２５）で出力ポ
ートＰ１□をハイインピーダンスとし、ステップ（２６
）でレジスタＸに１を加え１２とし基準抵抗Ｒ０充電時
間計測手段（１２）の動作を終る。次にステップ（２７
）から再びステップ（１８）に戻り、次の初期放電手段
（１１）の動作をステップ（１ｇ）　（１９）で行ない
、次の被測定抵抗Ｒｔ充電時間計測手段（１３）の動作
をステップ（２０）〜（２６）で行ないサーミスタ（５
）をへての充電時間ｔ□を計１１１１１記憶する。同様
にして上記動作を設定ボリウム（６）について行ない、
それの被測定抵抗Ｒｖ充電時間計測手段（１４）の動作
を行ない、マイコン（１）のメモリ中に各抵抗（９）　
（５）　（６）の抵抗値Ｒ９、ＲＬ。

Ｒにそれぞれ対応する充電時ｒｉｌｌｆｆｔｌ、、ｔ工
、及びし２が格納される。これらの充電時間の計測が終
了するとステップ（２７）からステップ（２８）に進み
、メモリに格納されている基準抵抗（９）の抵抗値Ｒ６
、計測充電時間ｔ０、ｔい及びｔ２から次式の演算を行
ない（抵抗値演算手段（１５））、ＲＬ”Ｒ（１−ｔ、
／ｌ、　　　　　　　　・・・・・（１）Ｒｖ”Ｒｏ−
ｔ２／ｌｏ　　　　　　　　””’（２）この抵抗値Ｒ
Ｌ、ＲＶをそれぞれサーミスタ（５）。

設定ボリウム（６）の抵抗値としてマイコン（１）中に
読み込む。

以下上記（１）　（２）式によって被測定抵抗値が得ら
れる理由を説明する。一般にコンデンサの容量Ｃ１充電
抵抗値をＲ充電開始電位をｖｗ、充電終了電位をＶＬ（
レベル電位）、充電時間をｔとするとＶＬ　＝　Ｖｌｌ
ｌｅ　′Ｊ′２ ｔ　”−ＣＲＱ　ｎ　（ＶＬ／ＶＪ 従って各充電抵抗Ｒ，，ＲＬ、Ｒｖに対しｔ、６＝−Ｃ
ＲＢＱ　ｎ（ＶＬ／ＶＪ ｔ１＝−ＣＲＬＱｎ（ＶＬ／ＶＪ ｔ　２　＝−ＣＲｖ　Ｑ　ｎ　（ＶＬ／ＶＪとなり、仁
ｏ／１ｔ＝Ｒｏ／ＲＬ　ＲＬ”ＲＯ−ｔｘ／ｌ。

ｔ、ｏ／　ｔ、ｚ＝Ｒａ／Ｒｖ　　Ｒｖ＝Ｒｏ　’　ｔ
２／　ｔ。

となる。

上記実施例ではマイコンの入出力ボートＰ工。としてＨ
出力ローインピーダンスと入力ハイインピーダンスの２
状態に切り換え可能なボートを使用した例を示したが、
すべでのボートがＮチャンネルオープンドレイン出力で
Ｌ出力ローインピーダンスとハイインピーダンスに切り
換え可能なもののみであるマイコンを使用した実施例を
第４図に示す。

図において（１）（５）〜（１０）、Ｐｌ、、　Ｐ１□
及びＰ□３は第１図と同様であり、Ｐ２ｏ、Ｐ２１はＰ
□、〜Ｐ４゜と同様のＮチャンネルオープンドレイン出
力のポー１〜でＬ出力ローインピーダンスとハイインピ
ーダンスに切り換え可能なボートである。但しＰ２工は
常時ハイインピーダンスの入力ボートとして使用する。

（２９）はトランジスタ、（３０）（３１）はベース抵
抗である。

以上の構成で初期放電時には出力ボートｐｚ。をＬ出力
とし、他の出力ボートＰ工□〜Ｐ工、をハイインピーダ
ンスとする。この時はトランジスタ（２９）は導通し、
それのコレクタはＨ出力ローインピーダンスとなり、充
電時間計測時は出カポ−１”Ｐｚ−はハイインピーダン
スとなりトランジスタ（２９）は不導通となり、それの
コレクタはハイインピーダンスとなり、コンデンサ（７
）の充電電位Ｌレベルの検出は入力ボートＰ２１にて行
なう。このようにすれば同一構成のボートのみの安価な
マイコンが使用できる利点がある。

以上の各実施例においてはサーミスタ、設定用ボリウム
の抵抗値読み取りについて述べたが、その他の抵抗素子
の値を読み取ることも、又、２つ以上の抵抗値を読み取
ることも可能なことはもちろんである。

［発明の効果コ この発明は以上のように基準抵抗と被測定抵抗を介して
のコンデンサの充電時間を計測して被測定抵抗値を演算
し読み取るようにしたので、高価なり／Ａ変換器等の外
付部品の必要とせずに簡単で安価な構成で抵抗値を精度
よく読み取ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図はそ
れの全体構成図、第３図はそれの動作を示すフローチャ
ート、第４図はこの発明の他の実施例を示す回路図、第
５図は従来の抵抗値読み取り装置を示す回路図である。 図において（１）はマイコン、　（５）（６）は被測定
抵抗であるサーミスタ及び設定用ボリウム、（７）はコ
ンデンサ、（８）は放電抵抗、（９）は基準抵抗。 （１０）は直流電源、（１１）は初期放電手段、（１２
）は基準抵抗充電時間計測手段、（１３）　（１４）は
被測定抵抗充電時間計測手段、（１５）は抵抗値演算手
段である。 図中同一符号は同−或は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイクロコンピュータを用い、それへの入力デー
   タとして被測定抵抗の抵抗値を読み取る抵抗値読み取り
   装置において、上記マイクロコンピュータに入・出力ポ
   ートを介して放電抵抗、基準抵抗及び被測定抵抗を接続
   すると共に、それら抵抗にコンデンサを接続し、上記マ
   イクロコンピュータに、測定毎に上記コンデンサを上記
   放電抵抗を介して放電させる初期放電手段、この放電さ
   れたコンデンサを上記基準抵抗を介して充電し、その充
   電電圧が所定の初期値電圧から所定の一定電圧に達する
   迄の時間を計測し記憶する基準抵抗充電時間計測手段、
   上記放電されたコンデンサを上記被測定抵抗を介して充
   電し、その充電電圧が上記所定の初期値電圧から上記所
   定の一定電圧に達する迄の時間を計測し記憶する被測定
   抵抗充電時間計測手段、及び上記基準抵抗の抵抗値と上
   記各充電時間計測手段の計測値から上記被測定抵抗の抵
   抗値を演算する抵抗値演算手段を備えたことを特徴とす
   る抵抗値読み取り装置。
2. （２）上記抵抗値演算手段は、上記基準抵抗の抵抗値を
   Ｒ＿０、上記被測定抵抗充電時間計測手段により計測値
   をｔ＿０、上記被測定抵抗充電時間計測手段による計測
   値をｔ、そして上記被測定抵抗の抵抗値をＲとした時、
   Ｒ＝Ｒ＿０・ｔ／ｔ＿０の演算を行なう手段である特許
   請求の範囲第１項記載の抵抗値読み取り装置。