(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定電圧である第１電圧を生成する一定電圧生成回路と、
電源電圧である第２電圧を基準電圧としアナログ入力チャネルを介して印加された前記第１電圧を前記基準電圧に基づいてＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部の変換結果を格納するＡ／Ｄ変換結果レジスタと、
検出したい電源電圧の期待値を設定する結果比較レジスタと、
前記期待値とＡ／Ｄ変換結果レジスタに格納された変換結果とを比較し、前記電源電圧の検出条件を満足した場合、割り込み信号を発生する判定回路とを含むＡ／Ｄコンバータを備える電源電圧の検出回路であって、前記Ａ／Ｄコンバータの前記判定回路から出力された割り込み信号を検出信号として出力する電源電圧の検出回路。
【請求項２】
複数のアナログ入力チャネルから前記アナログ入力チャネルを選択するセレクタを更に備える請求項１の電源電圧の検出回路。
【請求項３】
一定電圧である第１の電圧を生成する一定電圧生成回路と、
前記一定電圧生成回路より前記第１の電圧が供給された第１のアナログ入力チャネルと
第２のアナログ入力チャネルと、
前記第１及び第２のアナログ入力チャネルのうちいずれか一方のアナログ入力チャネルを選択するセレクタと、
電圧を検出すべき第２の電圧が供給された基準電圧入力端子と、
前記セレクタにより選択されたアナログ入力チャネルに印加された電圧を前記第２の電圧に基づきＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部とを含み、
前記セレクタによって前記第１のアナログ入力チャネルが選択されたときの前記Ａ／Ｄ変換結果を格納するＡ／Ｄ変換結果レジスタと、
検出したい電源電圧の期待値を設定する結果比較レジスタと、
前記期待値とＡ／Ｄ変換結果レジスタに格納された変換結果とを比較し、前記電源電圧の検出条件を満足した場合、割り込み信号を発生する判定回路とを含むＡ／Ｄコンバータを備える電圧検出回路であって、前記Ａ／Ｄコンバータの前記判定回路から出力された割り込み信号を検出信号として出力する電圧検出回路。
【請求項４】
一定電圧生成回路により生成された一定電圧をＡ／Ｄコンバータのアナログ入力チャネルに印加し、電源電圧である基準電圧に基づいて前記一定電圧をＡ／Ｄ変換しＡ／Ｄ変換結果レジスタに格納すること、
前記Ａ／Ｄコンバータの判定回路が前記Ａ／Ｄ変換することによるＡ／Ｄ変換結果に基づいて、前記アナログ入力チャネルに印加する電圧が一定であることから、逆算的に電源電圧値を求め割り込み信号を発生させることとを含む電源電圧の検出方法であって、
前記割り込み信号を発生させることは、
検出したい電源電圧の期待値を比較結果レジスタに設定することと、
前記比較結果レジスタに設定された期待値とＡ／Ｄ変換結果レジスタに格納された結果とを比較して前記割り込み信号を発生させることを備え、
前記結果比較レジスタへ設定する前記期待値を前記割り込みの発生毎に更新することにより、前記電源電圧の変動、遷移を監視することを含む電源電圧の検出方法。
【請求項５】
前記一定電圧生成回路により生成された一定電圧を印加したアナログ入力チャネルをＡ／Ｄコンバータの複数のアナログ入力チャネルのうちから選択することを更に備える請求項４に記載の電源電圧の検出方法。
【請求項６】
前記一定電圧生成回路により生成された一定電圧を印加したアナログ入力チャネルを前記Ａ／Ｄコンバータの複数のアナログ入力チャネルのうちから定期的に選択することにより、前記電源電圧の変動、遷移を監視することを更に含む請求項４に記載の電源電圧の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源電圧の検出回路、及び、電源電圧の検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池駆動マイクロコンピュータ、車載コンピュータのように電源電圧が変動するアプリケーションは、特開平１０−１３６５７９号、特開平１１−２２３８６０号等で知られているように、電池を電源として用いているため電源電圧が変動するシステム上で動作する。近年、電源電圧の検出において、ワンポイントの電圧に対する良否判定だけでなく、連続的な電源電圧の検出の機能が求められている。例えば、バッテリーが空の状態だけでなく、ＦＵＬＬ、半分、バッテリ切れ間近と詳細に表示するためには欠かすことができない機能である。公知の電源電圧の検出に用いる定電圧検出回路が検出することができる電圧はワンポイントのみであり、電源電圧の変動又はその遷移の監視は不可能である。電源電圧の変動、遷移の監視に必要な複数点の電源電圧の検出を行う要請に応じるためには、公知回路ではマイクロコンピュータ内に複数の検出回路を追加して搭載しなければ実現することはできない。また、検出する電圧は設計時に設定したものだけで、全てのユーザーの使用環境や条件を満足することは不可能であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年の市場において、電源電圧の変動、遷移を監視することを要求されているが、従来の電源電圧の検出は、ワンポイントの電圧に対してのみで、電源電圧の変動、遷移を監視することは不可能であった。
【０００４】
したがって、本発明は、Ａ／Ｄコンバータを電源電圧の検出回路として使用することにより、電源電圧の変動、遷移を監視することができる電源電圧の検出回路、及び、電源電圧の検出方法を提供することにある。
【０００５】
更に定電圧検出回路のように検出する電源電圧の電位は設計時に設定するものではなく、使用時に自由に設定することができる電源電圧の検出回路、及び、電源電圧の検出方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的である電源電圧の変動、遷移の監視を可能にするため、本発明による電源電圧の検出回路は、一定電圧生成回路（３）を設け、一定電圧生成回路（３）により生成した一定電圧をＡ／Ｄコンバータ（１）のアナログ入力チャネル（５）へ印加し、電源電圧をＡ／Ｄコンバータ（１）の基準電圧であるＡＶＲＥＦ（４）へ接続してＡ／Ｄ変換を行い、Ａ／Ｄ変換結果をＡ／Ｄ変換結果レジスタ（６）へ格納し、Ａ／Ｄ変換結果レジスタ（６）へ格納したＡ／Ｄ変換結果は、印加されたアナログ入力チャネル（５）の電圧が一定であることから電源電圧を逆算的に求めることが特徴である。
【０００７】
複数のアナログ入力チャネル（７）と、前記複数のアナログ入力チャネル（７）から１アナログ入力チャネルを選択するするセレクタ（６）を設け、セレクタ（６）により複数のアナログ入力チャネル（７）から、一定電圧生成回路（３）により生成された一定電圧を印加したアナログ入力チャネル（５）を選択し、Ａ／Ｄ変換を行い、電源電圧を求める。セレクタ（６）によるアナログ入力チャネル（５）の選択は、ＣＰＵが定期的に行い、Ａ／Ｄ変換することで、電源電圧を連続的に求めることができ、電源電圧の変動、遷移を監視することができる。
【０００８】
検出したい電源電圧の期待値を設定する結果比較レジスタ（９）と、Ａ／Ｄ変換結果と期待値とを比較し、電源電圧の検出条件を満足した場合、割り込み信号（１０）を発生する判定回路（１１）を追加する。結果比較レジスタ（９）を設けることにより、検出したい電源電圧の期待値を自由に設定でき、割り込み信号（１０）の発生により、検出した電源電圧に対する、情報退避等の所定の処理の実行が可能となる。次に、検出した電源電圧に対する所定の処理を終了後、結果比較レジスタ（９）へ期待値を新たに設定し、新たな期待値に対する電源電圧を検出する。検出した電源電圧に対する所定の処理を終了後毎に結果比較レジスタ（９）へ設定する期待値を更新し、電源電圧の検出を繰り返すことで、電源電圧の変動、遷移を監視することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について以下に説明する。図１において、本発明による電源電圧の検出回路は、一定電圧生成回路３を設け、Ａ／Ｄコンバータ１のアナログ入力チャネル５に一定電圧生成回路３により生成した一定電圧を印加し、電圧の変動及び遷移を検出したい電源電圧をＡＶＲＥＦ４へ接続する。Ａ／Ｄコンバータ１は、ＡＶＲＥＦ４をＡ／Ｄコンバータ１の基準電圧としてアナログ入力チャネル５に印加された電圧をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換結果をＡ／Ｄ変換結果レジスタ８へ格納する。
【００１０】
Ａ／Ｄ変換結果は、アナログ入力チャネル５に印加された電圧の変換結果であるが、アナログ入力チャネル５に印加された電圧は一定であるため、逆算的にＡＶＲＥＦ４に接続した電源電圧を求めることができる。
【００１１】
図２は、図１の実施の形態に複数の信号がそれぞれ印加される複数のアナログ入力チャネル７と、複数のアナログ入力チャネル７のうちいずれか１つのアナログ入力チャネルを選択するセレクタ６が備わった、本発明の電源電圧の検出回路である。セレクタ６によって、Ａ／Ｄコンバータ１の複数のアナログ入力チャネル７から一定電圧が印加されたアナログ入力チャネル５を選択し、電源電圧を接続したＡＶＲＥＦ４をＡ／Ｄコンバータ１の基準電圧として、Ａ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換結果により電源電圧を求めることができる。
【００１２】
本実施の形態では、アプリケーションでＡ／Ｄ変換を行なうために搭載されたＡ／Ｄコンバータの複数のアナログ入力チャネル７のうち、ＣＰＵの制御に応じて定期的にセレクタ６がアナログ入力チャネル５を選択する。選択されたアナログ入力チャネル５に印加された電圧は、電源電圧が印加されたＡＶＲＥＦ４を基準電圧として定期的にＡ／Ｄ変換される。このようにして定期的に得られた変換結果から、逆算的に電源電圧を求めることができ、結果、電源電圧の変動を監視することができる。一定電圧が印加されたアナログ入力チャネル以外の複数のアナログ入力チャネル７は、アプリケーションでＡ／Ｄコンバータが使用されるときに用いられるアナログ入力チャネルである。
【００１３】
図３は、図２の実施の形態に対するフローチャートである。メインルーチンがスタートして、アプリケーションでＡ／Ｄを使用していない場合、他のアプリケーションの処理（Ｓ１）を実行するが、ＣＰＵが定期的にアナログ入力チャネル５を選択すると（Ｓ２）、アナログ入力チャネル５へ印加した一定電圧生成回路３により生成された一定電圧と、電源電圧を接続したＡＶＲＥＦ４をＡ／Ｄコンバータ１の基準電圧としてＡ／Ｄ変換し（Ｓ３）、そのＡ／Ｄ変換結果により、アナログ入力チャネル５へ印加した電圧が一定であるため、逆算的にＡＶＲＥＦ４に接続した電源電圧を求めることができる（Ｓ４）。検出したい電源電圧であった場合（Ｓ５）、検出した電源電圧に対する所定の処理を実行後（Ｓ６）、他のアプリケーション処理（Ｓ７）を実行し、Ｓ１へ戻る。Ａ／Ｄ変換を行い、検出したい電源電圧値でなかった場合、所定の処理（Ｓ６）を実行せず、他のアプリケーション処理（Ｓ７）を実行し、Ｓ１へ戻る。
【００１４】
図４は、図２の実施の形態に、検出したい電源電圧の期待値を設定する結果比較レジスタ９と、Ａ／Ｄ変換結果と期待値とを比較し、電源電圧の検出条件を満足した場合、割り込み信号１０を発生する判定回路１１を更に追加した、本発明の電源電圧の検出回路である。Ａ／Ｄ変換結果レジスタ８と結果比較レジスタ９は、判定回路１１に接続していて、判定回路１１は、Ａ／Ｄ変換結果レジスタ８に格納されているＡ／Ｄ変換結果と結果比較レジスタ９へ設定している期待値とを比較し、電源電圧の検出条件を満足した場合、割り込み信号１０を発生する。
【００１５】
Ａ／Ｄコンバータ１の複数のアナログ入力チャネル７から、一定電圧生成回路３より生成された一定電圧を印加したアナログ入力チャネル５をセレクタ６により選択し、電源電圧を接続したＡＶＲＥＦ４をＡ／Ｄコンバータ１の基準電圧として、Ａ／Ｄ変換部２によりＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換結果レジスタ８へ格納したＡ／Ｄ変換結果と、結果比較レジスタ９へ設定した期待値とを比較し、電源電圧の検出条件を満足した場合、割り込み信号１０を発生し、検出した電源電圧に対する所定の処理を実行することができる。検出した電源電圧に対する所定の処理を終了後毎に結果比較レジスタ９へ設定する期待値を更新し、電源電圧の検出を繰り返すことで、電源電圧の変動、遷移を監視することができる。
【００１６】
図５は、図４の実施の形態に対するフローチャートである。メインルーチンがスタートして、アプリケーションでＡ／Ｄを使用していない場合、他のアプリケーションの処理（Ｓ１１）を実行するが、ＣＰＵがＡ／Ｄコンバータ１の複数のアナログ入力チャネル７からアナログ入力チャネル５を選択した場合（Ｓ１２）、アナログ入力チャネル５へ印加した一定電圧生成回路３により生成された一定電圧と、電源電圧を接続したＡＶＲＥＦ４をＡ／Ｄコンバータ１の基準電圧として、Ａ／Ｄ変換し（Ｓ１３）、Ａ／Ｄ変換と結果比較レジスタ９へ設定した期待値とを比較し（Ｓ１４）、電源電圧の検出条件を満足した場合、判定回路１１により割り込みを発生する（Ｓ１５）。この場合、検出条件とは、Ａ／Ｄ変換結果≧期待値の場合と、Ａ／Ｄ変換結果≦期待値の場合の２通りであり、これらの条件はレジスタ等により選択可能である。
【００１７】
図６は、割り込みルーチンを示している。割り込みが発生した場合（Ｓ１５）検出した電源電圧に対する所定の処理を実行し（Ｓ１６）、結果比較レジスタ９へ期待値を新たに設定し（Ｓ１７）、メインルーチンへ戻る。メインルーチンへ戻り、新たな期待値に対する電源電圧を検出する。検出した電源電圧に対する所定の処理を終了後、その終了毎に結果比較レジスタ９へ設定する期待値を更新し、Ａ／Ｄ変換の動作を繰り返して電源電圧の検出を繰り返すことで、電源電圧の変動、遷移を監視することができる。
【００１８】
電源電圧が降下するアプリケーションにおいて、以下の条件の下で電源電圧を検出する具体例を図７を用いて説明する。８ｂｉｔＡ／Ｄコンバータにおいて、一定電圧生成回路３により生成する一定電圧２．０Ｖをアナログ入力チャネル５に印加する。なお、一定電圧生成回路としては、例えばバンドギャップ回路とオペアンプ回路にて構成されるレギュレータ回路を用いることができる。このとき、レギュレータ回路は、電源電圧よりも低い一定電圧（ここでは２．０Ｖ）を生成する。８ｂｉｔＡ／Ｄコンバータは、アナログ入力チャネル５に印加された一定電圧を、電源電圧を基準電圧としてＡ／Ｄ変換する。電源電圧が降下してきて、Ａ点のＡ／Ｄ変換結果は７ＦＨであった場合、Ａ／Ｄ変換したアナログ入力チャネルの電位が２．０Ｖの一定であることと、Ａ／Ｄ変換結果７ＦＨから逆算することによりＡ／Ｄコンバータの基準電圧、つまり電源電圧が４．０Ｖであることを求めることができる。
【００１９】
このことから、以下の条件の下で電源電圧を検出する具体例を説明する。８ｂｉｔＡ／Ｄコンバータにおいて、一定電圧生成回路３により生成する一定電圧を２．０Ｖ、検出したい電源電圧を２．２Ｖ、電源電圧検出条件をＡ／Ｄ変換結果≧期待値とする。前記のＡ／Ｄ変換結果と電源電圧の関係により、検出時のＡ／Ｄ変換値はＦ０Ｈであり、したがって、結果比較レジスタへの期待値はＦ０Ｈと設定する。ＣＰＵがアナログ入力チャネル５以外を選択しない限り、アナログ入力チャネル５のＡ／Ｄ変換（Ｓ１３）を行い、Ａ／Ｄ変換結果と結果比較レジスタへ設定した期待値Ｆ０Ｈとを比較し、例えば、Ａ点では電源電圧が４．０Ｖであるため、Ａ／Ｄ変換結果は７ＦＨであり、検出条件ではないため、引き続きＡ／Ｄ変換を行う。Ｂ点でも電源電圧が３．０ＶでＡ／Ｄ変換結果はＡＡＨであり、検出条件ではないため、引き続きＡ／Ｄ変換を行う。Ａ／Ｄ変換結果≧Ｆ０Ｈになり電源電圧２．２Ｖの検出条件を満足すると、判定回路１１により割り込みを発生する（Ｓ１５）。
【００２０】
続いて、以下の条件の下で電源検出を行う場合の別な検出方法を説明する。８ｂｉｔＡ／Ｄコンバータにおいて、一定電圧生成回路３により生成する一定電圧を２．０Ｖ、電源電圧検出条件をＡ／Ｄ変換結果≧期待値、検出したい電源電圧Ａ点＝４．０Ｖ、Ｂ点＝３．０Ｖ、Ｃ点＝２．２Ｖとすると、それぞれの点の期待値はＡ点＝７ＦＨ、Ｂ点＝ＡＡＨ、Ｃ点＝Ｆ０Ｈとなる。まず、結果比較レジスタ９へ７ＦＨを設定し、Ａ／Ｄ変換結果が７ＦＨになるまで、ＣＰＵがアナログ入力チャネル５以外を選択しない限り、アナログ入力チャネル５のＡ／Ｄ変換を行い（Ｓ１３）、Ａ／Ｄ変換結果≧７ＦＨになったら、割り込みを発生する（Ｓ１５）。割り込みルーチンで電源電圧の４．０Ｖに対する所定の処理を行い（Ｓ１６）、結果比較レジスタ９へ新たな期待値ＡＡＨを設定し（Ｓ１７）、メインルーチンへ戻る。以下、電源電圧４．０Ｖを検出する方法と同等のことを繰り返し、電源電圧の３．０Ｖ、２．２Ｖの検出を行う。この電源電圧の検出を繰り返し行うことで、電源電圧の変動、遷移を監視することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明による電源電圧の検出回路、及び、電源電圧の検出方法により、電源電圧の変動、遷移の監視が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による電源電圧の検出回路の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図２】図２は、本発明による電源電圧の検出回路の実施の他の形態を示す回路ブロック図である。
【図３】図３は、本発明による電源電圧の検出方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明による電源電圧の検出回路の実施の更に他の形態を示す回路ブロック図である。
【図５】図５は、本発明による電源電圧の検出方法の実施の他の形態を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明による電源電圧の検出方法の実施の形態の割り込みルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明による電源電圧の検出方法の電源電圧の時間的変化を示すグラフである。
【符号の説明】
３…一定電圧生成回路
５，７…アナログ入力チャネル
６…セレクタ
８…Ａ／Ｄ変換結果レジスタ
１０…割り込み信号
１１…判定回路
９…結果比較レジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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