JPS6359450B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ データ入力ポートとデータ出力ポートと複数
個のデータ表示器とを含み、各表示器は複数個の
別々に選択できる表示部を含み、該複数個の表示
器は選択手段に接続されており、該選択手段は該
複数個の表示器の同様の表示部の異なるグループ
を選択できるように付勢でき、該選択手段は該デ
ータ出力ポートに接続されていて該データ出力ポ
ートにおける異なる符号は該複数個の表示器の同
様の表示部分の異なるグループを選択するように
なつており、さらに複数個の手動制御可能なデー
タ入力装置と該入力装置の該入力ポートへの共通
接続とを含み、各データ装置は動作時符号化され
たデータを該入力ポートに送るようになつてお
り、さらに複数個の操作装置を含み、該操作装置
は該複数個の表示器の異なるものと該複数個のデ
ータ入力装置とを同時に動作するように接続され
ており、さらに該操作装置の各々が該出力ポート
における符号化されたデータによつて別々に選択
できるように該操作装置を該データ出力ポートに
接続する手段を含むことを特徴とするコンピユー
タ。

２ 複数個の数字出力を表示しながら同時に時間
の関数として変数を測定する方法において、くり
かえしのシーケンスとして各表示数字を順次に表
示し、該変数を表わすパルス列から成る電気信号
を発生し、第１の制御装置を操作して該変数を測
定すべき時を指示し、第２の制御装置を操作して
時間を測定すべき時を指示し、該数字のうちの１
つを表示する各くりかえしにおいて該第１の制御
手段を操作したか否かをチエツクし、該第１の制
御手段が動作していることがわかつたときには、
前のくりかえし以来該電気信号にパルスが生じた
かどうかをチエツクし、もしパルスが生じたこと
がわかつたときには、第１の位置に計数値を記憶
し、次に該数字の表示の次のくりかえしに進み、
該数字の表示の１つのくりかかえしから次のくり
かえしまでの時間は該第１の制御手段の動作や計
数値の記憶に関係なく一定に保たれており、表示
が完了するまでこの方法で表示のこのくりかえし
を継続し、この後該第２の制御手段が動作された
か否かをチエツクし、該第２の制御手段が動作し
ていないことがわかつたときには上述のシーケン
スをくりかえし、該第２の制御手段が動作してい
ることがわかつたときには計数値を第２の位置に
記憶し、該第１および第２の制御手段の両方が消
勢されたことがわかるまで表示をくりかえし、こ
の後該第１の位置に記憶された計数値を該第２の
位置に記憶された計数値で割算して、商を表示す
ることから成ることを特徴とする方法。

明細書 本発明は乗物速度測定、特に計算機装置そのも
のを第２の乗物その他に設置し、乗物の平均速度
を計算し表示する装置と方法に関する。このよう
な装置は速度制限を超えているかもしれない運行
中の乗物の速度を迅速に正確に調べるために、例
えば警察官によつて使用されるものである。

マーシヤルの米国特許第3182331号に示されて
いるように、例えばパトロール・カーの計器盤の
裏に入れて、警察官が道路または違反車輛から目
をそらせたりしなくても、車を運転している警察
官が手動で操作できる装置を便利に実装すること
ができることがわかつている。このような装置は
基本的には、経過時間と通過距離を別個に測定す
る手動操作の制御器と、距離を時間で割つてその
結果を表示する計算装置から成つている。

他の車輛の速度を測定しようとする警察官その
他の者はその車を見てその経路を追い、その車輛
が電柱のようなあるマークを通過したときに時間
の測定を開始し、その車が他のチエツク点を通過
したときに時間の測定を終了することができるこ
とは明らかである。同様に警察官は同じ二つのチ
エツクポイントの間の通過距離を自分の車で測定
することができる。パトロール・カーの距離計の
ケーブルをこの装置に直接接続しておけば、実際
に距離を測定できることになる。この距離を時間
で割つた商を次に計算して表示する。

これらの機能を実行するマーシヤルの装置は基
本的には機械的なものである。最近になつて同じ
機能を実行する電子的装置がリストン、オリバー
およびジ―の米国特許第3530382号に述べられて
いる。

本発明の重要な目的はこのような速度測定装置
の構成を簡単化することである。この目的のため
に、本発明によれば、乗物の速度の測定装置がマ
イクロコンピユータ・システムで実現される。

本発明の他の面での目的は、最小の入出力デー
タ線数で距離計の駆動ケーブルから発生したパル
スなどのデータを読み、同時にマイクロコンピユ
ータへ命令の形で手動で決定したデータを読み込
み、出力データを表示することを最小の入出力デ
ータ線数で行ない、これによつてマイクロコンピ
ユータの構成を簡単化したマイクロコンピユータ
を提供することにある。

本発明のこれらの特徴は基本的には、プログラ
ムを含むリードオンリー・メモリ（ROM）、計
算を実行するランダムアクセスメモリ（RAM）、
および周辺装置への接続用入出力ポートにマイク
ロプロセツサの出力アドレス線が接続されたマイ
クロコンピユータを利用して実現することができ
る。両方向のデータバスがマイクロプロセツサと
ROM、RAMおよび入出力ポートの間に接続さ
れ、マイクロプロセツサが選択的にアドレスを与
えてメモリおよびポートのデータにアクセスでき
るようにしている。計算機が実装されている車輛
の距離計によつて発生した電気信号を入力ポート
のひとつのデータ入力として利用する。サムウイ
ール・スイツチのような別個に操作できる複数個
の操作素子から符号化された情報の挿入ができる
ようにするための操作素子も入力ポートのデータ
線に接続されている。時間の測定（時間の記録）
をオンオフしたり、距離の測定（距離の記録）を
オンオフしたり、時間を読み出したり、距離を読
み出したりするスイツチの形の操作素子もデータ
入力線に接続されている。７セグメントのLED
のような複数個の表示素子も出力ポートのデータ
線に対する接続によつて動作する。出力データ線
数を最小に保つように他の出力データ線を復号装
置を通して利用して、種々の表示素子を別々に動
作し、同時に種々の入力操作素子を別々に操作し
たりするようにする。

ROMに記憶されたプログラムは、複数個の表
示素子と複数個の手動操作素子を操作する命令シ
ーケンス中を進行するくりかえしループで時間記
録スイツチおよび距離記録スイツチの操作に応動
するようになつている。プログラムがくりかえし
ループ中を進行すると、距離計ヘツドからの入力
データ信号の存否が検出される。もし信号が存在
し、距離記録スイツチが閉じていれば、RAM中
に計数値が入る。もし時間記録スイツチが閉じて
いれば、各くりかえしで計数が行なわれても行な
われなくても、全くりかえし数を完了して表示を
完了したときに、表示の開始に戻る前にRAMに
時間計数が行なわれるようにプログラムの大きさ
が選ばれている。プログラム・ループの全長は一
定しており、また時間も水晶制御クロツクの制御
によつて固定しているので、RAMに記憶された
時間の計数値は実時間である。時間記録スイツチ
と距離記録スイツチの両方が開閉したときに、こ
のプログラムはマイクロプロセツサを動作して距
離を時間で割つて結果をデイスプレイする。

本発明の実際の応用をより完全に理解するため
に、以下添付図面を参照して説明を行なう。図面
において、 第１図は本発明を実行するためのマイクロプロ
セツサのブロツク図、 第２図は第１図に示す回路の一部の説明図、 第３図は基本プログラムのフロー図である。

本発明によるマイクロコンピユータを第１図に
示す。中心となるユニツトはマイクロプロセツサ
チツプ１０であり、そのアドレスバスはリードオ
ンリーメモリ（ROM）と、ランダムアクセスメ
モリ（RAM）および二つの入出力ポートを含む
第３のチツプ１３とに接続されている。マイクロ
プロセツサ１０はMCS6503で、これは12本のア
ドレス線と８本のデータ線を有している。データ
線はROM１２とチツプ１３に接続された両方向
データバス１４に接続されている。

チツプ１２は2K×８のROMでこれには12本の
アドレス線が接続されている。アドレス線の内の
11本A0からA10はチツプ１２へのアドレス線と
して接続されている。12番目のアドレス線Ａ１１
はアドレス線Ａ１１が高レベルのときROM１２
を選択するチツプセレクトである。

チツプ１３は128×８のRAMと二つの入出力
ポート、ポートＡとポートＢそれにインターバル
タイマ（このシステムでは使用しない）を有する
MCS6532である。アドレス線Ａ０乃至Ａ６はチ
ツプ１３のアドレス線として接続されている。ア
ドレス線Ａ７はチツプ１３のRAM選択ピンRSに
接続されており、アドレス線Ａ１１はチツプ１３
の第２のチツプ選択ピン（２）に接続されて
いて、Ａ１１が低レベルのときチツプ１３を選択
する。第１の選択ピン（CS１）はVccの高レベ
ルに接続されている。

制御バス１５はまたマイクロプロセツサ１０お
よびチツプ１３を相互接続している。マイクロプ
ロセツサ１０およびチツプ１３の割込みピン
（）は制御バスで相互接続され、Vccの高レ
ベルに接続されている。マイクロプロセツサ１０
とチツプ１３のリセツトピン（RES）もまた制
御バスで接続されて、Vccの高レベルにつながつ
ている。最後に制御バス１５は二つのチツプの読
出し／書込みピン（Ｒ／Ｗ）の間にも接続されて
いる。マイクロプロセツサ１０はまた割込みピン
（）を持ち、これもまたVccの高レベルに接
続されている。

マイクロプロセツサ１０は1.00000MHzの水晶
によつて制御される直列モードの発振器の形態を
持つクロツク１６を持つており、これはマイクロ
プロセツサ１０にクロツクを与えると共にチツプ
１３に02タイミング信号を与える。

上述のように、すべての８本のデータ線Ｄ０乃
至Ｄ７はマイクロプロセツサ１０からROM１２
とチツプ１３の両方に接続されており、ROM１
２とマイクロセツサ１０の間、チツプ１３とマイ
クロプロセツサ１０の間の両方向通信に用いられ
る。

チツプ１３は128×８のRAMを持つ他に二つ
の入出力ポートＡおよびＢを有している。これら
の各ポートはデータフローの各方向に対してラツ
チとして動作する８ビツトのレジスタを有してい
る。さらにチツプ１３は各ポートに関してデータ
方向レジスタを持つている。

RAMのアドレスはアドレス線Ａ７およびＡ１
１の接続に関係なく000から07Fであり、マイク
ロプロセツサ１０のスタツクポインタの初期値は
07Fである。ポートＡのアドレスは080でポート
Ａのデータ方向レジスタは081のアドレスを持つ
ている。ポートＢのアドレスは082でポートＢの
データ方向レジスタは083のアドレスを持つてい
る。上述のようにアドレス線Ａ１１が高レベルの
ときにはROM１２を動作する。ROM１２その
ものはアドレス８００からFFFでプログラムさ
れている。

アドレス線Ａ１１が低レベルのときにはチツプ
１３が選択され、ポートがアドレスされるか
RAMがアドレスされるかはアドレス線Ａ７によ
つて決定される。チツプ１３の各ポートはデータ
線PA０からPA７およびPB０からPB７を持つて
いる。ROM１２のプログラムはポートＡを出力
ポートとして選択し、ポートＢを入力ポートとし
て選択する。

１入力のデータ線PB０はマイクロコンピユー
タが装備されている乗物が走行した距離に関する
データを入力する。例えばリストン、オリバーお
よびジ―の米国特許第3530382号に述べられてい
るように、円板上に均等間隔で６個のオープンセ
グメントを有するデイスクを装備するように乗物
の距離計ヘツドを改造しておくと便利である。光
源を円板の片側の中心軸から離れた所におき、光
が存在するとそれに応動して電気信号を発生する
ことができるフオトセルあるいはその他の感光素
子を光源に隣接した円板とは反対側の位置に設置
する。

最も通常の自動車では、距離計のケーブルは１
マイル当り1000回転する。従つて１マイル走行す
る間に、光源とフオトセルの間で回転するデイス
クは6000パルス／マイルで電気信号を発生する。
従つて、各パルスごとに車輛が0.88フイート走行
したことになる。この信号は入力ポートＢに接続
される前に成形し、二重シユミツト・トリガを通
して短くして、次に前述したように入力データ線
PB０に接続する。

４本の他の入力データ線PB１，PB２，PB３
およびPB４はマイクロコンピユータの手動操作
器に接続されている。残りの３本の入力データ線
は利用されない。データ線PA３〜PA７の５本は
７素子デコーダ１８に接続されており、３本の
PA０〜PA２は10進デコーダ１９に接続されてい
る。

第２図を参照すれば、このマイクロコンピユー
タには７素子のLED数字２０Ａ〜２０Ｅの形態
を持つ表示器２０が設けられている。７素子デコ
ーダ１８は通常の方法に従つて８本の出力線１８
Ａ〜１８Ｈを持ち、これは表示器セグメント・ド
ライバ２１Ａ〜２１Ｈを通して表示器２０に接続
されている。各表示器ドライバ２１Ａ〜２１Ｇは
１セグメントに対応し、第８番目のドライバ２１
Ｈは小数点用である。５個のデイスプレイ素子２
０Ａ〜２０Ｅはセレクタ１９によつて順次にひと
つづつ選択的に駆動される。セレクタ１９は上述
のように10進デコーダである。このデコーダの出
力線１９Ａ〜１９Ｆの内の６本だけが必要であ
る。はじめの５本は表示器ユニツトドライバ２３
Ａ〜２３Ｅに接続され、これはセグメント・ドラ
イバ２１Ａ〜２１Ｈからの信号によつて決定され
る各７素子LED２０Ａ〜２０Ｅを動作する。

手動操作器２２はそれぞれ２進化10進符号を生
ずる５個のサムウイール・スイツチ２４Ａ〜２４
Ｅと５個のスイツチ２５，２６，２７および２８
を含む６個の操作グループから成つている。５個
のサムウイール・スイツチ２４Ａ〜２４Ｅは表示
器ドライバ２３Ａ〜２３Ｅと同じ線１９Ａ〜１９
Ｅで駆動され、セレクタ１９の６本の出力線１９
Ｆは４個の操作スイツチ２５〜２８によつて駆動
される。

サムウイール・スイツチ２４Ａ〜２４Ｅは５個
の10進数の最上位から最下位までの数字を表わす
ように物理的に配置されている。各サムウイー
ル・スイツチは０と９の間の数字を選択するよう
に手で回転することができ、それぞれ入力データ
線PB１，PB２，PB３およびPB４に接続された
４本の出力線上に２進化10進符号表示による出力
を生ずる。例えば、サムウイール・スイツチ２４
Ａで数字６にダイヤルを合わせたときには、その
出力は、線１９Ｅによつて付勢されたときに、デ
ータ線PB１〜PB４に信号0110を生ずる。入力デ
ータ線PB１〜PB４は通常は低レベルである。サ
ムウイール・スイツチのひとつによつて付勢され
たときに、線PB１〜PB４は対応するスイツチが
セツトされている10進数を表わす２進信号をポー
トＢに与える。

スイツチ２５とスイツチ２６は瞬時スイツチで
あり、これが閉じて線１９Ｆによつて付勢された
ときに、それぞれ線PB４およびPB３に真の状態
を与える。スイツチ２５は距離読出しスイツチで
あり、スイツチ２６は時間読出しスイツチであ
る。スイツチ２７および２８は１回路１接点のス
イツチであり、通常は開状態で、これが閉じたと
きにはそれぞれ入力データ線PB２とPB１に真の
状態を与える。スイツチ２７は距離記録スイツ
チ、スイツチ２８は時間記録スイツチである。

第３図はスイツチ２７および２８の制御下に経
過時間と通過距離を記録するのに使用されるプロ
グラムの流れを示している。電源スイツチを入れ
てマイクロコンピユータに電力が与えられると、
これは初期設定プログラムに進み、表示器２０の
動作を開始し、一時にひとつづつ種々のLEDの
数字20A乃至20Eを順次に付勢する。表示器グル
ープの第１回のくりかえしにより、数字の内のひ
とつ、例えば23Aが付勢される。この後で、線１
９Ｆを付勢して問合せを行ない、データ線PB２
を読んで距離スイツチ２７が閉じているかを調
べ、次に入力データ線PB０を検査して距離計か
らのカウントがあるかをしらべる。もしあればそ
のカウントはRAMに記憶される。

もし問合せ時にスイツチ２７が閉じていなけれ
ば、距離カウントを加えるのに要するのと等しい
充分な数のノーオペレーシヨン（NOP）ステツ
プがマイクロプロセツサによつて実行される。こ
の後で距離が計数されてもされなくとも、プログ
ラムは次に表示が完了したかどうかをしらべる。
明らかにこれは５回くりかえす必要がある。最初
のくりかえしの後で、プログラムは第２数字を表
示するように戻つて、距離を検査するプロセスを
再び実行し、これをループのくりかえしが５回完
了するまで続ける。

５回のくりかえしの後で、プログラムは線１９
Ｆを付勢してデータ入力PB１を読むことによつ
て時間スイツチがオンであるかどうかを問合せ
る。もし時間スイツチがオンであれば、プログラ
ムは１単位の時間を計数し、これをRAMに記憶
する。次にプログラムに表示をくりかえすように
戻る。単一の数字の表示ではじまりその表示を終
了して単位時間を計数する大きなループに要する
時間は36ミリ秒である。従つて時間の計数はリア
ノータイムで行なわれる。

時間スイツチに関する答でスイツチがオフであ
ることを示していれば、プログラムは次に時間ス
イツチと距離スイツチの両方が終了しているかど
うかを問合せる。もし答がノーであれば、プログ
ラムは表示を再開するように戻る。時間スイツチ
と距離スイツチが終了しているかどうかに関する
答がイエスであれば、マイクロプロセツサは次に
距離の全計数と時間の全計数をRAMより検索
し、前者を後者で割つて商を修正して必要に応じ
てこれがマイル／時あるいはキロメートル／時を
表わすようにする。この情報は次に出力ポート線
PA３〜PA７に出されて、表示ループを次にくり
かえすときに、追尾された乗物の速度を示す商が
読み出されるようになる。

上述から、他の乗物の平均速度はマーシヤルの
米国特許第3182331号で示されるように、まず被
検乗物が第１のチエツクポイントを通過したとき
に時間記録スイツチ２８を閉じ、次に検査乗物が
同じチエツクポイントを通過したときに距離記録
スイツチ２７を閉じることによつて、判定表示す
ることができる。この後で被検乗物が第２のチエ
ツクポイントを通過したときに時間記録スイツチ
２８を開き、最後に検査乗物が同じチエツクポイ
ントを通過したときに距離記録スイツチ２７を開
く。こうすれば、表示器２２は被検乗物の平均速
度を自動的に表示する。

しかしながら、共通の位置から見ることができ
る二つのチエツクポイントを通過する乗物のチエ
ツクのためには距離記録スイツチ２７を利用して
チエツクポイントの間の距離を測定しておくこと
ができる。この後で検査乗物はその共通点に行
き、被検乗物が二つのチエツクポイントを通る時
刻を時間記録スイツチ２８で単純にチエツクすれ
ばよい。

さらにもし距離が予めわかつていれば、スイツ
チ２４Ａ〜２５Ｅを用いて最上位桁を９とし、そ
の後の桁に２点間の距離を0.9999までの４桁の10
進数でダイヤルによつてセツトすることができる
ようにマイクロコンピユータのプログラムが作ら
れている。この場合には、距離読出しスイツチ２
５を押して、次に最上位の９を手動で０に変え
る。この後視界中の二つのチエツクポイントの間
を通過する乗物については単に時間を測定するだ
けで、マイクロコンピユータは速度を表示するこ
とができる。

車輛が走行するにつれて、タイヤが摩耗し、距
離計の読みが不正確になるのも事実である。上述
したマイクロコンピユータのプログラムはこの較
正も行なうようになつている。これを行なうため
には、車輛は既知の距離、例えば、ハイウエイ上
の測定済の距離を走行する。この前にサムウイー
ル・スイツチ２４Ａ〜２４Ｅ上に全「０」を与え
ておく。ここで電源を入れる。この後で既知の距
離をサムウイール・スイツチ２４Ａ〜２４Ｅを与
えるが、このとき小数点はスイツチ２４Ａの直後
にあるものとする。マイクロコンピユータを装備
した車輛はこの後既知の距離のコースを走行し、
距離記録スイツチ２７を利用して走行距離がマイ
クロコンピユータに与える。そのとき距離読出し
スイツチ２５を用いれば、１マイル当りのパルス
数が表示される（公称では車輛はマイル当り6000
パルスを記録する。）この読出し値がこの数と異
なれば、この数をサムウイールでダイヤルを合わ
せてその後の距離測定を較正することになる。コ
ンピユータがオンであるときには、較正値が
RAMに入つているから、サムウイール・スイツ
チを距離読出しなどの他の目的に使用できる。