JP2000250662A

JP2000250662A - マイコンリセット回路

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Publication number: JP2000250662A
Application number: JP11052864A
Authority: JP
Inventors: Kanji Satake; 勘二佐竹
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-01
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2019-03-01
Also published as: JP3593278B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スイッチ応答性を高速化する。【解決手段】電解コンデンサＣ20の充電電圧は、マイコ
ンＩＣ20の電源電圧ＶDとしてマイコンＩＣ20に供給さ
れる。抵抗Ｒ20及びコンデンサＣ21による積分回路によ
って、電源電圧は積分されて単電源使用を前提に設計さ
れたオペアンプＩＣ21の正極性入力端子に印加される。
また、電源電圧は抵抗Ｒ26，Ｒ27によって分圧されてオ
ペアンプＩＣ21の負極性入力端子に印加される。電源電
圧の立ち下げ時において、オペアンプＩＣ21からは電源
電圧よりも１〜３Ｖ低い電圧の“Ｈ”出力が発生する。
この出力をリセット端子/RESETに供給することにより、
電源立ち下げ時において、電源電圧立ち下げ直後にリセ
ット条件を満足する。これにより、リセットが短時間で
行われ、電源電圧の再立ち上げに要する時間を短縮する
ことができ、スイッチの応答性を高速化することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイマースイッチ
等に好適なパワーオンリセットを採用したマイコンリセ
ット回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば換気扇を予め設定した時間
だけ動作させる電子スイッチとして、４ビットのマイク
ロコンピュータ（以下マイコンと呼称する）を制御素子
として用いたタイマースイッチが実用化されている。

【０００３】図７はこのようなマイコン応用のタイマー
スイッチを示す回路図である。

【０００４】図７において、符号１１は交流電源であ
り、この交流電源１１の一方の出力端子は換気扇１２の
交流モータを介してタイマースイッチ１０の一方の端子
１３に接続される。交流電源１１の他方の出力端子はタ
イマースイッチ１０の他方の端子１４に接続される。

【０００５】次に、タイマースイッチ１０について詳細
に説明する。タイマースイッチ１０の一方の端子１３
は、バリスタ等のサージ吸引素子１５及びコンデンサＣ
11の並列接続を介してタイマースイッチ１０の他方の端
子１４に接続される。また、タイマースイッチ１０の一
方の端子１３は、ラインノイズ抑止用コイルＬ11及びト
ライアックＱ11のゲート抵抗Ｒ11を介してダイオードブ
リッジ１６の一方の交流入出力端子に接続される。タイ
マースイッチ１０の他方の端子１４はダイオードブリッ
ジ１６の他方の交流入出力端子に接続される。

【０００６】コイルＬ11とゲート抵抗Ｒ11の接続点はト
ライアックＱ11の主電極Ｔ1 −Ｔ2間を介してダイオー
ドブリッジ１６の他方の交流入出力端子に接続され。ト
ライアックＱ11のゲートＧは、抵抗Ｒ11とダイオードブ
リッジ１６の一方の交流入出力端子との接続点に接続さ
れる。

【０００７】このような接続により、タイマースイッチ
１０の端子１３，１４間には、サージ吸引素子１５とコ
ンデンサＣ11とコイルＬ11とから構成されるノイズフィ
ルタを介してトライアックＱ11が接続され、ダイオード
ブリッジ１６は、一方の交流入出力端子がゲート抵抗Ｒ
11を介してトライアックＱ11の主電極Ｔ1 に接続され、
他方の交流入出力端子がトライアックＱ11の主電極Ｔ2
に接続される。

【０００８】ダイオードブリッジ１６の正極側の直流出
力端子は、フォトカプラＱ20の受光側入力端子に接続さ
れると同時に、抵抗Ｒ20を介してタイマースイッチ１０
の操作スイッチＳＷ20に接続される。

【０００９】操作スイッチＳＷ20の他端は、ダイオード
Ｄ20のアノードに接続されると共に、操作スイッチＳＷ
20の状態を検出するためのトランジスタＱ21のベース抵
抗Ｒ22に直結される。ダイオードＤ20のカソード側はプ
ラス（＋）側電源ラインとなって、マイコンＩＣ20の電
源端子ＶD 及び定電圧ダイオードＺＤ20のカソードと電
解コンデンサＣ20の＋極とが接続される。フォトカプラ
Ｑ20の受光側の出力端も同様に電源端子ＶD に接続され
る。電解コンデンサＣ20の＋極に放電用トランジスタＱ
22のエミッタが接続され、マイナス（−）極側、即ちア
ース側にはトランジスタＱ22のコレクタが接続される。
トランジスタＱ22のベースは抵抗Ｒ25を介してマイコン
ＩＣ20の出力端子Ｒ41に接続される。

【００１０】フォトカプラＱ20の発光側の入力端子は電
源端子ＶD に接続され、出力端子は、抵抗Ｒ23を介して
マイコンＩＣ20の出力端子Ｒ40に接続される。操作スイ
ッチＳＷ20の状態検出用トランジスタＱ21のコレクタ
は、マイコンＩＣ20の入力端子Ｒ80に接続される。マイ
コンのリセット端子/RESETにはコンデンサＣ21を介して
−側電源ラインに接続され、コンデンサＣ21の放電用ダ
イオードＤ21はカソードが＋側電源ラインに接続され
る。

【００１１】次に、タイマースイッチ１０の動作につい
て詳細に説明する。タイマースイッチ１０がオフ（ＯＦ
Ｆ）の状態は、フォトカプラＱ20がＯＦＦであって、マ
イコンＩＣ20の電源電圧が０Ｖで、マイコンＩＣ20は休
止状態である。このため、負荷である換気扇１２は、当
然のことながら、動作しない。

【００１２】いま、操作スイッチＳＷ20をオン（ＯＮ）
にすると、ダイオードブリッジ１６の直流出力がダイオ
ードＤ20を介して、電解コンデンサＣ20を充電する。コ
ンデンサＣ20の充電電圧は定電圧ダイオードＺＤ20によ
って制御されて一定の電圧となり、これにより、マイコ
ンＩＣ20の動作が開始される。

【００１３】マイコンＩＣ20のリセット端子/RESETは、
マイコンの内部で高抵抗素子を介して電源端子ＶD に接
続されている。このため、マイコンＩＣ20の動作開始時
には、図８に示すように、高抵抗素子を介して、コンデ
ンサＣ21が充電され、高抵抗素子とコンデンサＣ21との
定数で決められる時定数に従って、リセット端子/RESET
の電圧は徐々に上昇する。

【００１４】リセット端子/RESETの入力部はヒステリシ
ス特性を有する。リセット電圧は、図８に示すように、
電源電圧の立ち上がりに対して所定時間はローレベル
（以下、“Ｌ”という）であり、所定時間経過後ハイレ
ベル（以下、“Ｈ”という）となって、リセット端子/R
ESETの入力部は所謂パワーオンリセットと呼ばれる回路
を構成する。

【００１５】このようにリセット端子/RESETに供給され
る電圧が電源電圧の立ち上がりに対して遅れて立ち上が
ることで、マイコンＩＣ20内部のシステム制御回路によ
って、リセット条件が成立するようになっている。一般
的には、電源電圧の立ち上がりから数命令サイクル以上
の時間リセット端子/RESETを“Ｌ”に維持するようにな
っている。なお、図７はアクテブローの場合の例であ
り、リセット端子がアクテブハイの場合には、電源電圧
の立ち上がりから数命令サイクル以上の時間だけ“Ｈ”
を維持させる。

【００１６】リセットが成立すると、マイコンＩＣ20
は、ＲＯＭ領域に書込まれたプログラムを０番地から読
出して処理の実行を開始する。マイコンＩＣ20は、プロ
グラムの命令によって、予め定められた一定時間だけ出
力端子Ｒ40を“Ｌ”に維持する。これにより、出力端子
Ｒ40に抵抗Ｒ23を介して接続されたフォトカプラＱ20の
発光側が導通し、操作スイッチＳＷ20の状態に拘わら
ず、フォトカプラＱ20の受光側のトランジスタを介して
マイコンＩＣ20の電源端子ＶD に電源電圧ＶD が持続的
に供給される。

【００１７】フォトカプラＱ20が導通することによっ
て、ダイオードブリッジ１６を介して電流が流れる。交
流電源電圧の絶対値レベルが比較的低い期間において
は、ダイオードブリッジ１６を介してコンデンサＣ20が
充電される。この期間にはダイオードブリッジ１６を介
して電流が流れて換気扇１２に交流電圧が供給される。
コンデンサＣ20の端子電圧はツェナーダイオードＺＤ20
によって規定され、コンデンサＣ20の端子電圧が電源電
圧ＶD としてマイコンＩＣ20に供給される。

【００１８】交流電源電圧の絶対値レベルが比較的高い
期間には、ゲート抵抗Ｒ11の両端の電圧降下がトライア
ックＱ11のゲートトリガ電圧以上になる。そうすると、
トライアックＱ11がＯＮして、負荷である換気扇１２に
交流電流が流れて、換気扇が動作する。

【００１９】換気扇１２の動作開始から所定時間が経過
してタイムアップ時間になると、マイコンＩＣ20は出力
端子Ｒ40を“Ｈ”にする。そうすると、フォトカプラＱ
20がＯＦＦして、ダイオードブリッジ１６に電流が流れ
なくなる。この結果、ゲート抵抗Ｒ11の両端の電圧降下
が低下してトライアックＱ11がＯＦＦし、負荷である換
気扇１２への交流電源電圧の供給が途絶え動作が停止す
る。

【００２０】こうして、操作スイッチＳＷ20の操作から
一定時間だけ換気扇１２を動作させ、自動的に換気扇１
２を停止させるタイマー運転が可能となる。

【００２１】更に、図７の装置は、タイマー運転途中に
おいて、操作スイッチＳＷ20を操作することで、換気扇
１２の運転を強制的に停止させることもできるようにな
っている。マイコンＩＣ20が動作中に操作スイッチＳＷ
20をＯＮにすると、トランジスタＱ21が導通して、入力
端子Ｒ80が“Ｌ”になる。そうすると、マイコンＩＣ20
は端子ＲＣ80の“Ｌ”を検出して、タイマー動作を中止
させる。即ち、出力端子Ｒ40を“Ｈ”にしてフォトカプ
ラＱ20をＯＦＦにするのである。

【００２２】タイムアップ及び強制的な運転停止のいず
れの場合でも、一旦フォトカプラＱ20がＯＦＦになる
と、電解コンデンサＣ20の放電によってマイコンＩＣ20
の電源電圧ＶD は低下する。電解コンデンサＣ20が自然
放電するものとすると、図９に示すように、マイコンＩ
Ｃ20の電源電圧ＶD は徐々に降下し、やがてマイコンＩ
Ｃ20の動作電圧の下限を越える。こうして、マイコンＩ
Ｃ20の動作が停止する。

【００２３】しかしながら、図９の例では、フォトカプ
ラＱ20のＯＦＦからマイコンＩＣ20の動作停止までの時
間が比較的長く、この間、マイコンＩＣ20が誤動作する
可能性がある。そこで、図７の装置では、電解コンデン
サＣ20の放電を強制的に行うための放電路が構成されて
いる。

【００２４】即ち、マイコンＩＣ20は出力端子Ｒ40が
“Ｈ”となった直後に“Ｌ”になる出力端子Ｒ41を備え
ている。出力端子Ｒ40が“Ｈ”になると、出力端子Ｒ41
が“Ｌ”となり、トランジスタＱ22をオンにして、電解
コンデンサＣ20の電荷を積極的に放電させるのである。
図１０はこの場合のマイコンＩＣ20の電源電圧ＶD の変
化を示している。

【００２５】図１０に示すように、電源電圧ＶD はフォ
トカプラＱ20のＯＦＦ直後に急激に低下する。これによ
り、フォトカプラＱ20のＯＦＦ後、電解コンデンサＣ20
に蓄えられた電荷によってマイコンＩＣ20が動作してい
る時間を極端に短縮して、マイコンＩＣ20の不安定動作
による誤動作を防止している。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイコ
ンＩＣ20としてＣＭＯＳ型のものを採用した場合には、
電源電圧ＶD が例えば２Ｖ以下になっても、出力ポート
のラッチ回路の動作は停止せず、出力ポートのラッチ回
路は出力端子Ｒ40が“Ｈ”に変化してから比較的長い時
間、出力ポートのレベルを維持する。出力端子Ｒ40が
“Ｈ”に変化してから、電源電圧ＶD が十分に減衰し、
マイコンＩＣ20の全機能が停止して、マイコンＩＣ20の
出力端子のラッチ回路が自動的にリセットされるまで、
およそ１秒程度待機する必要があった。

【００２７】従って、ラッチ回路がリセットされるまで
は電解コンデンサＣ20の放電用のトランジスタＱ22が導
通しているので、この間操作スイッチＳＷ20をオンにし
ても、マイコンＩＣ20の電源電圧が十分に上昇しない。
図１１はこの場合の電源電圧ＶD の変化を示している。

【００２８】図１１は端子Ｒ41が“Ｌ”になった直後の
約２００ｍ秒後に操作スイッチＳＷ20をオンにした状態
を示している。この場合には、電源電圧ＶD が十分に上
昇しないので、マイコンＩＣ20は動作せず、換気扇１２
を動作させることはできない。このように、従来、タイ
マースイッチとしての応答性能が低いという問題があっ
た。

【００２９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、タイマースイッチの応答性能を向上させる
ことができるマイコンリセット回路を提供することを目
的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
マイコンリセット回路は、マイクロコンピュータのリセ
ット端子に、前記マイクロコンピュータの電源電圧の立
ち上がりから所定時間後に電圧レベルが段階的に変化す
るリセット電圧を与えて前記マイクロコンピュータをリ
セットさせる第１のリセット手段と、前記マイクロコン
ピュータのリセット端子に、前記マイクロコンピュータ
の電源電圧より一定の電圧だけ低い電圧を有し且つ電圧
レベルが電源電圧に連動変化するリセット電圧を与えて
前記マイクロコンピュータの電源電圧の立ち下がり開始
直後において前記マイクロコンピュータをリセットさせ
る第２のリセット手段とを具備したものであり、本発明
の請求項２に係るマイコンリセット回路は、マイクロコ
ンピュータの電源電圧の立ち上がりに応答してレベルが
変化する電圧と所定の閾値電圧とが供給され、前記マイ
クロコンピュータの電源電圧の立ち上がりに応答してレ
ベルが変化する電圧が前記所定の閾値電圧を越えること
によって電圧レベルが段階的に変化し、且つ前記電源電
圧より一定の電圧だけ低い電圧を有してレベルが電源電
圧に連動変化するリセット電圧を発生して前記マイクロ
コンピュータのリセット端子に与えるリセット電圧発生
手段を具備したものであり、本発明の請求項３に係るマ
イコンリセット回路は、一方の極性入力端子にマイクロ
コンピュータの電源電圧の立ち上がりに応答して変化す
る電圧を与え、他方の極性入力端子に所定の閾値電圧を
与え、出力端子からの出力をリセット電圧としてマイク
ロコンピュータのリセット端子に供給する±両電源使用
を前提としていない単電源使用を前提に回路設計された
オペアンプを具備したものである。

【００３１】本発明の請求項１において、第１のリセッ
ト手段は、マイクロコンピュータの電源電圧の立ち上が
りから所定時間後に極性を変化させることによりリセッ
ト条件を満足したリセット電圧を発生してマイクロコン
ピュータをリセットする。第２のリセット手段は、電源
電圧に対して一定の電圧だけ低い電圧を有してレベルが
電源電圧に連動変化するリセット電圧をリセット端子に
与える。電源電圧の立ち下がり時においては、電源電圧
の立ち下がり開始直後において、リセット電圧はリセッ
ト条件を満足する。これにより、マイクロコンピュータ
の電源電圧の立ち下がり開始直後においても確実にマイ
クロコンピュータのリセットが行われる。

【００３２】本発明の請求項２においては、リセット電
圧発生手段は、電源電圧の立ち上げ時に、電源電圧に応
答してレベルが変化する電圧が所定の閾値電圧を越える
ことによって、リセット条件を満足するリセット電圧を
発生する。このリセット電圧は電源電圧に対して一定の
電圧だけ低い電圧を有しており、電源電圧の立ち下げ時
においてもリセット条件を満足する。これにより、電源
電圧の立ち上げ時及び立ち下げ時において確実にリセッ
トが行われる。

【００３３】本発明の請求項３においては、単電源使用
を前提に設計されたオペアンプは一方の極性入力端子に
マイクロコンピュータの電源電圧の立ち上がりに応答し
て変化する電圧が供給され、他方の極性入力端子に所定
の閾値電圧が供給される。これにより、オペアンプの出
力は、電源電圧の立ち上がりに応答して変化する電圧が
所定の閾値電圧を超えるときに電圧レベルが段階的に変
化すると共に、電源電圧よりも一定電圧だけ低い電圧を
有する電圧となる。オペアンプの出力をリセット電圧と
してマイクロコンピュータのリセット端子に供給するこ
とによって、電源電圧の立ち上げ時及び立ち下げ時にリ
セットを行う。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の一実
施の形態に係るマイコンリセット回路が組込まれたタイ
マースイッチを示す回路図である。図１において図７と
同一の構成要素には同一符号を付してある。

【００３５】本実施の形態はマイコンの電源電圧よりも
所定の値だけ低いレベルのリセット電圧をマイコンのリ
セット端子に供給することを可能にすることによって、
マイコンの起動時だけでなく、オフ時にもリセット処理
を行い、これにより、タイマースイッチの応答特性を改
善するものである。

【００３６】タイマースイッチ５０の端子１３，１４相
互間には交流電源１１及び換気扇１２が直列に接続され
ている。交流電源１１は商用交流電圧を発生して換気扇
１２の図示しない交流モータに供給するようになってい
る。交流電源１１からの換気扇１２に対する交流電流の
供給はタイマースイッチ５０によって制御されるように
なっている。

【００３７】タイマースイッチ５０は、端子１３，１４
相互間に並列に接続されたサージ吸収素子１５及びコン
デンサＣ11を有する。サージ吸収素子１５としては、バ
リスタ等が用いられる。また、端子１３，１４相互間に
はラインノイズ抑止用コイルＬ11及びトライアックＱ11
の主電極Ｔ1 −Ｔ2 間が接続される。これらのサージ吸
収素子１５、コンデンサＣ11及びコイルＬ11によってノ
イズ除去フィルタが構成される。

【００３８】トライアックＱ11の主電極Ｔ1 はゲート抵
抗Ｒ11を介してダイオードブリッジ１６の一方の交流入
出力端子に接続され、トライアックＱ11の主電極Ｔ2 は
ダイオードブリッジ１６の他方の交流入出力端子に接続
される。ゲート抵抗Ｒ11とダイオードブリッジの一方の
交流入出力端子との接続点は、トライアックＱ11のゲー
トＧに接続される。これによりゲート抵抗Ｒ11の電圧降
下が所定値以上である場合にはトライアックＱ11が導通
し、トライアックＱ11に電流が流れることで交流電源１
１からの交流電流が換気扇１２に供給される。ゲート抵
抗Ｒ11の電圧降下が所定値以下である場合には、ダイオ
ードブリッジ１６に電流が流れることで交流電源１１か
らの交流電流が換気扇１２に供給される。

【００３９】ダイオードブリッジ１６の直流入力端子は
基準電位点に接続され、直流出力端子はフォトカプラＱ
20の受光側トランジスタを介してマイコンＩＣ20の電源
端子ＶD に接続される。ダイオードブリッジ１６の直流
出力端子は抵抗Ｒ20、操作スイッチＳＷ20、ダイオード
Ｄ20、定電圧ダイオードＺＤ20を介して基準電位点に接
続される。定電圧ダイオードＺＤ20のカソードと基準電
位点との間には電解コンデンサＣ20が接続されており、
電解コンデンサＣ20の＋極側、即ち、定電圧ダイオード
ＺＤ20のカソード側はマイコンＩＣ20に電源電圧ＶD を
供給するための電源ラインを構成する。

【００４０】フォトカプラＱ20の発光側入力端子は電源
ラインに接続され、発光側出力端子は抵抗Ｒ23を介して
マイコンＩＣ20の出力端子Ｒ40に接続される。フォトカ
プラＱ20の発光側は、マイコンＩＣ20の出力端子Ｒ40が
“Ｌ”になることによって発光して、受光側トランジス
タを導通させるようになっている。

【００４１】電解コンデンサＣ20の＋極と基準電位点と
の間には、放電用のトランジスタＱ22のエミッタ・コレ
クタ路が設けられている。トランジスタＱ22のベース
は、抵抗Ｒ24を介してエミッタに接続されると共に、抵
抗Ｒ25を介してマイコンＩＣ20の出力端子Ｒ41に接続さ
れる。トランジスタＱ22は出力端子Ｒ41が“Ｌ”となる
ことによって導通して、電解コンデンサＣ20の放電路を
形成するようになっている。

【００４２】また、電源ラインと基準電位点との間に
は、抵抗Ｒ21及び操作スイッチＳＷ20の状態検出用のト
ランジスタＱ21のコレクタ・エミッタ路が設けられてい
る。トランジスタＱ21は、ベースが抵抗Ｒ22を介して操
作スイッチＳＷ20とダイオードＤ20との接続点に接続さ
れ、コレクタがマイコンＩＣ20の出力端子Ｒ80に接続さ
れており、操作スイッチＳＷ20がオンとなることで、出
力端子Ｒ80に“Ｌ”の信号を供給するようになってい
る。

【００４３】電源ラインと基準電位点との間には、マイ
コンＩＣ20のヒステリシス特性を有するリセット端子/R
ESETにリセット電圧を供給するためのダイオードＤ21及
びコンデンサＣ21が直列に接続されており、ダイオード
Ｄ21には抵抗Ｒ20が並列接続されている。

【００４４】本実施の形態においては、コンデンサＣ21
の端子電圧をリセット電圧として直接リセット端子/RES
ETに供給するのではなく、単電源使用を前提に設計され
たオペアンプＩＣ21によって生成した電圧をリセット電
圧としてリセット端子/RESETに供給するようになってい
る。即ち、電源ラインと基準電位点との間に直列接続さ
れた抵抗Ｒ26，Ｒ27の接続点にオペアンプＩＣ21の負極
性入力端子を接続し、コンデンサＣ21及びダイオードＤ
21の接続点を正極性入力端子に接続し、出力端子をリセ
ット端子/RESETに接続するようになっている。

【００４５】図２は図１中のオペアンプＩＣ21の具体的
な構成を示す回路図である。図２は市販されているＩＣ
（μＰＣ３５８Ｃ，３２４Ｃ）の等価回路を示してい
る。なお、単電源使用を前提に設計されたオペアンプと
しては図２以外にも種々のものが考えられることは明ら
かである。

【００４６】図２において、オペアンプＩＣ21は入力段
に差動増幅回路を構成するトランジスタＱ1 乃至Ｑ4 を
有する。トランジスタＱ2 ，Ｑ3 のコレクタは、カレン
トミラー回路を構成するトランジスタＱ8 ，Ｑ9 のコレ
クタに接続される。トランジスタＱ9 のコレクタ出力が
出力段を構成するトランジスタＱ5 ，Ｑ10のベースに供
給される。

【００４７】出力段のトランジスタＱ5 乃至Ｑ7 ，Ｑ10
乃至Ｑ13のうち、トランジスタＱ6，Ｑ7 及びトランジ
スタＱ11，Ｑ12はダーリントン接続されている。コレク
タ接地回路であるトランジスタＱ6 ，Ｑ13によって、オ
ペアンプＩＣ21の出力が取り出される。

【００４８】図３は横軸に出力電流をとり縦軸に電源電
圧と出力電圧との差電圧をとって、オペアンプＩＣ21の
ΔＶ−Ｉ特性を示すグラフである。

【００４９】オペアンプＩＣ21の出力段がダーリントン
接続されていることから、ダーリントン接続されたトラ
ンジスタの飽和電圧によって、出力電圧は電源電圧ＶD
よりも１〜３Ｖ程度低くなる。図３では、オペアンプＩ
Ｃ21の出力が、電源電圧との間に１Ｖ以上の電圧差を有
している例を示している。

【００５０】オペアンプＩＣ21は、負極性入力端子に供
給される電圧を閾値として、正極性入力端子に供給され
る電圧が閾値を越えるか否かによって出力が変化するコ
ンパレータとして機能する。負極性入力端子には抵抗Ｒ
26，Ｒ27の抵抗分割による閾値電圧が供給される。正極
性入力端子には、コンデンサＣ21によって電源電圧ＶD
の立ち上がりから所定時間後に閾値電圧を超える電圧が
供給される。こうして、オペアンプＩＣ21は、電源電圧
ＶD の立ち上がりから所定期間後に立ち上るというマイ
コンＩＣ20のリセット条件を満足したリセット電圧を発
生する。

【００５１】更に、オペアンプＩＣ21の出力は、その特
性から電源電圧ＶD よりも１〜３Ｖ程度低い値となる。
従って、電源電圧の立ち下がり時において、電源電圧Ｖ
D が０Ｖに下がりきらずに１〜３Ｖ残っている場合で
も、オペアンプＩＣ21の“Ｌ”出力は略々０Ｖ近傍の値
となる。

【００５２】マイコンＩＣ20は、所定レベル以上の電源
電圧ＶD が電源端子ＶD に供給されることで動作し、電
源電圧ＶD のレベルが所定値以下になることで動作を停
止する。マイコンＩＣ20のリセット端子/RESETは、ヒス
テリシス特性を有する入力回路によって構成される。電
源電圧ＶD の立ち上がりから、リセット成立条件、即
ち、例えば３命令サイクル以上“Ｌ”を維持した後立ち
上るリセット電圧がリセット端子/RESETに供給されるこ
とによって、マイコンＩＣ20が初期化されるようになっ
ている。即ち、リセット端子/RESETは、パワーオンリセ
ット回路によって構成される。

【００５３】マイコンＩＣ20は、初期状態では、出力端
子Ｒ40，Ｒ41は“Ｈ”である。マイコンＩＣ20は、動作
開始から予め設定された所定時間は出力端子Ｒ40を
“Ｌ”にし、水晶発振子を用いたカウント処理によって
所定時間を計測することにより、動作開始から所定時間
経過後に出力端子Ｒ40を“Ｈ”にし、更に出力端子Ｒ41
を“Ｌ”にする。また、端子Ｒ80が“Ｌ”になることに
よって、カウント処理による経過時間の計測結果に拘わ
らず、出力端子Ｒ40を“Ｈ”にし、更に出力端子Ｒ41を
“Ｌ”にするようになっている。

【００５４】次に、このように構成された実施の形態の
動作について図４乃至図６のグラフを参照して説明す
る。図４及び図５は横軸に時間をとり縦軸に電圧をとっ
て、電源電圧ＶD の変化とオペアンプＩＣ21からのリセ
ット電圧の変化とを示している。図４はマイコンＩＣ20
の立ち上げ時（動作開始時）の変化を示し、図５はマイ
コンＩＣ20の立ち下げ時（動作停止時）の変化を示して
いる。図６は横軸に時間をとり縦軸に電圧をとって、電
源電圧ＶD とリセット電圧との変化の概略を示してい
る。

【００５５】いま、タイマースイッチ５０がＯＦＦの状
態、即ち、フォトカプラＱ20がＯＦＦであって、マイコ
ンＩＣ20の電源電圧ＶD が０Ｖで、マイコンＩＣ20は休
止状態であるものとする。この場合には、換気扇１２に
は電流が流れず、換気扇１２の動作は停止している。

【００５６】ここで、操作スイッチＳＷ20をオンにする
ものとする。そうすると、ダイオードブリッジ１６の直
流出力がダイオードＤ20、操作スイッチＳＷ20を介して
電解コンデンサＣ20に流れて、電解コンデンサＣ20の端
子電圧が上昇する。電解コンデンサＣ20の充電電圧は定
電圧ダイオードＺＤ20によって制御され、電解コンデン
サＣ20の＋極、即ち、電源ラインには、一定の電圧が発
生する。電源ラインに発生した電源電圧ＶD は、マイコ
ンＩＣ20の電源端子ＶD に供給され、これにより、マイ
コンＩＣ20は動作を開始する。図４の特性Ａは操作スイ
ッチＳＷ20オン直後の電源電圧ＶD の変化を示してい
る。

【００５７】電源電圧ＶD の立ち上がりによって、電源
ラインから抵抗Ｒ20を介してコンデンサＣ21が充電さ
れ、コンデンサＣ21の端子電圧は抵抗Ｒ20とコンデンサ
Ｃ21の定数に基づく時定数に従って、徐々に上昇する。
オペアンプＩＣ21の正極性入力端子にはコンデンサＣ21
の充電電圧が供給され、負極性入力端子には電源電圧Ｖ
D を抵抗Ｒ26，Ｒ27によって抵抗分割した電圧が比較閾
値電圧として供給される。

【００５８】オペアンプＩＣ21は、コンデンサＣ21の端
子電圧が比較閾値電圧を越えることで、出力（リセット
電圧）を“Ｌ”から“Ｈ”に変化させる。図４の特性Ｂ
は抵抗Ｒ26を１５０ＫΩとし、抵抗Ｒ27を３３ＫΩとし
た場合において、オペアンプＩＣ21からのリセット電圧
の変化を示している。図４に示すように、オペアンプＩ
Ｃ21からのリセット電圧は、電源電圧ＶD の立ち上がり
からわずかに遅れて立ち上る。これにより、リセット電
圧はマイコンＩＣ20のリセット条件、即ち、電源電圧Ｖ
D の立ち上がりから例えば３命令サイクル以上“Ｌ”で
あることを満足する。

【００５９】このように、リセット端子/RESET側が電源
端子ＶD 側よりも遅れて立ち上がることで、マイコンＩ
Ｃ20のハードウェアによってリセット条件が成立する
と、マイコンＩＣ20はＲＯＭ領域の０番地からプログラ
ムの読出しを開始して、処理を実行する。マイコンＩＣ
20は、プログラムの命令によって、所定時間だけ出力端
子Ｒ40を“Ｌ”にする。

【００６０】これにより、フォトカプラＱ20の発光側に
電流が流れて、フォトカプラＱ20の受光側が導通する。
フォトカプラＱ20はマイコンＩＣ20の出力端子Ｒ40が
“Ｌ”である期間はオンである。フォトカプラＱ20がオ
ンになることによって、ダイオードブリッジ１６を介し
て電流が流れて、換気扇１２が動作を開始する。

【００６１】また、ダイオードブリッジ１６を介して電
流が流れることで、ゲート抵抗Ｒ11の両端に電圧降下が
発生し、ゲート抵抗Ｒ11の電圧降下が所定レベル以上に
なると、トライアックＱ11がＯＮする。そうすると、電
流がトライアックＱ11を流れて換気扇１２を駆動する。

【００６２】一方、ダイオードブリッジ１６のオン期間
には電解コンデンサＣ20に充電が行われ、電荷コンデン
サＣ20の充電電荷によって、トライアックＱ11のオン期
間にも電源ラインに電源電圧ＶD が供給される。こうし
て、マイコンＩＣ20は動作を継続し、換気扇１２の動作
も続く。

【００６３】操作スイッチＳＷ20のオン操作から所定時
間が経過すると、マイコンＩＣ20はタイムアップを検出
し、出力端子Ｒ40を“Ｈ”にする。これにより、フォト
カプラＱ20はＯＦＦする。そうすると、ダイオードブリ
ッジ１６に電流が流れなくなり、ゲート抵抗Ｒ11の両端
に電圧降下が発生しなくなって、トライアックＱ11がＯ
ＦＦする。これにより、換気扇１２に電流が流れなくな
って動作が停止する。

【００６４】また、タイムアップ時には、マイコンＩＣ
20は出力端子41を“Ｌ”にする。そうすると、トランジ
スタＱ22がオンになって電解コンデンサＣ20の放電路が
形成され、図５の特性Ａに示すように、電源電圧ＶD は
急激に立ち下る。これにより、オペアンプＩＣ21の正極
性入力端子に供給された電圧も急激に立ち下り、オペア
ンプＩＣ21の出力は“Ｌ”に変化する。

【００６５】この場合には、図５の特性Ｂに示すよう
に、単電源使用を前提に設定されたオペアンプＩＣ21の
出力は電源電圧ＶD よりも１〜３Ｖ程度低い値となる。
従って、マイコンＩＣ20をＣＭＯＳで構成した場合で
も、リセット端子/RESETは、電源電圧ＶD の立ち下がり
と略々同時にリセット電圧が“Ｌ”となったものと判定
して、マイコンＩＣ20のリセットが成立する。これによ
り、マイコンＩＣ20は各出力ポートのラッチを解除す
る。つまり、出力端子Ｒ41は“Ｈ”となり、電源電圧Ｖ
D の立ち下り直後において操作スイッチＳＷ20がオンに
なっても、電解コンデンサＣ20の充電が可能であり、電
源電圧ＶD の立ち上がりが可能となる。

【００６６】図６はオペアンプＩＣ21の出力と電源電圧
ＶD との電圧差が１．５Ｖである場合におけるリセット
条件の成立を説明するためのものである。電源電圧をＶ
D 、リセット電圧をＶR とすると、ＶR ＝ＶD −１．５
である。

【００６７】一般的には、マイコンがヒステリシス特性
を有する場合のスレッショルド電圧はＶD ×０．２５で
表される。

【００６８】ＶR ／ＶD ＝（１−１．５）／ＶD ≦０．２５従って、この場合には、ＶD ≦２Ｖがリセット条件とな
る。

【００６９】図５の例では、リセット条件はＶD ≦２．
５である。電源電圧ＶD の立ち下りの開始時から極めて
短時間に電源電圧ＶD は２．５Ｖよりも低下しており、
マイコンＩＣ20は、電源電圧ＶD の立ち下りから極めて
短時間でリセットされる。

【００７０】なお、本実施の形態においても、マイコン
ＩＣ20によるタイマ動作を操作スイッチＳＷ20で途中停
止することが可能である。即ち、マイコンＩＣ20が動作
中、操作スイッチＳＷ20をＯＮにする。これにより、ト
ランジスタＱ21が導通して、入力端子Ｒ80が“Ｌ”にな
り、マイコンＩＣ20はタイマー動作を中止させる。即
ち、マイコンＩＣ20はフォトカプラＱ20をＯＦＦにす
る。

【００７１】この場合にも、マイコンＩＣ20の出力端子
Ｒ41が“Ｌ”となって放電用のトランジスタＱ22がオン
となるが、電解コンデンサＣ20の端子電圧が急激に立ち
下がることによって、オペアンプＩＣ21からのリセット
電圧は、電源電圧の立ち下がり開始直後においてリセッ
ト条件を満足する。結局、この場合でも、マイコンＩＣ
20の停止から極めて短時間で、操作スイッチＳＷ20の操
作による通電が可能である。

【００７２】このように、本実施の形態においては、電
源電圧の立ち上げ時には、電源電圧の立ち上がりから所
定時間経過後に立ち上ることによってリセット条件を満
足するリセット電圧を発生すると共に、電源電圧の立ち
下がり時には電源電圧の立ち下がり開始から極めて短時
間にリセット条件を満足するリセット電圧を発生するこ
とによって、マイコンの立ち上げ及び立ち下げ時におい
て確実にリセットを行うと共に、マイコンの立ち下げ直
後の短時間でリセットを行うことを可能にすることによ
って、マイコンの立ち下げから再スタートに必要な時間
を短縮することができ、スイッチ応答性を向上させるこ
とができる。

【００７３】なお、上記実施の形態はマイコンのリセッ
ト端子/RESETがアクティブローである場合について説明
したが、リセット端子がアクティブハイの場合にも同様
に適用可能であることは明らかである。即ち、この場合
には、オペアンプの２入力を入れ替えればよく、他の構
成及び作用は図１の実施の形態と同様であり、図示を省
略する。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、タ
イマースイッチの応答性能を向上させることができると
いう効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るマイコンリセット
回路が組込まれたタイマースイッチを示す回路図。

【図２】図１中のオペアンプＩＣ21の具体的な構成を示
す回路図。

【図３】オペアンプＩＣ21の特性を示すグラフ。

【図４】実施の形態の動作を説明するためのグラフ。

【図５】実施の形態の動作を説明するためのグラフ。

【図６】実施の形態の動作を説明するためのグラフ。

【図７】従来のマイコンリセット回路を示す回路図。

【図８】電源電圧とリセット電圧との関係を示すグラ
フ。

【図９】従来例の問題点を説明するためのグラフ。

【図１０】従来例の問題点を説明するためのグラフ。

【図１１】従来例の問題点を説明するためのグラフ。

【符号の説明】

１１…交流電源、１２…換気扇、１６…ダイオードブリ
ッジ、Ｑ11…トライアック、Ｑ20…フォトカプラ、Ｑ2
1，Ｑ22…トランジスタ、Ｃ20…電解コンデンサ、Ｃ21
…コンデンサ、ＺＤ20…定電圧ダイオード、Ｒ20，Ｒ2
6，Ｒ27…抵抗、ＩＣ20…マイコン、ＩＣ21…オペアン
プ、ＳＷ20…操作スイッチ。

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マイクロコンピュータのリセット端子
に、前記マイクロコンピュータの電源電圧の立ち上がり
から所定時間後に電圧レベルが段階的に変化するリセッ
ト電圧を与えて前記マイクロコンピュータをリセットさ
せる第１のリセット手段と、前記マイクロコンピュータのリセット端子に、前記マイ
クロコンピュータの電源電圧より一定の電圧だけ低い電
圧を有し且つ電圧レベルが電源電圧に連動変化するリセ
ット電圧を与えて前記マイクロコンピュータの電源電圧
の立ち下がり開始直後において前記マイクロコンピュー
タをリセットさせる第２のリセット手段とを具備したこ
とを特徴とするマイコンリセット回路。
【請求項２】マイクロコンピュータの電源電圧の立ち
上がりに応答してレベルが変化する電圧と所定の閾値電
圧とが供給され、前記マイクロコンピュータの電源電圧
の立ち上がりに応答してレベルが変化する電圧が前記所
定の閾値電圧を越えることによって電圧レベルが段階的
に変化し、且つ前記電源電圧より一定の電圧だけ低い電
圧を有してレベルが電源電圧に連動変化するリセット電
圧を発生して前記マイクロコンピュータのリセット端子
に与えるリセット電圧発生手段を具備したことを特徴と
するマイコンリセット回路。
【請求項３】一方の極性入力端子にマイクロコンピュ
ータの電源電圧の立ち上がりに応答して変化する電圧を
与え、他方の極性入力端子に所定の閾値電圧を与え、出
力端子からの出力をリセット電圧としてマイクロコンピ
ュータのリセット端子に供給する±両電源使用を前提と
していない単電源使用を前提に回路設計されたオペアン
プを具備したことを特徴とするマイコンリセット回路。
【請求項４】前記マイクロコンピュータの電源電圧の
立ち上がりに応答して変化する電圧は、前記マイクロコ
ンピュータの電源電圧を積分して得、前記所定の閾値電圧は、前記マイクロコンピュータの電
源電圧を抵抗分割して得ることを特徴とする請求項３に
記載のマイコンリセット回路。
【請求項５】前記マイクロコンピュータのリセット端
子がアクティブローである場合には、前記一方の極性入
力端子は正極性入力端子であり、前記他方の極性入力端
子は負極性入力端子であって、前記マイクロコンピュー
タのリセット端子がアクティブハイである場合には、前
記一方の極性入力端子は負極性入力端子であり、前記他
方の極性入力端子は正極性入力端子であることを特徴と
する請求項３に記載のマイコンリセット回路。