[发明专利]模/数转换设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种将多个模拟输入信道对调位置并将模拟输入信号转换成数字信号的模/数(下文称为“A/D”)转换设备。

背景技术

图1是在日本早期公开的专利申请第H.9-269870号中描述的传统A/D转换设备的布置图。

该A/D转换设备包括：多路复用器(MPX)1，用于选择和输出n个信道模拟信号之一，所述n个信道模拟信号是从n个输入端子AI0至AIn-1输入的；A/D转换器(ADC)2，用于将从多路复用器1提供的模拟信号转换成数字信号并输出该数字信号；转换结果寄存器3，用于保持该转换后的数字信号；和多个控制寄存器4，其中设置通过总线9来自CPU等的操作指令。该A/D转换设备还包括：排序器5，其根据控制寄存器4的设置值，控制多路复用器1、A/D转换器2和例如转换结果寄存器3；和译码器(DEC)6、7，其根据来自该排序器5的指令，分别控制多路复用器1和转换结果寄存器3的转变。

控制寄存器4包括：例如，开始/停止指令寄存器4a，用于输入用于A/D转换的开始和停止指令；转换模式设置寄存器4b，用于将转换模式设置成扫描模式或选择模式；和转换信道设置寄存器4c，用于设置扫描的初始信道或所选信道。

在该A/D转换设备中，当在转换模式设置寄存器4b中设置扫描模式，例如在转换信道设置寄存器4c中设置“n-2”，此外，在开始/停止指令寄存器4a中设置开始指令时，开始根据扫描模式的A/D转换。在此情况下，在转换信道设置寄存器4c中首先设置的“n-2”被提供给译码器6、7，从而使得由多路复用器1选择的输入端子AIn-2的输入信号被A/D转换器2转换成数字信号，并被存储到转换结果寄存器3的结果寄存器RRn-2中。接着，转换信道设置寄存器4c的值减1，从而变为“n-3”，并且输入端子AIn-3的输入信号被转换成数字信号，并被存储在转换结果寄存器3的结果寄存器RRn-3中。连续执行相同的处理，直到输入端子AI0输入信号，该输入端子AI0的输入信号的转换结果被存储在结果寄存器RR0中，并从而完成根据扫描模式的A/D转换。此后，由CPU等经由总线9读取存储在转换结果寄存器3的结果寄存器RR0至RRn-2中的转换结果。当已经完成了完整的扫描模式转换周期时，在其中可以设置连续扫描模式的转换模式设置寄存器4b中产生条件，在该条件下可以再次重复扫描模式转换周期：当已经设置连续扫描模式时，重复如上所述的扫描模式操作。

另一方面，当在转换模式设置寄存器4b中设置选择模式，例如在转换信道设置寄存器4c中设置“n-2”，此外，在开始/停止指令寄存器4a中设置开始指令时，根据选择模式执行A/D转换。在此情况下，在转换信道设置寄存器4c中设置的“n-2”被提供给译码器6、7，并且由多路复用器1选择的输入端子AIn-2的输入信号被ADC2转换成数字信号，并将该数字信号存储到转换结果寄存器3的结果寄存器RRn-2中。以此方式，完成根据选择模式的A/D转换。此后，由CPU等经由总线9读取存储在转换结果寄存器3的结果寄存器RRn-2中的转换结果。

以此方式，在该A/D转换设备中，提供了用于按固定顺序进行多个输入信号的连续A/D转换的扫描模式，以及用于使用任意期望的定时进行任意期望的输入信号的各个A/D转换的选择模式，从而可以如所需的那样分离使用这两种转换模式。

然而，上述的A/D转换设备具有下列问题。

例如，当在汽车的引擎控制中使用输入信号时，该输入信号可以包括引擎或车轮的旋转速度、车辆的行驶速度、和引擎或外部空气的温度，用来检测这些的传感器被安排在各自不同的位置，并且通过缆线连接到该A/D转换设备。

此外，传感器的类型和数量依赖于车辆的类型及其外形。因此，在传统的A/D转换设备的扫描模式下，必须预先决定从传感器开始线缆的连接序列，以便处理这些输入信号，因此，存在缺少灵活性的问题。

同时，在例如需要在单个扫描期间输入两次高紧急度的输入信号的情况下，则必需将线缆从单个传感器连接到两个输入端子，从而引起了硬件限制方面的问题。

在多次转换指定的模拟输入信号的情况下，这可以通过连续扫描模式来实现，但是将时间浪费在转换除了指定的模拟输入信号之外的不需要的模拟输入信号上。为了避免这种情况，在传统的A/D转换设备中采用的手段是由软件重复相同的操作，从而仅仅实施对由选择模式选择的模拟输入信号的转换，并且必须由软件来控制转换开始定时：这导致了带来可观的软件处理负载的问题。当计算指定的模拟输入信号和转换后的数字值的差别时，这个问题变得更显著。