(57)【要約】【課題】マイクロコンピュータのシステムクロックにばらつきが発生しても精度の高いカウント動作を実現する。【解決手段】システムクロックをカウントするカウンタ１０４と、カウンタ１０４のカウント値に対してカウント指定値を与えるタイマ初期値レジスタ１０２、コンペアレジスタ１０５と、カウンタ１０４がカウント指定値までカウントしたことを検出し検出信号を出力する手段と、マイクロコンピュータに入力される基準クロックをカウントする基準クロックカウンタ１０６と、カウンタ１０４でカウントされた値と基準クロックカウンタ１０６でカウントされた値を比較する比較器１０７と、比較器１０７が出力する比較結果からカウント指定値を補正するための補正データを生成する補正データ発生器１０８とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロコンピュータに内蔵されるタイマ装置であって、前記マイクロコンピュータのシステムクロックをカウントするシステムクロックカウント手段と、前記システムクロックカウント手段のカウント値に対してカウント指定値を与えるカウント指定値付与手段と、前記システムクロックカウント手段が前記カウント指定値までカウントしたことを検出し検出信号を出力する手段と、前記マイクロコンピュータに入力される基準クロックをカウントする基準クロックカウント手段と、前記システムクロックカウント手段でカウントされた値と前記基準クロックカウント手段でカウントされた値を比較する比較手段と、前記比較手段が出力する比較結果から前記カウント指定値を補正する補正データを生成する補正データ発生手段とを備えるタイマ装置。
【請求項２】
前記比較手段が出力する比較結果を記憶する記憶手段を備える請求項１記載のタイマ装置。
【請求項３】
マイクロコンピュータへの前記基準クロックの入力を開閉する制御手段を備える請求項１または２記載のタイマ装置。
【請求項４】
前記制御手段はマイクロコンピュータに内蔵されるレジスタにより制御される請求項３記載のタイマ装置。
【請求項５】
前記補正データを表示する表示装置を備える請求項１から４のいずれか一項記載のタイマ装置。
【請求項６】
前記補正データを用いた前記カウント指定値の補正処理が未実施であることを警告する警告装置を備える請求項１から５のいずれか一項記載のタイマ装置。
【請求項７】
前記補正データを外部から入力する補正データ入力手段を備える請求項１から６のいずれか一項記載のタイマ装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項記載のタイマ装置を搭載したマイクロコンピュータ応用機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロコンピュータに内蔵され、時間監視やシリアル転送クロック発生などのタイミング制御に使用されるタイマ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、時間監視やシリアル転送クロック発生などのタイミング制御に使用することができるように、マイクロコンピュータには一般にタイマ装置が内蔵されている。図８は、このような従来のタイマ装置の構成を示すブロック図である。
【０００３】
図８において、８０１はマイクロコンピュータに入力されるシステムクロック入力端子、８０４はシステムクロックをアップカウントまたはダウンカウントしてタイマ割込みやシリアルクロックを発生させるためのカウンタ、８０２はカウンタ８０４の初期値を設定しカウンタ８０４がオーバーフローまたはアンダーフローするまでの期間を定めるタイマ初期値レジスタ、８０３はカウンタ８０４の任意のカウント値で割込み要求を発生させることが可能なコンペアレジスタである。
【０００４】
このように構成されたタイマ装置は次のように動作する。まず、カウンタ８０４の動作を許可する前の準備動作として、タイマ初期値レジスタ８０２の値を初期値としてカウンタ８０４にロードする。カウンタ８０４のカウント動作を許可すると、カウンタ８０４はシステムクロックによりアップカウントまたはダウンカウントされる。
【０００５】
カウント動作を継続し、カウンタ８０４がオーバーフローまたはアンダーフローするとタイマ割込み要求を発生させる。また、コンペアレジスタ８０３に任意の値を設定しておき、カウンタ８０４の値がコンペアレジスタ８０３に一致した場合も、アンダーフローやオーバーフロー発生時と同様に割込みを発生させることも可能である。
【０００６】
割込み発生時にはタイマ初期値レジスタ８０２の値を再度カウンタ８０４にロードし、割込み制御を継続して実行することにより、時間監視やシリアル転送クロックの発生を継続して実行することができる。
【０００７】
このようなタイマ装置を備えたマイクロコンピュータは各種電気機器に使用されて普及しているが、マイクロコンピュータのシステムクロックの発振回路に水晶やセラミックの振動子を用いず、ＣＲ発振回路などで構成してコスト低減を図っているものがある。
【０００８】
ＣＲ発振回路などの発振周波数のばらつきが大きい発振回路を用いた場合でも正確に時間を計測するために、商用電源の周波数を基準周波数信号として用いる計時方法がある。基準周波数信号の１サイクルをマイクロコンピュータでカウントし、このカウント値を単位として対象信号を計時する方法である（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−５２０８０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示したような従来の構成では、マイクロコンピュータのシステムクロックにばらつきや誤差がある場合は、タイマで計測する時間やシリアル通信のクロックにばらつきが発生することになる。これを防止するために、マイクロコンピュータやマイクロコンピュータ応用機器においては、発振子とマイクロコンピュータ周辺回路およびマイクロコンピュータの間でマッチングを取るといった作業を実施している。
【００１１】
また、上記商用電源の周波数を基準周波数信号として用いる計時方法は、システムクロックの発振周波数によらずに対象信号を計時することができる有効な方法であるが、基準周波数信号の１サイクルを単位とする計時方法であるため、一般のマイクロコンピュータのタイマ装置として使用することができない。
【００１２】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためになされたものであり、マイクロコンピュータに内蔵されるタイマ装置において、マイクロコンピュータのシステムクロックにばらつきが発生しても精度の高いカウント動作を実現し、マイクロコンピュータの歩留まりロスやマッチング作業工数を削減することが可能なタイマ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１のタイマ装置は、マイクロコンピュータに内蔵されるタイマ装置であって、前記マイクロコンピュータのシステムクロックをカウントするシステムクロックカウント手段と、前記システムクロックカウント手段のカウント値に対してカウント指定値を与えるカウント指定値付与手段と、前記システムクロックカウント手段が前記カウント指定値までカウントしたことを検出し検出信号を出力する手段と、前記マイクロコンピュータに入力される基準クロックをカウントする基準クロックカウント手段と、前記システムクロックカウント手段でカウントされた値と前記基準クロックカウント手段でカウントされた値を比較する比較手段と、前記比較手段が出力する比較結果から前記カウント指定値を補正する補正データを生成する補正データ発生手段とを備えるものである。
【００１４】
上記構成によれば、カウント指定値までシステムクロックカウント手段がカウントしたことの検出信号出力により、タイマ割込みによる時間監視やシリアル転送クロック発生を行うことができ、このカウント指定値がシステムクロックと基準クロックによるカウント値の比較に基づいて生成される補正データにより補正されるため、マイクロコンピュータに入力されるシステムクロックにばらつきが発生した場合においても、精度の高い時間計測やシリアル転送クロックの生成を行うことができる。
【００１５】
その結果、工場などにおいてシステム組み立て後にタイマやシリアル転送クロックを調整することが可能となるため、システムクロックを生成する発振子とマイクロコンピュータのマッチングを行う作業を削減することができ、歩留まりの向上を図ることができる。
【００１６】
請求項２のタイマ装置は、請求項１記載のタイマ装置において、前記比較手段が出力する比較結果を記憶する記憶手段を備えるものである。これによれば、記憶手段に保持した値をマイクロコンピュータのリセットスタート時に読み出すことにより、補正データを生成するための基準クロックカウンタによる一定時間の計測を毎回繰り返す必要がなくなる。
【００１７】
請求項３のタイマ装置は、請求項１または２記載のタイマ装置において、マイクロコンピュータへの前記基準クロックの入力を開閉する制御手段を備えるものである。また、請求項４のタイマ装置は、請求項３記載のタイマ装置において、前記制御手段はマイクロコンピュータに内蔵されるレジスタにより制御されるものである。
【００１８】
上記構成によれば、基準クロックの入力を外部から開閉し、あるいはマイクロコンピュータ応用機器の調整モード等を利用して基準クロックの入力を開閉することにより、マイクロコンピュータに基準クロックを常時入力する必要がなくなる。また、工場出荷後に発振子の経年劣化によりずれが大きくなった場合でも対応が可能となる。
【００１９】
請求項５のタイマ装置は、請求項１から４のいずれか一項記載のタイマ装置において、前記補正データを表示する表示装置を備えるものである。これによれば、クロックカウントの補正中または補正後の補正データを表示装置に表示し、クロックカウントの状態をモニタすることができる。
【００２０】
請求項６のタイマ装置は、請求項１から５のいずれか一項記載のタイマ装置において、補正データを用いた前記カウント指定値の補正処理が未実施であることを警告する警告装置を備えるものである。これによれば、マイクロコンピュータ応用機器の立上げ後に一度でもクロック補正が行われているかどうかを確認し、実行されていない場合にはクロック補正を促すことで設定漏れを防止することができる。
【００２１】
請求項７のタイマ装置は、請求項１から６のいずれか一項記載のタイマ装置において、前記補正データを外部から入力する補正データ入力手段を備えるものである。これによれば、基準クロックとシステムクロックのずれをユーザが確認し、補正データを外部から入力することで、任意の補正データを自由に設定することができる。
【００２２】
【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ながら説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係るタイマ装置の構成を示すブロック図である。図１において、１０１はマイクロコンピュータに入力されるシステムクロック入力端子、１０２はタイマ初期値レジスタ、１０３は基準クロック入力端子、１０４はシステムクロックをカウントするカウンタ、１０５はカウンタ１０４の値と比較するための任意の値を保持するコンペアレジスタ、１０６は基準クロックをカウントする基準クロックカウンタ、１０７はシステムクロックのカウント値と基準クロックのカウント値を比較する比較器、１０８は比較器１０７の比較結果からタイマ初期値レジスタ１０２やコンペアレジスタ１０５のカウント指定値を補正する補正データを生成する補正データ発生器である。
【００２３】
このように構成されたタイマ装置において、カウンタ１０４ではシステムクロック入力端子１０１から入力されるシステムクロックのパルス数をカウントする。基準クロックカウンタ１０６では基準クロック入力端子１０３を通して入力される基準クロックのパルス数のカウントを行う。
【００２４】
カウンタ１０４および基準クロックカウンタ１０６で一定期間計測し、比較器１０７で両者のカウント値を比較する。システムクロックにばらつきがある場合は、基準クロックカウンタ１０６で計測した時間に対してカウンタ１０４でカウントした値のずれが生ずる。ずれの値により補正データ発生器１０８で補正データを決定し、タイマ初期値レジスタレジスタ１０２またはコンペアレジスタ１０５の値を補正する。
【００２５】
補正データ発生器１０８では、システムクロックにばらつきが無い場合の比較器１０７の出力に対する期待値と、実際の比較器１０７の出力との差から補正データを決定する。このようにすることにより、マイクロコンピュータに入力されるシステムクロックを調整することなくタイマによる計測精度を向上させることができる。
【００２６】
図２は本発明の第２の実施形態に係るタイマ装置の構成を示すブロック図である。図１に示した部分と同一部分には同一符号を付して説明する。２０９はカウンタ１０７が出力する比較結果を記憶する揮発性の外部記憶装置であり、補正データの値を記憶しておくことができる。
【００２７】
このように構成されたタイマ装置において、カウンタ１０４および基準クロックカウンタ１０６で一定期間計測し、比較器１０７からの出力により補正データ発生器１０８が決定した補正データを外部記憶装置２０９に書き込んでおくようにする。
【００２８】
マイクロコンピュータにリセットがかかった場合には、外部記憶装置２０９の値を読み出し、これを補正データ発生器１０８の生成する補正データとして使用する。このようにすることで、マイクロコンピュータの再起動時に、カウンタ１０４および基準クロックカウンタ１０６による一定時間の計測を行うことなくクロックカウントの補正を行うことができる。
【００２９】
図３および図４は本発明の第３の実施形態に係るタイマ装置の構成を示すブロック図である。図１に示した部分と同一部分には同一符号を付して説明する。図３において、３０９はマイクロコンピュータへの基準クロックの入力を指示するテストモード信号が入力されるテストモード入力端子である。テストモード入力端子３０９を設ける代わりに、図４に示すように、マイクロコンピュータに内蔵されるソフトウェア制御可能なテストモード設定レジスタ４０９を設けるようにしてもよい。
【００３０】
このように構成されたタイマ装置においては、テストモード入力端子３０９から入力するテストモード信号またはテストモード設定レジスタ４０９を論理レベル“Ｈ”に設定した場合にのみ基準クロックが入力可能となり、常時基準クロックを入力する必要がなくなる。入力端子３０９は汎用入出力端子との兼用にしておくことにより、クロックカウントの補正終了後は通常端子として使用することができる。
【００３１】
図５は本発明の第４の実施形態に係るタイマ装置の構成を示すブロック図である。図１に示した部分と同一部分には同一符号を付して説明する。５０９は補正データ発生器１０８が決定した補正データを表示するための表示装置である。
【００３２】
このように構成されたタイマ装置においては、クロックカウントの補正中または補正後の補正データを表示装置５０９に表示し、クロックカウントの状態をモニタすることができる。
【００３３】
図６は本発明の第５の実施形態に係るタイマ装置の構成を示すブロック図である。図１に示した部分と同一部分には同一符号を付して説明する。６０９はクロック補正が未実施であることを警告する警告装置である。
【００３４】
このように構成されたタイマ装置において、初期状態では警告表示装置６０９に警告表示を行いクロック補正が行われていないことを警告する。マイクロコンピュータのリセットスタート後、一度クロック補正が行われると警告表示状態を解除し、クロック補正が行われたことを示すようにする。本発明の第２の実施形態と組み合わせ、外部記憶装置の状態を参照し警告表示を行う構成としてもよい。
【００３５】
図７は本発明の第６の実施形態に係るタイマ装置の構成を示すブロック図である。図１に示した部分と同一部分には同一符号を付して説明する。１０９はタイマ初期値レジスタ１０２やコンペアレジスタ１０５に補正データを与える補正データレジスタ、７０８は比較器１０７の比較結果を表示するための表示装置、７０９は補正データレジスタ１０９にマイクロコンピュータ外部から補正データを入力する入力装置である。
【００３６】
このように構成されたタイマ装置においては、基準クロックカウンタ１０７の値と、システムクロックのカウンタ１０４の値とを比較した結果を表示装置７０８に表示する。この結果を参照し、ユーザがクロックカウントの補正値を計算し、入力装置７０９により補正データレジスタ１０９に補正データの入力を行い、入力された値によりクロックカウント数の補正を行う。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のタイマ装置によれば、タイマ初期値レジスタあるいはコンペアレジスタに保持されるカウント指定値がシステムクロックと基準クロックによるカウント値の比較に基づいて生成される補正データにより補正されるため、マイクロコンピュータに入力されるシステムクロックにばらつきが発生した場合においても、精度の高い時間計測やシリアル転送クロックの生成を行うことができる。
【００３８】
その結果、工場などにおいてシステム組み立て後にタイマやシリアル転送クロックを調整することが可能となるため、システムクロックを生成する発振子とマイクロコンピュータのマッチングを行う作業を削減することができ、歩留まりの向上を図ることができる。
【００３９】
さらに本発明のタイマ装置によれば、記憶手段に保持した値をマイクロコンピュータのリセットスタート時に読み出すことにより、補正データを生成するための基準クロックカウンタによる一定時間の計測を毎回繰り返す必要がなくなる。
【００４０】
さらに本発明のタイマ装置によれば、基準クロックの入力を外部から開閉し、あるいはマイクロコンピュータ応用機器の調整モード等を利用して基準クロックの入力を開閉することにより、マイクロコンピュータに基準クロックを常時入力する必要がなくなる。また、工場出荷後に発振子の経年劣化によりずれが大きくなった場合でも対応が可能となる。
【００４１】
さらに本発明のタイマ装置によれば、クロックカウントの補正中または補正後の補正データを表示装置に表示し、クロックカウントの状態をモニタすることができる。
【００４２】
さらに本発明のタイマ装置によれば、マイクロコンピュータ応用機器の立上げ後に一度でもクロック補正が行われているかどうかを確認し、実行されていない場合にはクロック補正を促すことで設定漏れを防止することができる。
【００４３】
さらに本発明のタイマ装置によれば、基準クロックとシステムクロックのずれをユーザが確認し、補正データを外部から入力することで、任意の補正データを自由に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るタイマ装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るタイマ装置の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るタイマ装置の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るタイマ装置の構成を示すブロック図。
【図５】本発明の第４の実施形態に係るタイマ装置の構成を示すブロック図。
【図６】本発明の第５の実施形態に係るタイマ装置の構成を示すブロック図。
【図７】本発明の第６の実施形態に係るタイマ装置の構成を示すブロック図。
【図８】従来のタイマ装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１０１、８０１  システムクロック入力端子
１０２、８０２  タイマ初期値レジスタ
１０３  基準クロック入力端子
１０４、８０４  システムクロックカウンタ
１０５、８０３  コンペアレジスタ
１０６  基準クロックカウンタ
１０７  比較器
１０８  補正データ発生器
１０９  補正データレジスタ
２０９  外部記憶装置
３０９  テストモード入力端子
４０９  テストモード設定レジスタ
５０９、７０８  表示装置
６０９  警告装置
７０９  入力装置
【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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【図８】
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