(57)【要約】【課題】ワンチップマイコンを備えたマトリックススイッチの動作試験を行うスイッチ冶具において、簡単な回路構成で安価に製造できるスイッチ冶具を提供する。【解決手段】スイッチ状態設定・入力部３５がマトリックススイッチ１９で設定される複数のスイッチ状態と同じ状態をマトリックススイッチ１９のスイッチＳＷ１〜ＳＷ１６の順あるいはランダムで設定し、各設定においてデジタル入力部３１がマトリックススイッチ１９のスキャン信号を取り込み、取り込んだスキャン信号と前記スイッチ状態設定・入力部３５で設定したスイッチ状態とからセグメント信号を生成し、生成したセグメント信号をマトリックススイッチ１９へ出力する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワンチップマイコンを備えたマトリックススイッチからのスキャン信号を取り込む信号入力手段と、前記マトリックススイッチで設定される複数のスイッチ状態と同じ状態を設定するスイッチ状態設定手段と、前記信号入力手段が取り込んだスキャン信号と前記スイッチ状態設定手段で設定されたスイッチ状態とによりセグメント信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段で生成されたセグメント信号を前記マトリックススイッチに与える信号出力手段と、を具備することを特徴とするスイッチ冶具。
【請求項２】
前記マトリックススイッチのスイッチ状態を記録する記録モードを備え、記録モード時には、前記信号入力手段は、スキャン信号に加えてマトリックススイッチより出力されたセグメント信号を取り込み、前記信号生成手段は、前記信号入力手段が入力したスキャン信号とセグメント信号から前記マトリックススイッチのスイッチ状態を特定することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ冶具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家電製品などのマイクロコンピュータ（以下、マイコンと言う）を搭載した機器に使用されるマトリックススイッチの動作試験を行うスイッチ冶具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、家電製品などのマイコンを搭載したマイコン搭載機器では、主にワンチップ型のマイコン（以下、ワンチップマイコンと言う）が用いられている。また、ユーザとのインターフェースでは押釦スイッチ等のスイッチが用いられており、特にワンチップマイコンの入力のピン数を少なくしたいという要望もあって、少ない入力で多く情報が得られるマトリックス方式のスイッチ（以後、マトリックススイッチという）がよく用いられている。
【０００３】
また、マイコン搭載機器ではソフトウェアの開発が必要であるものの、近年のソフトウェアの複雑化に伴いソフトウェアの開発・デバッグが長期化し、自動テストの必要性も高まってきている。この試験を行うため、マイコンへのスイッチ入力を人に代わって行うスイッチ冶具が用いられている。
【０００４】
図４は、マトリックススイッチと従来のスイッチ冶具の構成を示す図である。
この図に示す従来のスイッチ冶具２９は、１６個のスイッチＳＷ１〜ＳＷ１６を備えたマトリックススイッチ１９の試験を行うことを可能とした４出力４入力構成を採っている。
【０００５】
まず、スイッチ冶具２９を説明する前にマトリックススイッチ１９について説明する。図４に示すように、マトリックススイッチ１９にはワンチップマイコン１３が設けられており、このワンチップマイコン１３は自己の入出力ポートを使用して４つのスキャン信号Ｓｃ１〜Ｓｃ４を出力するとともに、４つのセグメント信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４の入力を行い、１６個のスイッチＳＷ１〜ＳＷ１６の状態を検知する。
【０００６】
スイッチ冶具２９では、スキャン信号Ｓｃ１〜Ｓｃ４を正論理で使用しており、セグメント信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４の各入力ラインを抵抗９〜１２でプルダウンしている。スキャン信号Ｓｃ１〜Ｓｃ４は、同時に複数個アクティブになることはなく１個ずつ時系列でアクティブになる。そして、例えばスイッチＳＷ１を押している間にスキャン信号Ｓｃ１がアクティブになると、セグメント信号Ｓｇ１がアクティブになる。他のスイッチについても同様である。
【０００７】
図５は、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ６が押されたときのタイミングチャートである。全てのスイッチＳＷ１〜ＳＷ６が押されていないとき（区間Ｔ１）は、抵抗９〜１２によりセグメント信号Ｓｇ１〜Ｓｇ６はＬｏｗレベルに固定されている。そして、例えばスイッチＳＷ１を押すと、その間（区間Ｔ２）で、スキャン信号Ｓｃ１がＨｉレベルのときのみセグメント信号Ｓｇ１がＨｉレベルになる。また、例えばスイッチＳＷ６を押している間（区間Ｔ３）で、スキャン信号Ｓｃ２がＨｉレベルのときのみセグメント信号Ｓｇ２がＨｉレベルになる。なお、スイッチＳＷ１〜ＳＷ６は通常どれか１つのみオンとなり、複数同時にオンとなることはない。
【０００８】
図４に戻り、スイッチ冶具２９には、マトリックススイッチ１９のワンチップマイコン１３より出力されるデータに合わせて、スイッチＳＷ１〜ＳＷ１６と回路的に並行となるようにアナログスイッチＡＳＷ１〜ＡＳＷ１６が設けられている。また、アナログスイッチＡＳＷ１〜ＡＳＷ１６夫々に対して１６個のスイッチ駆動部２０と、各スイッチ駆動部２０を動作させるスイッチ状態設定部２１が設けられている。このスイッチ状態設定部２１にてスイッチ状態を設定することにより、スイッチ状態設定部２１がその設定状態に応じて各アナログスイッチＡＳＷ１〜ＡＳＷ１６をオン／オフさせる。
このように、スイッチ冶具２９がマトリックススイッチ１９のスイッチＳＷ１〜ＳＷ１６によるオン／オフを代行し、マトリックススイッチ１９の動作試験を行う。
【０００９】
なお、マトリックススイッチの全スイッチが動作するまで順次経路を設定するとともに、設定した経路の通電の有無により故障経路と正常経路を判定するマトリックススイッチ回路の故障スイッチの特定方法が案出されている（例えば特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平７−１０７５２３号公報（請求項６、請求項７、図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のスイッチ冶具においては、マトリックススイッチ１９の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１６に対応する個数分のアナログスイッチＡＳＷ１〜ＡＳＷ１６を用意しなければならず、回路が複雑になってコスト高になるという問題がある。
【００１２】
また、マトリックススイッチ１９のワンチップマイコン１３の端子部分に接続する構造ではなく、スイッチＳＷ１〜ＳＷ１６に対してアナログスイッチＡＳＷ１〜ＳＡＷ１６を１点ずつ並列に接続する構造となっているので、製造時点でそのような接続構造を採っていないマトリックススイッチにおいては改造が困難であるという問題もあった。
【００１３】
また、特許文献１で開示された技術においてもマトリックススイッチの入出力端夫々の各端子に対してリレー接点を用いており、上記従来技術と同様に回路が複雑でコスト高になるという問題がある。
【００１４】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、簡単な回路構成で安価に製造でき、また試験対象となるマトリックススイッチの端末部分を改造することなく、当該スイッチの動作試験を行うことができるスイッチ冶具を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のスイッチ冶具は、ワンチップマイコンを備えたマトリックススイッチからのスキャン信号を取り込む信号入力手段と、前記マトリックススイッチで設定される複数のスイッチ状態と同じ状態を設定するスイッチ状態設定手段と、前記信号入力手段が取り込んだスキャン信号と前記スイッチ状態設定手段で設定されたスイッチ状態とによりセグメント信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段で生成されたセグメント信号を前記マトリックススイッチに与える信号出力手段と、を具備することを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、マトリックススイッチで設定されるスイッチ状態と同じ状態を設定して、この状態でマトリックススイッチのスキャン信号を取り込み、取り込んだスキャン信号とスイッチ状態とからセグメント信号を生成し、生成したセグメント信号をマトリックススイッチへ出力する。
【００１７】
したがって、従来のスイッチ冶具と違ってマトリックススイッチの各スイッチに対応する個数分のアナログスイッチＡＳＷ１〜ＡＳＷ１６（図４参照）を用意する必要がないので、回路構成が簡単になり低コスト化が可能となる。
【００１８】
また、マトリックススイッチのワンチップマイコンの端子部分に直接接続することができる構造を採ることが可能になるので、製造時点でそのような接続構造を採っていないマトリックススイッチにおいても動作試験を実施するための改造が容易に行える。
【００１９】
請求項２に係る発明のスイッチ冶具は、請求項１に係る発明のスイッチ冶具において、前記マトリックススイッチのスイッチ状態を記録する記録モードを備え、記録モード時には、前記信号入力手段は、スキャン信号に加えてマトリックススイッチより出力されたセグメント信号を取り込み、前記信号生成手段は、前記信号入力手段が入力したスキャン信号とセグメント信号から前記マトリックススイッチのスイッチ状態を特定することを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、マトリックススイッチからのスキャン信号とセグメント信号を取り込み、取り込んだスキャン信号とセグメント信号とからマトリックススイッチのスイッチ状態を特定するので、マトリックススイッチのスイッチ状態を記録することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るスイッチ冶具の構成を示すブロック図である。なお、この図において、本実施の形態に係るスイッチ冶具３０の試験対象であるマトリックススイッチ１９については図４で説明したので、ここでは説明を省略する。
【００２２】
本実施の形態に係るスイッチ冶具３０は、信号入力手段であるデジタル入力部３１と、信号出力手段であるデジタル出力部３２と、入出力モード設定部３３と、信号生成手段である論理回路部３４と、スイッチ状態設定手段であるスイッチ状態設定・入力部３５とを備えている。
デジタル入力部３１は、８つの入力端子を備え、ワンチップマイコン１３のスキャン信号とセグメント信号の取り込みを行う。すなわち、８つの入力端子のうち４つをワンチップマイコン１３のスキャン信号Ｓｃ１〜Ｓｃ４の出力端に接続し、残りの４つをワンチップマイコン１３のセグメント信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４の出力端に接続することで、スキャン信号とセグメント信号を取り込む。
【００２３】
デジタル出力部３２は、４つの出力端を備えており、ワンチップマイコン１３のセグメント信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４の出力端に接続することで、論理回路部３４で生成された試験用のセグメント信号を出力する。
スイッチ状態設定・入力部３５は、マトリックススイッチ１９の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１６のスイッチ状態を擬似的に設定する。例えば、マトリックススイッチ１９のスイッチＳＷ１のスイッチ状態を擬似的に設定することで、スイッチＳＷ１を操作したときと同じスイッチ状態が得られる。また、スイッチ状態設定・入力部３５は、スイッチ状態の設定をスイッチＳＷ１〜ＳＷ１６の順番で順次設定を切り替えていくか、あるいはランダムに切り替えていく。
【００２４】
入出力モード設定部３３は、デジタル出力部３２を再生用と記録用にモードを切り替える。再生モードとは、マトリックススイッチ１９からスキャン信号を入力してセグメント信号を出力するモードである。また、記録用モードとは、マトリックススイッチ１９から出力されるスキャン信号とセグメント信号を取り込んでマトリックススイッチ１９のスイッチ状態を記録するモードである。デジタル出力部３２は、再生モードに切り替えられると通常のＨｉ、Ｌｏｗ出力を行い、記録モードに切り替えられると出力が高インピーダンスになる。デジタル出力部３２の出力を高インピーダンスにすることで、デジタル入力部３１がデジタル出力部３２の影響を受けることなくワンチップマイコン１３からのセグメント信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４を取り込むことができる。
【００２５】
論理回路部３４は、デジタル入力部３１とデジタル出力部３２とスイッチ状態設定・入力部３５と夫々接続されており、デジタル入力部３１に入力されたスキャン信号Ｓｃ１〜Ｓｃ４とスイッチ状態設定・入力部３５で設定されたスイッチ状態とによりデジタル出力部３２の出力、即ちセグメント信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４を生成する。例えば、スイッチ状態設定・入力部３５でスイッチＳＷ１のスイッチ状態が設定されたとして、マトリックススイッチ１９からスキャン信号Ｓｃ１が出力されると、セグメント信号Ｓｇ１を生成する。
【００２６】
ここで、スキャン信号を以下のように定義する。
スキャン信号Ｓｃ１を、ｓｃａｎ［１］
スキャン信号Ｓｃ２を、ｓｃａｎ［２］
スキャン信号Ｓｃ３を、ｓｃａｎ［３］
スキャン信号Ｓｃ４を、ｓｃａｎ［４］
【００２７】
また、デジタル出力部３２の出力を以下のように定義する。
セグメント信号Ｓｇ１に対するデジタル出力を、ｓｅｇ［１］
セグメント信号Ｓｇ２に対するデジタル出力を、ｓｅｇ［２］
セグメント信号Ｓｇ３に対するデジタル出力を、ｓｅｇ［３］
セグメント信号Ｓｇ４に対するデジタル出力を、ｓｅｇ［４］
【００２８】
また、スイッチ状態設定・入力部３５のスイッチ出力設定ｉをＳＷ［ｉ］（ｉは１〜１６）とする。
【００２９】
これにより、セグメント信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４を次のように決定することができる。
2004164212.tif 000003
但し、＆は論理積を表しており、＃は論理和を表している。
【００３０】
再生モードでは、論理回路部３４がスイッチ状態設定・入力部３５であるスイッチ状態が設定されている状態で、そのスイッチ状態に対応するスキャン信号がマトリックススイッチ１９のワンチップマイコン１３から出力されると、対応するセグメント信号が生成され、そのセグメント信号がデジタル出力部３２からマトリックススイッチ１９へ出力される。
【００３１】
ここで、図２にスイッチＳＷ１、スイッチＳＷ６を押したときのタイミングチャートを示す。全てのスイッチＳＷ１〜ＳＷ１６が押されていないとき（区間Ｔ１）は、各セグメント信号入力端子に接続された抵抗９〜１２によりセグメント信号はローレベルに固定されている。スイッチＳＷ１を押している間（区間Ｔ２）で、スキャン信号Ｓｃ１がＨｉレベルのときのみセグメント信号Ｓｇ１がＨｉレベルになる。同様にスイッチＳＷ６を押している間（区間Ｔ３）で、スキャン信号Ｓｃ２がＨｉレベルのときのみセグメント信号Ｓｇ２がＨｉレベルになる。
【００３２】
次に、スキャン信号Ｓｃ１〜Ｓｃ４とセグメント信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４をスイッチ冶具３０に入力することにより、スイッチ入力を記録する方式（記録モード）について説明する。
マトリックススイッチ１９からスキャン信号Ｓｃ１〜Ｓｃ４及びセグメント信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４を入力する。このときのスキャン信号Ｓｃ１〜Ｓｃ４及びセグメント信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４を以下のように定義する。
【００３３】
スキャン信号Ｓｃ１を、ｓｃａｎ［１］
スキャン信号Ｓｃ２を、ｓｃａｎ［２］
スキャン信号Ｓｃ３を、ｓｃａｎ［３］
スキャン信号Ｓｃ４を、ｓｃａｎ［４］
【００３４】
セグメント信号Ｓｇ１を、ｓｅｇ［１］
セグメント信号Ｓｇ２を、ｓｅｇ［２］
セグメント信号Ｓｇ３を、ｓｅｇ［３］
セグメント信号Ｓｇ４を、ｓｅｇ［４］
【００３５】
また、推定するスイッチ入力をＳＷ［ｉ］とする。
ＳＷ［ｉ］＝ｓｃａｎ［（（ｉ―１）／４）＋１］＆  ｓｅｇ［ｉ  ｍｏｄ４］
ここで、ｉ／４はｉ／４の商であり、ｉ  ｍｏｄ４はｉ／４の余りである。
【００３６】
つまり、次のようになる。
ＳＷ［１］＝ｓｃａｎ［１］＆  ｓｅｇ［１］
ＳＷ［２］＝ｓｃａｎ［１］＆  ｓｅｇ［２］
ＳＷ［３］＝ｓｃａｎ［１］＆  ｓｅｇ［３］
ＳＷ［４］＝ｓｃａｎ［１］＆  ｓｅｇ［４］
【００３７】
ＳＷ［５］＝ｓｃａｎ［２］＆  ｓｅｇ［１］
ＳＷ［６］＝ｓｃａｎ［２］＆  ｓｅｇ［２］
ＳＷ［７］＝ｓｃａｎ［２］＆  ｓｅｇ［３］
ＳＷ［８］＝ｓｃａｎ［２］＆  ｓｅｇ［４］
【００３８】
ＳＷ［９］＝ｓｃａｎ［３］＆  ｓｅｇ［１］
ＳＷ［１０］＝ｓｃａｎ［３］＆  ｓｅｇ［２］
ＳＷ［１１］＝ｓｃａｎ［３］＆  ｓｅｇ［３］
ＳＷ［１２］＝ｓｃａｎ［３］＆  ｓｅｇ［４］
【００３９】
ＳＷ［１３］＝ｓｃａｎ［４］＆  ｓｅｇ［１］
ＳＷ［１４］＝ｓｃａｎ［４］＆  ｓｅｇ［２］
ＳＷ［１５］＝ｓｃａｎ［４］＆  ｓｅｇ［３］
ＳＷ［１６］＝ｓｃａｎ［４］＆  ｓｅｇ［４］
【００４０】
マトリックススイッチ１９からスキャン信号Ｓｃ１〜Ｓｃ４とセグメント信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４を取り込むことによって、マトリックススイッチ１９で操作されたスイッチを特定することができる。この場合、入力ＳＷ［ｉ］がアクティブになったタイミングでＳＷ＿Ｈ［ｉ］を保持するようにし、入力ＳＷ［ｉ］が非アクティブか又はＳＷ［ｉ］以外のＳＷ［ｊ］（ｊは１以上１７以下、かつｉでない）のどれか１つでもアクティブになったときに、ＳＷ＿Ｈ［ｉ］をオフにするようにする。
例えば、図３に示すように、スイッチＳＷ５の入力ＳＷ［５］がアクティブになったタイミングでＳＷ＿Ｈ［５］を保持する。そして、入力ＳＷ［５］が非アクティブか又はＳＷ［５］以外のＳＷ［１］がアクティブになると、ＳＷ＿Ｈ［５］をオフにする。
【００４１】
なお、スイッチ冶具３０には図示せぬメモリが設けられており、特定されたスイッチを示すデータがこのメモリに記録される。
【００４２】
このように本実施の形態のスイッチ冶具３０は、マトリックススイッチ１９へスイッチ状態に応じたセグメント信号を出力する再生モードと、マトリックススイッチ１９でスイッチ操作が行われたときのスキャン信号とセグメントスイッチの記録を行う記録モードを任意に選択することができる。そして、再生モードでは、スイッチ状態設定・入力部３５がマトリックススイッチ１９で設定される複数のスイッチ状態と同じ状態をマトリックススイッチ１９のスイッチＳＷ１〜ＳＷ１６の順あるいはランダムで設定する。そして、各設定において、デジタル入力部３１がマトリックススイッチ１９のスキャン信号を取り込み、取り込んだスキャン信号とスイッチ状態設定・入力部３５で設定したスイッチ状態とからセグメント信号を生成し、生成したセグメント信号をマトリックススイッチ１９へ出力する。
【００４３】
一方、記録モードでは、マイコン１３から出力されるスキャン信号Ｓｃ１〜Ｓｃ４とセグメント信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４を取り込み、対応するスイッチＳＷ１、ＳＷ２、…、ＳＷ１５又はＳＷ１６を特定し記録する。
【００４４】
したがって、自動的にマトリックススイッチ１９を試験することができ、しかも従来のスイッチ冶具と違ってマトリックススイッチ１９の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１６に対応する個数分のアナログスイッチＡＳＷ１〜ＡＳＷ１６（図４参照）を用意する必要がないので、回路構成が簡単になり低コスト化が可能となる。
【００４５】
また、マトリックススイッチ１９のワンチップマイコン１３の端子部分に直接接続できる構造を採ることが可能であるので、製造時点でそのような接続構造を採っていないマトリックススイッチにおいても動作試験を行うための改造を容易に行える。
【００４６】
また、入出力モード設定部３３により、記録時は出力をハイインピーダンス状態にして記録を行い、再生時は上記の通常のハイ・ロー出力を行って再生を行うことにより、記録再生機能を１つにまとめることができる。
【００４７】
なお、上記実施の形態では、スキャン信号が正論理の場合を例に説明したが、負論理の場合も同様なデジタル入出力治具を用いて構成できる。このときのセグメント出力は、次のようになる。
2004164212.tif 000004
【００４８】
但し、！は否定を表している。また、抵抗９〜１２がプルダウン抵抗ではなくプルアップ抵抗となる。
【００４９】
また、上記実施の形態では、スキャン信号が４つ、セグメント信号も４つの場合について説明したが、スキャン信号やセグメントの数が異なる場合も同様に構成することが可能である。
【００５０】
また、上記実施の形態では、マトリックス入力を最も基本的方式で説明したが、スキャン信号とセグメント信号の使い方の異なるマトリックス入力に対しても論理回路部３４の内容変更により対応することが可能である。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１に係る発明のスイッチ冶具によれば、マトリックススイッチで設定されるスイッチ状態と同じ状態を設定して、この状態でマトリックススイッチのスキャン信号を取り込み、取り込んだスキャン信号とスイッチ状態とからセグメント信号を生成し、生成したセグメント信号をマトリックススイッチへ出力するので、従来のスイッチ冶具と違ってマトリックススイッチの各スイッチに対応する個数分のアナログスイッチＡＳＷ１〜ＡＳＷ１６（図４参照）を用意する必要がないので、回路構成が簡単になり低コスト化が可能となる。また、マトリックススイッチのワンチップマイコンの端子部分に直接接続することができる構造を採ることができるので、製造時点でそのような接続構造を採っていないマトリックススイッチにおいても動作試験するための改造を容易に行える。
【００５２】
請求項２に係る発明のスイッチ冶具によれば、マトリックススイッチからのスキャン信号とセグメント信号を取り込み、取り込んだスキャン信号とセグメント信号とからマトリックススイッチのスイッチ状態を特定するので、マトリックススイッチのスイッチ状態を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るスイッチ冶具の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るスイッチ冶具の再生モード時の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係るスイッチ冶具の記録モード時の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】従来のスイッチ冶具の構成を示すブロック図である。
【図５】従来のスイッチ冶具の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
９〜１２  プルダウン抵抗
１９  マトリックススイッチ
ＳＷ１〜ＳＷ１６  スイッチ
３０  スイッチ冶具
３１  デジタル入力部
３２  デジタル出力部
３３  入出力モード設定部
３４  論理回路部
３５  スイッチ状態設定・入力部
【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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