JPH02674B2

JPH02674B2 -

Info

Publication number: JPH02674B2
Application number: JP53001350A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Harashima
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1978-01-10
Filing date: 1978-01-10
Publication date: 1990-01-09
Also published as: JPS5494380A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、マイクロプロセツサを用いてパルス
幅に応じたカウント数を得るカウンタに関するも
のである。

従来、外部にハードカウンタを用いずに、マイ
クロプロセツサを用いてパルス幅信号を測定する
ためには、入出力インターフエース回路を介して
被測定パルス幅信号が入力すると、入力パルスの
前縁を検出しマイクロプロセツサ内部のあるレジ
スタをカウンタにして内蔵プログラムに従つてカ
ウントを行う。このプログラムは最も簡略化され
たものにしても、１カウントに要する時間はかな
り長くなつてしまうため、パルス幅の検出には分
解度を上げることができない。たとえば、第１図
ａのような構成のカウンターでは、プログラム・
スタートして、入力を読み込み（IN）、入力が高
（High）レベルか否かを判断して、入力が高
（High）レベルならば内部レジスタを命令によつ
てインクリメントし、入力が低（Low）レベル
になつたかどうかの判断を命令によつて行い。入
力が高（High）レベルの間これの命令を１カウ
ントごと行つて行く。すなわち入力が高（High）
レベルの間に内部レジスタをインクリメントして
行く処理の１ループに要する時間が１カウントに
要する時間になるが、この処理に要する命令の数
あるいはステート数はかなり多くなつて１カウン
ト時間が長くなる。１カウントに要する時間が長
いと、パルス幅の測定の分解能を上げることがで
きない。たとえばインテル社の8080Aのマイクロ
プロセツサを使用した場合、最低で４命令を必要
とし、１カウントあたり14.5μsec程度かかつてし
まう。また、これとは異なる方法で、プロセツサ
に何の仕事もさせないNOP（ノー・オペレーシヨ
ン）命令をあらかじめメモリに書き込んでおき、
パルス幅時間のカウントを行うときこのNON命
令を実行させカウント終了後プログラムカウンタ
ーの内容からカウント数を得る方法では、１カウ
ントに要する時間はさらに短くなるが、メモリ容
量を多く必要とし、長いパルス幅時間のカウント
には向かず、このような方法は現実的でない。

本発明の目的は、以上のような問題点を解決し
マイクロプロセツサを用いたカウンタを提供する
ことにある。

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
第２図は、本発明による実施例の概念的構成図
で、第２図において、１はマイクロプロセツサお
よびその周辺のデバイス（メモリは省略した）
で、１０はマイクロプロセツサ本体で、このマイ
クロプロセツサ１０からアドレスバス１１、コン
トロールバス１２およびバスドライバを介して双
方向データバス１３が出力している。マイクロプ
ロセツサ１０には割り込み要求を受けるINT端
子があつて割り込みを受け付けると、受け付けた
ことを示す割り込み認識信号を端子から出
力する。この割り込み認識信号出力端子
（）は、割に込み命令ポート１４に接続さ
れ、この割に込み命令ポート１４は、マイクロプ
ロセツサ１０の各レジスタの退避、割り込み原因
の分析、割り込みの種類に対応する割り込み処理
ルーチンに移すための割り込み命令をデータバス
上に乗せる（実際は必要な部分をハードウエアで
実行しあとはソフトウエアで行うのがふつうであ
る）。入出力インターフエース１５にはアドレス
バス１１、コントロールバス１２およびデータバ
ス１３が接続されていて、所定の信号によりこの
入出力インターフエース１５のチツプセレクトが
行われ、ある条件（後述）のもとにコントロール
信号を出力する。また、図示はしていないがメモ
リにはアドレスバス１１、コントロールバス１２
およびデータバス１３が接続されていて所要のプ
ログラムデータ等が必要なときにマイクロプロセ
ツサ１０に入力される。２は擬似命令発生部で、
マイクロプロセツサ１０のプログラムカウンタが
一定値ずつ順次に変化するようなある命令をデー
タバス１３上に乗せるものでハードウエアで構成
されている。擬似命令コード発生部２はマイクロ
プロセツサ１０に決められた命令のうち、「その
命令実行中に他のプログラムに飛越しまたは分岐
しプログラムカウンタの内容が不規則に変わるよ
うな命令」でない命令や「実行中に使用している
レジスタ等に影響を及ぼす命令」でない命令を発
生するように構成されている。第２図の例におい
ては、データバス１３の各ラインのうちDB₀〜
DB₆のラインを3kΩ程度の抵抗で＋Vcc電源にプ
ルアツプし、DB₇を8.2kΩ程度の抵抗でコモンに
落とし、16進表示で“7F”というマシンコード
を構成している（これは、アキユムレータの内容
をアキユムレータに転送するという命令である）。
３は入力回路で、入力端子３１には被測定パルス
幅信号が入力し、入出力インターフエース１５よ
りのコントロール信号により入力信号の立ち上が
りの検出または立ち下がりの検出の選択が行われ
る。入出力回路３において、入力信号線３１はア
ンドゲート３４にはインバータ３６を介してアン
ドゲート３５には直接に接続され、入出力インタ
ーフエース１５からのコントロール信号線３３は
アンドゲート３４にはインバータ３７を介してア
ンドゲート３５には直接に接続されている。

以上のように構成された本発明装置の動作を次
に説明する。第３図は、本発明装置の動作を説明
するためのフローチヤートである。まず、プログ
ラム・スタートすると、マイクロプロセツサ１０
は入力回路３にコントロール信号を与える入出力
インターフエース１５を選び被測定パルス幅信号
の立ち上がりを検出するために入出力インターフ
エース１５を介してアンドゲート３５を開く（第
３図フローチヤートの枠の記号ａ）。そして命令
によつて割り込み可能にしておき（記号ｂ）、割
り込み待ちの状態または他のプログラムの実行の
状態にしておく（記号ｃ）。被測定パルス幅入力
信号が入力回路３の入力端子３１に入力するとア
ンドゲート３５およびオアゲート３８を介して出
力端子３２に出力し、マイクロプロセツサ１０の
INT端子に割り込み要求信号として入力する
（記号ｄ）。するとマイクロプロセツサ１０は直ち
に割り込み認識信号（）を出力し、割に込
み命令ポート１４はこれを受けてデータバス１３
上に必要な割り込み命令を乗せる。前述のよう
に、割り込み命令は必要な部分をこのポート１４
から乗せられた命令により実行しあとはメモリ等
からフエツチして来た命令により実行するのがふ
つうである。こうして擬似命令を実行したかどう
かの判定いいかえれば被測定信号の立上がりの部
分で割り込みがかかつたのか立ち下がりの部分で
割り込みがかかつたのかを判断し（記号ｅ）、擬
似命令を実行していないときすなわち立ち上がり
の部分で割り込みがかかるとマイクロプロセツサ
は自動的に割り込み不能の状態なる。擬似命令実
行の段階に移るまでに、次のことを行う。まず被
測定信号の立ち下がりの検出状態にし（記号ｆ）、
再び割り込み可能の状態にし（記号ｇ）、メモリ
の存在しない番地に飛越す（記号ｈ）。そして、
メモリの存在しない番地たとえば16進表示で8000
番地がプログラムカウンタに入れられると、プロ
グラムカウンタはメモリの存在しない番地を指す
ので、メモリから有効な命令が読み出されること
がない。したがつてデータバス１３上に設定され
た擬似命令だけが有効になるのでこの擬似命令を
実行し（記号ｉ）、次の割り込みが起きるまでこ
の擬似命令の実行を繰り返す。この間プログラム
カウンタの内容の増加分は擬似命令の実行回数を
示していることになる。さて、立ち下がりを検出
して割り込みがかかると（記号ｊ）再び擬似命令
を実行したかどうかの判断をし（記号ｅ）、肯定
ならばプログラムカウンタの内容の増加分を知り
（記号ｋ）、復帰プログラムを経て、次のプログラ
ムに戻る（記号ｌ）。擬似命令の１回の実行時間
か１カウント時間になりこれがパルス幅測定の分
解能を決めることになる。

以上のようにすれば、従来のようなソフトカウ
ンタによると１カウントには必ず数命令の実行時
間を要し分解能を上げることができなかつたのに
対し、本発明装置によれば最低１命令の実行時間
にまで１カウント時間を短くすることができ分解
能を上げることができる。

第４図は本発明によるカウンタの他の実施例を
示す電気的構成図の一部を示したものである。こ
の実施例は、被測定電圧をパルス幅変更して被測
定電圧に比例するカウント数を得るものである。
第４図において、図示していないが、マイクロプ
ロセツサおよびその周辺回路１と擬似命令発生部
２は第２図と同様である。３は入力回路で、第２
図とは入力回路３が異なる。３１は入力信号線、
３２は出力信号線、３９はコンパレータ、３１０
はランプ波形発生器、３５はランプ波形発生器３
１０のスタートパルスを与える信号線である。コ
ンパレータ３９には入力信号線３１とランプ波形
発生器３１０の出力端子が入力し、被測定電圧に
ランプ波形発生器３１０の出力電圧が等しくなる
とコンパレータ３９の出力が反転してマイクロプ
ロセツサ１０の割り込み要求信号の入力端子
INTに割り込み要求信号を与える。以上のよう
に構成すれば入力回路３の出力信号線３２からは
ランプ波形発生器３１０をスタートしてからコン
パレータ３９の出力が反転するまでの時間をTx
とすれば、Txは被測定電圧Exに比例している。
この時間Txを前記の実施例と同様にしてカウン
トしExに比例したカウント数を得ることができ
る。以下、その動作を第４図および第５図を用い
て説明する。まず第２図のように構成されたマイ
クロプロセツサ１０をスタートし割り込み可能の
状態にする（第５図ａフローチヤートの枠記号
ａ）。次にランプ波形発生器３１０をスタートし
てランプ波形電圧を出力させる（記号ｂ）。第５
図ｂのようにランプ波形は時間に比例して電圧が
上昇する直線波形で、ランプ波形電圧が発生して
からこれが被測定電圧Exに等しくなるまでの時
間Txは、Exに比例している。ランプ波形発生器
３１０がスタートすると直ちに、マイクロプロセ
ツサ１０は、プログラムがメモリの存在しない番
地に飛び越すようにしている（記号ｃ）。この飛
び越し番地からマイクロプロセツサ１０は擬似命
令の実行を開始し、割り込みがかかるまで繰り返
しプログラムカウンタが進む（記号ｄ）。割り込
みがかかると、所定の割り込みプログラムが外部
（割り込み命令ポート１４等）から与えられたプ
ログラムカウンタの内容を読み（番号ｅ）、復帰
プログラムを経て（番号ｆ）、次のプログラムに
移る。割り込み命令の実行中に得られるプログラ
ムカウンタの内容の増加分（飛び出し番地からの
増加分）からTxすなわち被測定電圧Exに応じた
カウント数を得ることができる。この実施例にお
いても１カウントに要する時間が短いので、電圧
測定の分解能を上げることができ、非常に有役で
ある。

上述の例では、ある信号が発生してから消滅す
るまでの時間をここでは便宜的にパルス幅信号と
して考えている。

以上のように、本発明によるマイクロプロセツ
サを用いたカウンタによれば、分解能の高いカウ
ント・システムを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａはマイクロプロセツサを用いた従来の
カウンタシステム、ｂはその動作説明のためのフ
ローチヤート、第２図は本発明によるマイクロプ
ロセツサを用いたカウンタの電気的構成図、第３
図は動作説明のためのフローチヤート、第４図は
本発明装置の他の実施例の電気構成図の一部を示
す図、第５図は動作説明のためのフローチヤート
および波形図である。１……マイクロプロセツサおよびその周辺回
路、１０……マイクロプロセツサ本体、１１……
アドレスバス、１２……コントロールバス、１３
……データバス、１４……割り込み命令ポート、
１５……入出力インターフエース、２……擬似命
令発生部、３……入力回路。

Claims

【特許請求の範囲】１マイクロプロセツサと、このマイクロプロセ
ツサに備えられたメモリと、前記マイクロプロセ
ツサのプログラムカウンタが一定値ずつ順次かわ
るような１つの擬似命令コードを前記マイクロプ
ロセツサのデータ・バス上に乗せる擬似命令発生
部と、パルス幅信号が入力している時間に前記擬
似命令を前記マイクロプロセツサに実行させパル
ス幅信号が消滅すると前記擬似命令の実行を終了
させる割り込み信号を前記マイクロプロセツサに
与える入力回路とを具備し、前記擬似命令の実行
開始に先立つた前記マイクロプロセツサのプログ
ラムカウンタの内容を前記メモリの存在しない番
地にし、前記マイクロプロセツサのプログラムカ
ウンタが前記擬似命令の実行開始から終了までに
進んだ数からパルス幅信号に応じたカウント数を
得るようにしたマイクロプロセツサを用いたカウ
ンタ。２パルス幅信号の前縁でマイクロプロセツサに
割り込みをかけこの割り込み要求信号により擬似
命令の実行を開始し、後縁で再びマイクロプロセ
ツサに割り込みをかけて擬似命令の実行を終了す
るように構成された特許請求の範囲第１項記載の
マイクロプロセツサを用いたカウンタ。３パルス幅信号に変換される被測定信号のパル
ス幅変換開始にともなつて擬似命令の実行を開始
しパルス幅変換終了にともなつてマイクロプロセ
ツサに割り込みをかけて擬似命令の実行を終了す
るようにした特許請求の範囲第１項記載のマイク
ロプロセツサを用いたカウンタ。