DE2814124A1

DE2814124A1 - Einrichtung zur dateneingabe in mikroprozessoren

Info

Publication number: DE2814124A1
Application number: DE19782814124
Authority: DE
Inventors: Georg Haubner; Hans Ing Grad Schrumpf; Juergen Dipl Ing Wesemeyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-04-01
Filing date: 1978-04-01
Publication date: 1979-10-11
Also published as: US4298930A; DE2814124C2

Description

3 28.H124"

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Dateneingabe in Mikroprozessoren nach der Gattung des Hauptanspruches. Es sind schon derartige Einrichtungen bekannt, mit denen
zu unterschiedlichen Zeiten verschiedene Daten auf dieselben Eingabeeingänge eines Mikroprozessors gegeben werden. Dabei sind jedoch die einzelnen Datenleitungen über aufwendige
Schalter, beispielsweise über solche mit Tristate-Verhalten entkoppelt. Eine derartige Entkopplung ist aufwendig und
teuer. Außerdem beinhaltet eine derartige Beschaltung des
Mikroprozessors weitere Störmöglichkeiten.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Dateneingabe in Mikroprozessoren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß nur eine geringe Anzahl von Invertern für die Entkopplung der einzelnen
Datenleitungen erforderlich sind. Die entsprechende Schaltung ist dabei außerordentlich kostengünstig und der Schaltungsaufwand ist gering.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung der im
Hauptanspruch angegebenen Einrichtung zur Dateneingabe in
Mikroprozessoren möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt

und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es

zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Multiplexsystem in einem Kraftfahrzeug, mit mehreren Empfangsstationen

und mit einer Zentrale,
Fig. 2 die Dateneingabebeschaltung eines Mikroprozessors

in einer Empfangsstation und
Fig. 3 die Ausgangsbeschaltung der Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse eines handelsüblichen Mikroprozessors.

-3-

900841/0163

Beschreibung der Erfindung

In Figur 1 ist schematisch ein Multiplexsystem mit einer Zentrale 10 und zwei Teilnehmern 11 und 12 dargestellt. Die Zentrale 10 und die Teilnehmer 11 und 12 sind über eine Taktleitung 13, eine Schaltleitung Ik und eine Rückmeldeleitung 15 miteinander verbunden. Der Empfänger 12 und entsprechend auch der Empfänger 11 steuert eine bestimmte Anzahl von Verbrauchern, beispielsweise Relais l6,17il8,19 und 20 an. Die Ansteuerung erfolgt dabei entsprechend den über die Schaltungleitung 14 eintreffenden Signalen von der Zentrale 10. Mit den Relais können verschiedene Verbraucher, beispielsweise die Scheinwerfer, die Blinkgeber, Zusatzscheinwerfer, Wischanlagen und dergleichen geschaltet werden. Jedem der Relais ist eine bestimmte Nummer zugeordnet, wobei diese Nummer entsprechenden Schaltsignalen auf der Schaltleiter Ik entspricht. Der Empfänger 12 ist mit einem Mikroprozessor versehen, der zur Verarbeitung der über die Taktleitung 13 und über die Schaltleitung Ik ankommenden Signale dient. Außerdem ist der Mikroprozessor 21 dazu vorgesehen, Rückmeldesignale von verschiedenen Verbrauchern, beispielsweise Scheinwerfern 22, Gebern 23, temperaturabhängigen V7iderständen 2k und dergleichen über die Rückmeldeleitung I5 zu der Zentrale 10 zurückzusenden. Damit die einzelnen Relais l6 bis 20, die bestimmten Verbrauchern des Kraftfahrzeuges zugeordnet sind, mit verschiedenen Schaltimpulsen angesteuert werden können, ist der Mikroprozessor 21 des Empfängers mit einer programmierbaren Diodenmatrix versehen, wobei entsprechend verschiedenen Matrixschnittpunkten der Diodenmatrix 25 verschiedene Schaltsignale den Relais l6 bis 20 zugeordnet werden können.

Wenn beispielsweise der Mikroprozessor 21 in 6k Arbeitsschritten arbeitet, dann werden dem Mikroprozessor über die Taktleitung I3 6k Taktimpulse zugeführt. Nach einer bestimmten Pausenzeit werden wieder die 6k Arbeitsschritte abgearbeitet. Parallel zu den Taktiinpulsen auf der Taktleitung 13 können von der Zentrale Schaltsignale über die

-4-

90S841/01S3

28H124

Schaltleistung abgegeben werden. Soll beispielsweise das Relais l6 die Wertigkeit 1, das Relais 17 die Wertigkeit 2, das Relais 18 die Wertigkeit 5i das Relais 19 die Wertigkeit und das Relais 20 die Wertigkeit 9 haben, dann muß zur Ansteuerung des Relais 16 mit der Wertigkeit 1 parallel zum ersten Taktimpuls ein Schaltsignal auf die Schaltleitung gegeben werden. Soll beispielsweise das Relais 19 mit der Wertigkeit 8 eingeschaltet werden, dann muß von der Zentrale 10 bei derr. achten Taktimpuls gleichzeitig ein Schaltsignal auf die Schaltleitung l4 gegeben werden. Die Programmierung, welchem der Relais ein bestimmtes Schaltsignal zugeordnet wird, d.h. bei welchem Taktsignal ein Schaltsignal auf die Schaltleitung l4 gegeben werden muß, geschieht mit Hilfe der Diodenmatrix 25.

In Figur 2 ist der Mikroprozessor 21 des Empfängers 12 dargestellt. Der Mikroprozessor 12 hat eine erste Gruppe 26 von Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen 27,28,29,30,31,32,33 und 34. Der Mikroprozessor 21 weist außerdem eine zweite Gruppe 35 von Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen 36 , 37 , 38 , 39, 40 , 41, 42 und '13 auf. An die Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse 36 bis 43 sind die Zeilen 44,45,46,47,48,49,50 und 51 der Diodenmatrix 25 angeschlossen. Die Spalten 52,53,54,55,56,57,58 und 59 der Diodenmatrix sind dagegen mit den Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen 27 bis 3 4 des Mikroprozessors 21 verbunden. Mit Hilfe der Diodenmatrix kann nunmehr programmiert werden, welchen der in Fig. 1 dargestellten Relais l6 bis 20 die einzelnen Schaltsignale zugeordnet werden sollen, d.h. bei welchem Schaltsignal diese Relais l6 bis 20 ansprechen sollen. Im vorliegenden Beispielsfall soll das Relais l6 bei dem Schaltsignal 1 ansprechen. Deshalb ist der Matrixschnittpunkt mit der Wertigkeit 1, also der Schnittpunkt zwischen der Zeile 44 und der Spalte 52 mit einer Diode zuversehen. Außerdem sind in dem gewählten Beispielsfall die Matrixschnittpunkte 2,518 und 9 mit je einer Diode zu versehen.

-5-

3 0984-· /0183

'*" 28 Η124

Um die Programmierung einer derartigen Matrix, beispielsweise im Kraftfahrzeug flexibel zu machen, können beispielsweise an allen Matrixschnittpunkten Dioden angeordnet sein, die jeweils durch Auftrennen der entsprechenden Leitung unwirksam gemacht werden, die Diodenmatrix kann aber auch nach Art eines Kreuzschienenverteilers ausgebildet sein, wobei

die einzelnen Matrixschnittpunkte durch Anbringen von Dioderr Steckern,)
VlFlCua'm geschaltet werden. Es können aber auch alle Matrixschnittpunkte mit Dioden und in Reihe dazu geschalteten Schaltern versehen werden, die dann je nach Bedarf geöffnet oder geschlossen werden. Dadurch ist eine sehr einfache Programmierung der Diodenmatrix möglich.

Die Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse 27 bis Jl sind mit den Anoden von Dioden 6θ, 6l, 62, 63 und 6h verbunden, wobei die Kathoden der Dioden 60 bis Gh mit den Ausgängen von Invertern 65, 66, 67, 68 und 69 verbunden sind. Die Eingänge der Inverter 65 bis 69 sind mit Widerständen 70, 7I, 72, 73 und lh verbunden, wobei an diese Widerstände JO bis 7^ιί die Rückmeldeinformationen angelegt werden können. Dies sind beispielsweise, wie in Fig. 1 angedeutet, Werte über eingeschaltete Verbraucherausgangssignale von Sensoren, Analogwerte von temperaturabhängigen Widerständen und dergleichen. An die Eingänge der Inverter 65 bis 69 ist jeweils die Anode einer Diode 75,76,77178 und 79 angeschlossen. Die Kathoden der Dioden 7.5 bis 79 sind untereinander verbunden und an einen Ausgang 80 des Mikroprozessors 21 angeschlossen.

In Figur 3 ist das Ersatzschaltbild der internen Beschaltung der Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse 36 bis 4 3 dargestellt. Eine derartige Ausgangsbeschaltung hat beispielsweise der auf dem Markt erhältliche Mikroprozessor 80^;i8. Das Ersatzschaltbild zeigt zwei Schalter 8l und 82, die zueinander in Reihe geschaltet sind. Der Schalter 8l ist an Plus angeschlossen und

-6-

909841/0 183

der Schalter 82 mit Minus verbunden. Parallel zu dem Schalter 8l ist ein Widerstand 83 angeordnet, der bei dem käuflich erhältlichen Mikroprozessor 8O48 den Wert von etwa 50 Kiloohm hat. Mit der im Ersatzschaltbild dargestellten Ausgangsbeschaltung können an den Klemmen 36 bis Ί3 die Signale 0 und 1 erzeugt werden. Ein 1 -Signal wird dann erzeugt, wenn beide Schalter 8l und 82 offen sind. Ein O-Signal an den Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen 36 und 43 wird auch dann hervorgerufen, wenn der untere

(Impuls Schalter 82 geschlossen wird. Ein l-SignaJ? an den Eingabe/ Ausgabe-Anschlüssen 36 bis 43 wird dann erreicht, wenn der obere Schalter 81 dynamisch, d.h. kurzzeitig für die Datenausgabe geschlossen wird.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung zur Dateneingabe ist folgende. Entsprechend dem Arbeitsprogramm des Mikroprozessors 21 werden in verschiedenen Ärbeitsschritten die Zeilen 44 bis $i der Diodenmatrix 25 abgefragt. Dabei wird in einem ersten Arbeitsschritt an die Zeile 44 ein O-Signal angelegt, das am Ausgang 36 des Mikroprozessors 21 erscheint. An den übrigen Ausgängen bis 43 liegt ein 1-Signal an und die den Matrixschnittpunkten 1,2,5 und 8 zugeordneten Dioden sind leitend. Das O-Signal wird daher über die Spalten 52,53>56 und 59 auf die Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse 27t28,31 und 3^t übertragen und diese Information wird in ein Register des Mikroprozessors 21 übernommen und weiterverarbextet.

Während der zeilenweisen Abfrage der Diodenmatrix 25 ist keine Dateneingabe über die Rückmeldeleitungen möglich. Die Inverter 65 bis 69 müssen deshalb gesperrt werden. Entsprechend dem Arbeitsprogramm des Mikroprozessors 21 wird deshalb ah dem Ausgang 80 des Mikroprozessors ein O-Signal erzeugt, das an den Eingängen der Inverter 65 bis 69 ebenfalls ein 0-Signal hervorruft. An den Ausgängen der Inverter 65 bis

-7-

/01ö 3

^r 28H124

entsteht deshalb ein 1-Signal und die Dioden 60 bis 64 werden gesperrt. Dadurch sind die Rückmeldeleitungen von den Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen 27 bis 31 entkoppelt.

Nach der zeilenweisen Abfrage der Diodenmatrix 25 können die Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse 27 bis 31 wieder zur Dateneingabe über die Rückmeldeleitungen benützt werden. An dem Ausgang'80 wird deshalb entsprechend dem Arbeitsprogramm des Mikroprozessors 21 eine logische 1 erzeugt, diese logische 1 gibt eine logische 1 an den Eingängen der Inverter 65 bis 69 und damit sind die Dioden 60 bis 64 wieder frei, so daß über die Inverter 65 bis 69 und die Dioden 60 bis entsprechend dem Arbeitsprogramm des Mikroprozessors Rückmeldedaten an die Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse 27 bis 3I angelegt werden können. Diese Rückmeldedaten werden dann in bekannter Weise in ein Register des Mikroprozessors 21 übernommen. Die Rückmeldeleitungen sind programmäßig mit den Matrixschnittpunkten 1,2,518 und 9 verknüpft, so daß bei entsprechenden Schaltsignalen die Rückmeldeinformation von dem Empfänger 12 zu der Zentrale 10 zurückgegeben werden kann.

Zwischen die Diodenmatrix 25 und die Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse 36 bis 43 können zur Erhöhung der Störsicherheit in der Zeichnung nicht dargestellte Inverter geschaltet sein, wobei der Eingang der Inverter mit den Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen 36 bis 43 verbunden ist. Die Verwendung von Invertern ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn beispielsweise die den Matrixschnittpunkten 1,2,5»8 und 9 zugeordneten Dioden mit Hilfe von Schaltern wirksam geschaltet werden. Dann sorgen die Inverter für einen ausreichenden Stromfluß über die Schaltkontakte dieser Schalter.

Mit der beschriebenen Einrichtung ist eine einfache Dateneingabe zu unterschiedlichen Dateneingabezeiten und über

909841/0183

28 H124 *

unterschiedliche Dateneingabeleitungen auf dieselben Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse eines Mikroprozessors möglich, ohne daß aufwendige Entkopplungsschaltungen verwendet werden müssen. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel müssen nur fünf Inverter 66 bis 69 und die zugeordneten Dioden verwendet werden. Eine derartige Schaltungsanordnung ist kostengünstig und mit geringem Schaltungsaufwand herzustellen.

309841/0183

Claims

Robert Bosch GmbH, Stuttgart Ansprüche

f 1 .J Einrichtung zur Dateneingabe in Mikroprozessoren mit statischen Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen, insbesondere für programmierbare Mehrfach-Empfangsstationen von Multiplexeinrichtungen in Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß über eine bestimmte Gruppe (26) von Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen (27-3Ό des Mikroprozessors in einem ersten Zeitintervall, mit einer Diodenmatrix (25) Daten eingebbar sind und daß in einem zweiten Zeitabschnitt über die gleichen Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse (27 bis 3^) Zusatzdaten eingebbar sind, wobei mit den Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen (27 bis Jk) des Mikroprozessors (21) Dioden (60 bis 6'i) und dazu in Reihe geschaltete Inverter (65 bis 69) verbunden sind, über die die Zusatzdaten an die Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse (27 bis 3I) anlegbar sind, daß mit einem Ausgang (80) des Mikroprozessors (21) eine Diodengruppe (75 bis 79) verbunden ist, über die bei einem entsprechenden Ausgangssignal die Inverter (65 bis 69) gesperrt werden, so daß keine Eingabe von Zusatzdaten möglich ist, und daß bei gesperrten Invertern (65 bis 69) eine zeilenweise Abfrage der Diodenmatrix (25) erfolgt, wobei die entsprechenden Signale an die Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse (27 bis

908841/0183

ORIGINAL INSPECTED

-2-

L 5 -2-

28H124

des Mikroprozessors (21) angelegt sind und in diesen übernommen werden, daß bei Eingabe der Zusatzdaten die Diodengruppe (75 bis 79) durch ein 1-Signal an dem Ausgang (80) des Mikroprozessors (21) gesperrt ist und daß an die Zeilen (44 bis 51) der Diodenmatrix (25) ein 1-Signal angelegt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diodenmatrix (25) frei programmierbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das während der Eingabe der Zusatzdaten an den Zeilen (44 bis 51) der Diodenmatrix (25) anliegende 1-Signal durch die interne Ausgangsbeschaltung (81,82,83 der Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse (26 bis 43) des Mikroprozessors (21) hervorgerufen vrird.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilen (44 bis 5I) der Diodenmatrix (25) über je einen Inverter mit dem Mikroprozessor (21) verbunden sind.

>D9v'_: *· /0