JPH0342812B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパルス入力処理方式、特に例えばマイ
クロコンピユータ等のデイジタル処理装置におい
て、単位時間当りのパルス入力の数を計数するこ
とにより、自動車のエンジン回転数などを計測す
るシステムであつて、ハードウエアおよびソフト
ウエアの負担を軽減し、かつ必要とする分解能等
に柔軟に対処できるようにしたパルス入力処理方
式に関するものである。

〔従来の技術と問題点〕

例えば、モータの回転数や自動車エンジンの回
転数等を、回転センサからのパルスを入力して、
マイクロコンピユータにより計測することが行わ
れている。

第５図は割込みによりパルスを計数する従来方
式の例、第６図はハードウエアのカウンタを用い
てパルスを計数する従来方式の例を示す。

例えば、パルス入力が０〜255pps（pulse／sec）
あつて、分解能が1ppsの条件のもとに単位時間
１秒当りのパルス数を計測するものとする。第５
図に示した方式では、計測対象のパルス入力をパ
ルス整形回路１を介して、マイクロプロセツサ２
の割込み端子３に与える。そして、マイクロプロ
セツサ２の割込み処理において、割込み毎に内部
カウンタの値を＋１し、単位時間の１秒毎にその
内部カウンタの内容を読み取る。この方式によれ
ば、ハードウエアは簡単になるが、１秒間に最高
255回の割込み処理が必要となり、オーバヘツド
が大きいという問題がある。また、優先度の高い
他の割込み処理を実行していると、カウントのタ
イミングが遅れるという問題がある。

一方、第６図に示した８ビツトのカウンタ４を
用いる方式では、パルス入力の数がカウンタ４に
より自動的に計数されるので、マイクロプロセツ
サ２は単に１秒毎にカウンタ４の出力Q₀〜Q₇を
読み取るだけでよい。しかし、この方式の場合、
単位時間当り最高の入力パルス数に応じたビツト
幅を持つカウンタが必要となり、ハードウエア上
の負担が大きくなる。また、分解能の条件、計測
単位時間、最大入力パルス数等の変更に対して、
カウンタ４の計数能力によつて制限を受けるの
で、柔軟に対処できない場合があるという問題が
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点の解決を図り、単位時間当
りの最大入力パルス数より小さいカウンタにてパ
ルス入力を計測し、カウンタのオーバフロー分を
内部レジスタで補うことにより、ソフトウエアの
オーバヘツドを軽減し、かつ汎用性のある計測手
段を提供する。即ち、本発明のパルス入力処理方
式は、デイジタル処理装置における単位時間当り
の入力パルス数を計測するパルス入力処理方式に
おいて、計測対象となるパルスを計数するカウン
タであつてその最大計数範囲が単位時間当りの最
大入力パルス数より小さい計数回路を備えると共
に、上記デイジタル処理装置は、上記計数回路の
出力を該計数回路の計数範囲を超えない時間周期
で入力し、前の周期で入力した計数回路の値との
大小を比較することにより、オーバフローの有無
を検出して、該計数回路のオーバフロー回数を計
数するオーバフロー計数部と、該オーバフロー計
数部が計数したオーバフロー回数と入力した計数
回路の値とに基づいて単位時間毎に単位時間当り
の入力パルス数を算出するパルス数算出部とを備
えたことを特徴としている。以下、図面を参照し
つつ、実施例に従つて説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例構成ブロツク図、第
２図は第１図図示オーバフロー計数部の処理説明
図、第３図は第１図図示パルス数算出部の処理説
明図、第４図は本発明の他の一実施例を示す。

第１図において、１はパルス整形回路、１０は
４ビツトのカウンタ、１１はマイクロプロセツサ
およびメモリからなるデイジタル処理装置、１２
は入力レジスタ、１３はカウンタ１０の値を入力
しオーバフローが生じていたときにそのオーバフ
ロー回数を計数するオーバフロー計数部、１４は
前の周期に入力したカウンタ値を記憶する前周期
カウンタ値記憶部、１５はオーバフロー回数をカ
ウントするためのオーバフロー回数記憶部、１６
は前回算出したパルス数を記憶する前回総パルス
数記憶部、１７は通算パルス数を算出するために
用いられる通算パルス数記憶部、１８は単位時間
当りのパルス数を算出するパルス数算出部、１９
は算出したパルス数が格納される結果レジスタ、
２０は所定の時間を計測するタイマを表す。

第１図図示の回路構成により、第５図および第
６図で説明した例と同様に、パルス入力が０〜
255pps（pulse／sec）であつて、分解能が1ppsの
条件のもとに単位時間１秒当りのパルス数を計測
するものとする。

本発明の場合、カウンタ１０は、必ずしもその
計測範囲が単位時間当りの最大入力パルス数より
も大きい必要はない。この例では、カウンタ１０
は４ビツトで、計数範囲が０〜15となつている。
従つて、最大255ppsの入力では、 ｔ＝15/255＝約0.059（sec） であり、最小0.059secで計数範囲を超える可能性
がある。そのため、オーバフロー計数部１３は、
その計数範囲を超える可能性のある時間（ｔ＝
0.059sec）よりも短い周期、例えば1/20sec毎に
タイマ２０により起動されるようになつている。
そして、オーバフロー計数部１３は、例えば第２
図に示すように処理する。なお、オーバフロー計
数部１３の起動は、タイマ割込みによらずに、例
えばソフトウエア・タイマ等の他の起動手段を用
いて行うようにしてもよい。

オーバフロー計数部１３は、1/20sec毎に起動
されると、まず第２図図示処理３０により、カウ
ンタ１０の値を入力レジスタ１２へ入力する。そ
して、処理３１の判定により、その値ｘと前周期
カウンタ値記憶部１４に記憶している1/20sec前
に読み取つたカウンタ値ｙとの大小を比較する。
値ｘが、前の値ｙよりも大きいか等しい場合に
は、処理３３へ制御を移し、入力レジスタ１２の
値ｘを前周期カウンタ値記憶部１４に転記する。
処理３１による判定の結果、値ｘが前の値ｙより
も小さい場合には、カウンタ１０がオーバフロー
していることになる。そこでこの場合、処理３２
により、オーバフロー回数記憶部１５に記憶して
いるオーバフロー回数ｚを＋１して更新し、処理
３３へ移る。なお、オーバフロー計数部１３の起
動される周期は、1/20（0.05）secであり、カウ
ンタ１０の最小の計数範囲時間0.059secよりも小
さいので、その周期の間に、カウンタ１０が２回
以上オーバフローすることはない。

パルス数算出部１８は、例えばタイマ２０によ
り、計測単位時間1sec毎に起動される。パルス数
算出部１８は、第３図に示すように処理すること
によつて、単位時間当りの入力パルス数を求め
る。即ち、まず第３図図示処理３４により、第２
図に示される処理３０ないし処理３３と同様な1/
２０sec毎の処理を実行する。なお、この処理３４
を独立に行うのではなく、オーバフロー計数部１
３を呼び出して実行してもよい。次に処理３５に
より、オーバフロー分も含めた通算の総パルス数
ａを求める。

ａ＝16＊ｚ＋ｙ 前回総パルス数記憶部１６には、1sec前におけ
る総パルス数ｂが記憶されており、今回の1secに
おけるパルス数ｃは、処理３６による ｃ＝ａ−ｂ の演算で求められ、結果レジスタ１９へ格納され
る。最後に処理３７により、次回の処理のため
に、パルス数ａを前回総パルス数記憶部１６へ設
定し、パルス数ｂを更新する。

例えば、同一の計測条件のもとで、４ビツトの
カウンタ１０の代わりに、３ビツトのカウンタを
用いる場合には、その計測範囲は０〜７であり、
オーバフローが１回だけ生じる可能性のある時間
は、 ｔ＝7/255＝約0.027（sec） であるので、オーバフロー計数部１３を起動する
周期を0.027sec以下とすればよい。

また、例えば５ビツトのカウンタを用いる場合
には、同様に0.12sec以下の周期で、オーバフロ
ーの処理を実行すればよい。パルス入力を直接割
込み処理によりカウントする場合には、１秒間に
最大255回、即ち、平均約４ｍsecの間隔でカウン
ト処理を行わなければならないので、その場合に
比べて、大幅に処理負担が軽減されることにな
る。また、最大入力パルス数に変更があつても、
単にオーバフローの処理を行う周期を変更するな
どして、容易に対処できるようになる。

第４図は、本発明の他の一実施例を示してい
る。第４図に示した例の場合、オーバフロー計数
部１３とパルス数算出部１８とを、別々に起動す
るのではなく、タイマ２０によつて、1/20sec毎
にオーバフロー計数部１３のみを起動する。そし
て、オーバフロー計数部１３は、第２図に示す処
理３０ないし処理３３を実行した後に、図示省略
した起動カウンタの値ｄを＋１し、値ｄが20にな
つたときに、そのカウンタ値をクリアして、パル
ス数算出部１８を起動する。この場合にも、同様
に単位時間当りのパルス数が求められることにな
る。

例えば、本発明を自動車エンジンの回転数検出
に適用した場合、自動車エンジン１回転に対し
て、回転センサから25パルスの出力がある。例え
ば計測単位時間を60ｍsec、オーバフロー処理の
周期を６ｍsecとし、パルスのカウンタとして４
ビツトのものを用いるとすると、単位時間60ｍ
sec当りにカウントできる最大入力パルス数は、 （15／0.006）＊0.06＝150（pulse） であり、１秒間では約2500pulseとなる。従つて、
この例では、１秒間に約100回転、１分間に対し
ては最大約約6000rpm（回転／分）の計測が可能
となることになる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、比較的少
ない段数のカウンタで、大きい計数範囲の計測を
実現できるようになる。また、処理周期を長くと
ることができるようになり、かつその処理は一定
周期でよいため、カウントを行うデイジタル処理
装置における他のメインの処理を圧迫することは
ない。カウンタの段数を変更することにより、ハ
ードウエア負担およびソフトウエア負担を任意の
バランスで設定できると共に、最大入力パルス数
等に変更があつた場合にも、簡単に対処できるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例構成ブロツク図、第
２図は第１図図示オーバフロー計数部の処理説明
図、第３図は第１図図示パルス数算出部の処理説
明図、第４図は本発明の他の一実施例、第５図は
割込みによりパルスを計数する従来方式の例、第
６図はハードウエアのカウンタを用いてパルスを
計数する従来方式の例を示す。 図中、１はパルス整形回路、１０はカウンタ、
１１はデイジタル処理装置、１３はオーバフロー
計数部、１８はパルス数算出部を表す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デイジタル処理装置における単位時間当りの
   入力パルス数を計測するパルス入力処理方式にお
   いて、 計測対象となるパルスを計数するカウンタであ
   つてその最大計数範囲が単位時間当りの最大入力
   パルス数より小さい計数回路を備えると共に、 上記デイジタル処理装置は、上記計数回路の出
   力を該計数回路の計数範囲を超えない時間周期で
   入力し、前の周期で入力した計数回路の値との大
   小を比較することにより、オーバフローの有無を
   検出して、該計数回路のオーバフロー回数を計数
   するオーバフロー計数部と、 該オーバフロー計数部が計数したオーバフロー
   回数と入力した計数回路の値とに基づいて単位時
   間毎に単位時間当りの入力パルス数を算出するパ
   ルス数算出部とを備えたことを特徴とするパルス
   入力処理方式。