DE2812241C2

DE2812241C2 - Einrichtung zur Dateneingabe und Datenausgabe in bzw. aus einem Mikroprozessor

Info

Publication number: DE2812241C2
Application number: DE2812241A
Authority: DE
Inventors: Georg 8431 Berg Haubner; Jürgen Dipl.-Ing. 8500 Nürnberg Wesemeyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-03-21
Filing date: 1978-03-21
Publication date: 1984-06-28
Also published as: DE2812241A1; US4301504A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Dateneingabe und Datenausgabe in bzw. aus einem Mikroprozessoren nach der Gattung des Patentanspruchs.

Es sind schon Einrichtungen zur Dateneingabe und Datenausgabe in bzw. aus Mikroprozessoren mit dynamischen Ausgängen ζ. B. am Mikroprozessor 8048 (Port 1 und 2) bekannt, bei denen den Mikroprozessor-Ausgängen Zustandssignalspeicher nachzuschalten sind. Derartige Zusatzeinrichtungen wie z. B. der Baustein 8255 sind jedoch aufwendig und teuer.

Es sind auch Einrichtungen zur Dateneingabe und Datenausgabe in bzw. aus Mikroprozessoren mit statischen Ausgängen ζ. B. am Datenbus des Mikroprozessors 8048 der Siemens AG bekannt, die als sogenannte Erweiterungsbausteine (Expander) geschaltet sind. Der- w> artige Erweiterungsbausteine wie /. B. der Baustein SAB 8251 der Siemens Ad sind ebenfalls aufwendig und teuer und außerdem ist mit derartigen Erweilerungsbausteinen auch nur eine relativ begrenzte Dateneingabe möglich. M

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zur Erhöhung der Anzahl der in Mikroprozessoren einzugebenden Daten erforderliche Schaltungsanordnung zu

vereinfachen.

Dies wird bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs erreicht Diese Lösung hat den Vorteil, daß sie außerordentlich kostengünstig in ihrem Aufbau ist Dem Mikroprozessor müssen lediglich wenige Inverter sowie eine Schalter/Diodenmatrix hinzugeschaltet werden, um eine Vielzahl von Daten eingeben zu können, wobei über die Dateneingabe-Eingänge außerdem auch Daten vom Mikroprozessor bereitgestellt und über nachgeschaltete Inverter ausgegeben werden können.

Eine Schalter/Diodenmatrix, wie sie bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung verwendet werden kann, ist bereits aus der US-PS 32 45 051 an sich bekannt. Außerdem ist es aus der US-PS 40 32 894 an sich bekannt, Daten aus einer Auswahlmatrix unter Verwendung von lnvertern mit einer Leseschaltung zusammenzuschalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt die schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung zur Dateneingabe in einen Mikroprozessor und zur gleichzeitigen Datenausgabe über Inverter, die mit den Dateneingabe-Eingängen verbunden sind.

In der Figur ist ein Mikroprozessor 1 mit Eingabe/ Ausgabe-Anschlüssen 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14 und 15 dargestellt. Anstelle der Eingabe/Ausgabe-An-Schlüsse 2 bis 15 können entsprechend mehr oder entsprechend weniger Anschlüsse je nach Bedarf oder nach den Möglichkeiten des Mikroprozessors verwendet werden.

Die Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse 8 bis 15 sind zu einer ersten Gruppe 16 und die Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse 2 bis 7 zu einer zweiten Gruppe 17 zusammengefaßt. Mit den Anschlüssen 2 bis 7 sind Inverter 18,19, 20, 21, 22 und 23 verbunden, wobei an den Ausgang jedes der Inverter 18 bis 23 eine Zeile 24,25, 26, 27, 28 bzw. 29 einer Schalter/Diodenmatrix 30 angeschlossen ist. Die Schalter/Diodenmatrix 30 weist außerdem Spalten 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 und 38 auf, die mit den Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen 8 bis 15 der ersten Gruppe 16 von Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen verbunden sind.

Der Aufbau einer Schalter/Diodenmatrix ist in der Datenverarbeitung allgemein bekannt und soll deshalb hier nur kurz erläutert werden. Jedem Matrixschnittpunkt, also jedem Schnittpunkt zwischen einer Zeile und einer Spalte ist eine Diode 39 und ein in Reihe zu dieser Diode liegender Schalter 40 zugeordnet. Über den Schalter 40, der zur Dateneingabe dient, wird der Matrixsehnittpunkt leitend geschaltet, d. h. es wird eine Verbindung von der entsprechenden Zeile zu der zugeordneten Spalte hergestellt.

Mit den Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen 8 bis 15 der ersten Gruppe 16 sind Inverter 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 und 48 verbunden, über die an den Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen 8 bis 15 erscheinende Signale ausgegeben werden können. Diese Signale können beispielsweise digitale Signale (Grenzwerte) sein, es können analoge Signale in Form von digitalen Impulsfolgen ausgegeben werden, die beispielsweise über einen der Inverter 41 bis 48 auf ein mittelwertbildendes Meßinstrument 49 gegeben werden, es können aber auch binarver.schlüsselte Signale an den Ausgängen der Inverter 41 bis 48 abgenommen werden. Die Ausgabe der unterschiedlichen Daten hängt von der Programmierung und dem Ar-

beitsablauf des Mikroprozessors 1 ab. Im vorliegenden ^call soll angenommen werden, daß an jeden der Inverter 41 bis 48 mittelwertbildende Meßinstrumente 49,50, 51, 52, 53, 54, 55 und 56 angeschlossen sind, wobei an den Ausgängen 8 bis 15 der ersten Gruppe Impulsfolgen mit unterschiedlichem Impuls-Pausen-Verhältnis auftreien, wobei mit Hilfe der Anzeigeinstrumente 49 bis 56 der Mittelwert dieser Impulsfolgen angezeigt wird.

Die Dateneingabe erfolgt nun folgendermaßen. Es sei zunächst anginommen, daß der Schalter 40 an dem Matrixschnittpunkt zwischen der Zeile 24 und der Spalte 32 sowie ein Schalter 57 an einem Matrixschnittpunkt zwischen der Zeile 24 und der Spalte 36 betätigt seien. Entsprechend dem in dem Mikroprozessor 1 programmierten Arbeitsablauf wird nun die Schalterstellung der der Zeile 24 zugeordneten Schalter abgefragt. Zu diesem Zweck wird durch entsprechende Programmierung des Mikroprozessors 1 an die jeweils abzufragende Zeile, im vorliegenden Fall also an die Zeile 24 ein O-Signal angelegt. Dieses O-Signal, das am Ausgang des Inverters 18 erscheint, wird über die Zeile 24 und die Spalte 32 bzw. 36 auf die von dem Mikroprozessor entsprechend einer vorgegebenen Programmierung hochohmig geschalteten Dateneingänge 9 und 13 weitergegeben. Dort wird das O-Signal in ein entsprechendes Register für Zeile 24 der Schalter/Diodenmatrix übernommen. Während an dem Ausgang des Inverters 18 ein O-Signal anliegt, wird durch entsprechende Programmierung des Mikroprozessors 1 von diesem an Ausgängen der Inverter 19 bis 23 ein 1-Signal hervorgerufen, das die diesen Zeilen zugeordneten Dioden sperrt, so daß eine Betätigung von Schaltern, welche Matrixschnittpunkten dieser Zeilen zugeordnet sind, wirkungslos bleibt.

In einem nächsten Arbeitsschritt wird an den Ausgang des Inverters 19 ein O-Signal angelegt, die Schalterstellungen der der Zeile 25 zugeordneten Schalter wird abgefragt, während gleichzeitig an den Ausgängen der Inverter 18 und 20 bis 23 ein 1-Signal anliegt. Die entsprechenden O-Signale die nunmehr an den Eingabe/ Ausgabe-Anschlüssen 8 bis 15 der ersten Gruppe 16 anliegen, werden nun in ein entsprechendes der Zeile 25 zugeordnetes Register übernommen. Entsprechend werden auch die übrigen Zeilen 26 bis 29 der Schalter/ Diodenmatrix abgefragt und die entsprechenden Schaltsignale in den Mikroprozessor 1 Übernommen.

Nach der Dateneingabe über die Eingabc/Ausgabe-Anschlüsse 8 bis 15 erfolgt die Datenausgabe über dieselben Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse 8 bis 15 und über die nachgeschalteten Inverter 41 bis 48. Dabei ist es wichtig, daß die Datenausgabezeit im Verhältnis zu der Dateneingabezeit relativ groß ist. Dadurch wird erreicht, daß der für die Dauer der Dateneingabe unterbrochene Ausgangsimpuls an den Invertern 41 bis bzw. an den damit verbundenen mittelwertbildenden Meßinstrumenten 49 bis 56 nur kurzzeitig unterbrochen wird und der dadurch hervorgerufene Fehler relativ gering ist. Die Datenausgabe Über die Eing^bc/Ausgabe-Anschlüsse 8 bis 15 erfolgt dabei dann, wenn an alien Ausgängen der Inverter 18 bis 23 welchen den Eingabe/ Ausgabe-Anschlüssen 2 bis 7 der zweiten Gruppe nachgeschaltet sind, ein I -Signal anliegt. Dieses 1 -Signal wird entsprechend dem Programm des Mikroprozessors 1 von diesem selbst bereitgestellt.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß mil dieser einfachen Einrichtung zur Dateneingabe und zur Datenausgabe sowohl Meßwerte von relativ langer Dauer ausgegeben weiden können und daß kurzzeitig Daten eingegeben werden können, wobei der Fehler des beispielsweise mit miitelwertbildenden instrumenten 49 bis 56 angezeigten Ausgangssignales stets vom Verhältnis Datenausgabezeit zu Dateneingabezeit abhängt. 1st dieses Verhältnis groß. d. h. ist die durch die

Eingabezeit hervorgerufene Verfälschung des Ausgabeimpulses gering, so ist der Fehler des angezeigten Wertes ebenfalls gering. Das Verhältnis von Datenausgabezeit zu üateneingabezcit wird desha'b je nach der erforderlichen Genauigkeit, mit der die Werte über die

ίο Inverter41 bis48angezeigt werdensollen.bestimmt.

Im Beispielsfall werden dem Mikroprozessor lediglich die Inverter 18 bis 23 und 41 bis 48 zugeordnet. Es gibt aber auch Mikroprozessoren, bei denen die Inverter 18 bis 23 beispielsweise mit Bestandteil des Mikro-Prozessors sind. Dadurch wird der Aufwand, der für die Einrichtung zur Dateneingabe und -ausgabe zu treiben ist, weiter verringert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schaltungsanordnung zur Dateneingabe und Datenausgabe in bzw. aus einem Mikroprozessor mit statischen Ausgängen, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Mikroprozessor (1) eine erste Gruppe (16) von Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen (8—15) sowohl zur Dateneingabe als auch zur Datenausgabe dient, daß eine zweite Gruppe (17) von Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen (2—7) über Inverter (18—23) mit einer der Dateneingabe dienenden Schalter/Diodenmatrix (30) verbunden ist, daß zur Dateneingabe die mit der zweiten Gruppe (17) von Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen (2—7) verbundenen Zeilen (24—29) der Schalter/Diodenmatrix (30) vom Mikroprozessor (1) derart angesäuert werden, daß an die jeweils anzusteuernde Zeile (z. B. 24) ein O-Signal angelegt wird, wobei das O-Signal über diejenigen Matrixpunkte, welche mit Hilfe der zur Dateneingabe betätigten Schalter (z. B. 40, 57) leitend geschaltet wurden, auf die Spalten (z. B. 32, 36) der Schalter/Diodenmatrix (30) übertragen und an die vom Mikroprozessor (1) entsprechend übertragen und an die vom Mikroprozessor (1) entsprechend hochohmig geschalteten Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse (z. B. 9, 13) der ersten Gruppe (16) gelangt und in den Mikroprozessor (1) übernommen wird, und wobei vom Mikroprozessor (1) durch Anlegen eines 1-Signales an die nicht abzufragenden Zeilen (z.B. 25—29) die den Matrixschnittpunkten dieser Zeilen (z. B. 25—29) zugeordneten Dioden gesperrt sind, daß die Datenausgabe über Inverter (41—48) erfolgt, welche mit der ersten Gruppe (16) von Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen (8—15) verbunden sind, wobei an allen Ausgängen der der zweiten Gruppe (17) von Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen (2—7) nachgeschalteten Inverter (18—23) vom Mikroprozessor (1) ein 1-Signal angelegt wird und daß das Verhältnis von Datenausgabezeit zu Dateneingabezeit groß ist.