JPH0533650U - マイクロコンピユータの電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、マイコンのリセット回路を簡単化
することができ、マイコンのバックアップ電源を有効に
使用することを目的とする。 【構成】 本考案は、メイン電源４とバックアップ電源
３とを切り替える切替回路２からなるマイコン１の電源
回路において、バックアップ電源３の装着時にメイン電
源４を装着することによって、端子１ｂを介してマイコ
ン１をリセットする。また、マイコン１の端子ｆからの
信号により、マイコン１は端子１ｂを介してリセットさ
れる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、２種類の電圧に応じて、高周波のメインクロックと低周波のサブク ロックのいずれか一方で動作するマイクロコンピュータの電源回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来ビデオカメラ等の携帯型電子機器には、実開昭６１−１６９４４３号公報 （Ｈ０２Ｊ ９／０６）に示すように、バッテリー等のメイン電源が非装着状態 である場合にも、現在の時刻の保存を可能とするタイマ駆動用にリチウム電池等 のバックアップ電源が不可欠である。

【０００３】 しかしながら、上記従来技術では、バックアップ電源による電力供給により一 時的に高周波のメインクロックにて、マイクロコンピュータ（以下マイコンとい う）を動作させる場合、バックアップ電源の電力消費が著しく多くなる。

【０００４】 そこで、バックアップ電源は本来、リチウム電池のように小容量であるため、 上述の電力消費が大きな問題となる。また、電源電圧が低い状態で高周波のクロ ックに動作させることにより、マイコンの暴走の恐れも生じる。

【０００５】 そこで、この問題を解決するために、本出願人は実願平２−１２２８０８号（ Ｈ０２Ｊ ９／０６）号により先に提案している。

【０００６】 これは、図３に示す構成である。１は端子１ａ、１ｂ、１ｃに印加される電源 電圧に応じて、周波数の異なる２種類のクロックの一方にて動作するマイコンで あり、２は電源を切り替える切替回路である。

【０００７】 ３はリチウム電池等のバックアップ電源、４はバッテリー等のメイン電源であ る。また、５はマイコンをリセットする第１リセット回路、６は同様にマイコン をリセットする第２リセット回路である。

【０００８】 １１は論理積回路、１２は時定数を持たすためのコンデンサである。

【０００９】 次にこの図３の回路動作について説明する。

【００１０】 マイコン１は印加される電源電圧がメイン電源４のときに、高い周波数（例え ば１２ＭＨｚ）のメインクロックにて動作して、パワーオンのときに様々なシス テムを実行する。

【００１１】 また、電源電圧がバックアップ電源３のときには、比較的低い周波数（例えば ３２ＫＨｚ）のサブクロックにて動作し、パワーオフのときのタイマー動作をす る。尚、マイコン１の動作保証電圧は２．５〜５Ｖに設定されている。

【００１２】 マイコン１の端子１ａは、切替回路２の固定接点に結合される。切替回路２の 一方の可動接点２ａはバックアップ電源３と第２リセット回路６とを入力とする 論理積回路１１が結合され、また、他方の可動接点２ｂにはメイン電源４の出力 が結合される。

【００１３】 また、メイン電源４は第１リセット回路５に接続され、この第１リセット回路 ５の出力により、切替回路２の切替制御、及びマイコン１の制御端子１ｃを介し て制御を行う。

【００１４】 ここで、バックアップ電源３は例えば３Ｖのリチウム電池、メイン電源４は例 えば５Ｖのバッテリーとする。

【００１５】 そして、第１リセット回路５は入力電圧が４．３Ｖ以上であればハイレベル、 ４．３Ｖ未満であればローレベルを出力するもので、切替回路２は第１リセット 回路５の出力がローレベルであれば、一方の可動接点２ａ側に切り替わって、端 子１ａにマイコン１の電源電圧ＶＤＤとしてバックアップ電源３の電圧３Ｖを印 加し、逆にハイレベルであれば、他方の可動接点２ｂ側に切り替わって、端子１ ａにメイン電源３の電圧５Ｖを印加する。

【００１６】 また、切替回路２の固定接点には第２リセット回路６が接続される。

【００１７】 そして、第２リセット回路６は切替回路２の出力電圧が２．５Ｖ以上であれば ハイレベル、２．５Ｖ未満であればローレベルを出力するもので、この第２リセ ット回路６の出力はマイコン１のリセット端子１ｂに入力されて、リセット信号 として働く。尚、マイコン１は第１リセット回路５の出力がローレベルの時にリ セットを維持する。

【００１８】 さらに、第２リセット回路６の出力は先ほど述べた論理積回路１１にも入力さ れ、バックアップ電源３の出力と論理演算が行われ、マイコン１をリセット制御 する。

【００１９】 図３において、メイン電源４及びバックアップ電源３が共に装着されていない 時に、第２リセット回路６の出力はローレベルとなり、また、切替回路２は可動 接点２ａ側に切り替わる。この状態でバックアップ電源３だけを装着すると、論 理積回路１１の一方の入力１１ｂはハイレベルとなるが、第２リセット回路６の 出力はローレベルであるために論理積回路１１の出力もローレベルとなる。

【００２０】 そして、切替回路２が可動接点２ａ側にあっても、電源電圧ＶＤＤは０Ｖとな りマイコン１には電源電圧は印加されない。また、第２リセットの回路６の出力 がローレベルであるため、マイコン１はリセット状態を維持する。この様に、メ イン電源４を装着しない状態で、バックアップ電源３のみを装着しても、マイコ ン１は動作せず、バックアップ電源３の電力消費は生じない。

【００２１】 次に、バックアップ電源３を装着した状態で、メイン電源４を装着するか、あ るいはメイン電源４を装着した後にバックアップ電源３を装着すると、第１リセ ット回路５の出力はハイレベルに移行し、切替回路２は可動接点２ｂ側に切り替 わる。これに伴い、端子１ａには５Ｖが印加されると共に、第２リセット回路６ の出力はハイレベルに移行して、マイコン１のリセットは解除され、１２ＭＨｚ のメインクロックで動作を開始する。

【００２２】 この後、メイン電源４を取り外すと、第１リセット回路５の出力はローレベル に移行して、切替回路２は可動接点２ａ側に切り替わり、端子１ａには３Ｖが印 加され、この時、第２リセット回路６の出力はハイレベルを維持するので、マイ コン１は３２ＫＨｚのサブクロックでタイマー動作を実行する。

【００２３】 図４は上述のマイコンの駆動タイミングを図示したもので、メイン電源４の装 着時点から時間ｔ２後にメイン電源４のみを取り外すと、この時間ｔ２ではメイ ンクロックにて動作し、この後、第１リセット回路５がローレベルに移行した時 に、このレベル移行を端子１ｃを介してマイコン１が検知し、メインクロックか らサブクロックにソフトウェアにてクロックを切り替え、以後、３２ＫＨｚのサ ブクロックで動作する。

【００２４】 このクロック切り替えは、マイコン１への印加電圧が５Ｖからメインクロック の動作保証電圧に低下するまでの間に行う必要があるが、コンデンサ１２を端子 １ａとアース間に挿入することにより印加電圧の保持が可能となり、ＶＤＤの５ Ｖから３Ｖへの降下が緩やかになり、この保持期間を数ｍｓｅｃに設定すること により、この間にクロックは確実にサブクロックに切り替わる。

【００２５】 よって、バックアップ電源による高周波のメインクロックによるマイコン駆動 が阻止され、バックアップ電源の大きな電力消費及びマイコン暴走を抑えること ができ、実用的価値が高い。

【００２６】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、上記の従来例の場合、メイン電源４がオフされてから、バック アップ電源３にマイコンの電源端子の電圧ＶＤＤが切り替わる極めて短時間にマ イコン１のクロックを高速クロック（１２ＭＨｚ）から低速クロック（３２ＫＨ ｚ）に切り替える必要があり、そのためにメイン電源がオフされたことを検出す る第１リセット回路５が必要である。

【００２７】 また、バックアップ電源３の電圧が低下したことを検出するための第２リセッ ト回路６も必要であり、リセット回路が大規模化されてしまう。

【００２８】 しかも、電源端子１ａの電源電圧ＶＤＤが第１リセット回路５のリセット電圧 （４．５Ｖ）以下を検出してから第２リセット回路６のリセット電圧（２．５Ｖ ）を検出するまでにマイコン１のクロックを低速クロック（３２ＫＨｚ）に切り 替える必要があり、もしバックアップ電源３に切り替わってからも高速クロック （１２ＭＨｚ）でマイコン１がしばらく動作を続けた場合か、またはバックアッ プ電源３のインピーダンスが高い場合では、電源端子１ａの電源電圧ＶＤＤは第 ２リセット回路６のリセット電圧（２．５Ｖ）以下になり、第２リセット回路６ によりマイコン１がリセットされてしまうことになる。

【００２９】 さらに、バックアップ電源３の電圧が第２リセット回路６のリセット電圧（２ ．５Ｖ）以下になると、マイコン１にリセットがかかってしまうため、マイコン １が２．０Ｖ又は１．５Ｖまで低速動作できた場合でも、２．５Ｖになった時点 で、時計動作を停止するために、バックアップ電源３を十分に使用できない。

【００３０】 本考案は、上記の課題を解決するもので、簡単な回路構成でマイコンのリセッ ト回路を提供することができる。

【００３１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、第１電源と、該第１電源の電圧値Ｖ１よりも低いＶ２を有する第２ 電源と、少なくとも電圧値Ｖ１を印加時にメインクロックで動作するマイクロコ ンピュータとからなるマイクロコンピュータの電源回路において、該マイクロコ ンピュータは少なくともマイクロコンピュータ自身の出力によってリセット制御 を行うことを特徴とするマイクロコンピュータの電源回路に関するものである。

【００３２】

【作用】

本考案は、マイコンのリセット回路を簡単化することができ、マイコンのバッ クアップ電源を有効に使用することが可能である。

【００３３】

【実施例】

図１は本考案の一実施例のマイコンの電源回路である。尚、従来例と同一部分 には同一符号を付け説明は省略する。

【００３４】 １１は２つの入力の論理積を出力する論理積回路である。

【００３５】 同図を参照しながら動作を説明する。まず、バックアップ電源３及びメイン電 源４がオフの場合、若しくは外れている場合、マイコン１の端子１ｂにはローレ ベルが入力される。

【００３６】 この場合、通常のマイコン１は出力がハイインピーダンスになることが多く、 端子１ｅ及び１ｆは抵抗Ｒ３及びＲ２を接地してプルダウンしておく。

【００３７】 電源電圧ＶＤＤが０Ｖのため、端子１ｅ及び１ｆはローレベルである。

【００３８】 図２は夫々の状態のときの各部の波形を示す図である。

【００３９】 状態Ａはバックアップ電源３のリチウム電池のみ装着した場合であり、前述の 様に端子１ｅはローレベルのため、バックアップ電源３の電圧の出力は論理積回 路１１によって、切替回路２の一方の可動接点２ａには出力されない。

【００４０】 状態Ｂはバックアップ電源３のリチウム電池及びメイン電源４のバッテリーを 装着した場合であり、電源電圧ＶＤＤは５Ｖとなる。また、電源電圧ＶＤＤが５ Ｖになって、コンデンサＣ１に充電され、点ｈはハイレベルとなるために、ダイ オードＤ３を介してリセットが解除され、マイコン１のプログラムが始まる。

【００４１】 そこで、バックアップ電源３が装着されているかどうかをマイコン１の端子１ ｇよりマイコン１が検出し、バックアップ電源３が装着されていれば、マイコン １のタイマーはクリアしない。

【００４２】 但し、図示していないが時計として異常なデータであれば、パワーオン前にマ イコン１が暴走状態であったと判断して、時計機構をリセットする。

【００４３】 状態Ｃはバックアップ電源回路３のリチウム電池が装着した状態であり、メイ ン電源４が外された場合であり、端子１ｅ、１ｆはハイレベルを出力し続ける。 これによりマイコン１はリセットされないために、バックアップ電源３のリチウ ム電池の電圧がマイコン１の動作不能電圧以下に低下するまで、時計機構は継続 動作する。

【００４４】 状態Ｄはバックアップ電源３が装着された状態で、メイン電源４を装着した場 合であり、メイン電源４が装着されたことをマイコン１の端子１ｄからマイコン １が検出し、端子１ｆからローレベルを出力する。

【００４５】 この信号はダイオードＤ２を通して、マイコン１のリセット端子１ｂに入力さ れ、マイコン１をリセットする（以下セルフリセットという）。このセルフリセ ットにより、端子１ｅ、１ｆはハイインピーダンスになるために抵抗Ｒ２のプル ダウンによりローレベルとなる。

【００４６】 そして、抵抗Ｒ１、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１とからなるフィルタを通 過した５Ｖにより、しばらくすると点ｈがハイレベルとなるためにリセット解除 され、マイコン１のプログラムが始まる。

【００４７】 この処理によって、端子１ｅ、１ｆはハイレベルを出力する。

【００４８】 状態Ｅはバックアップ電源３がオフ若しくは外された後にメイン電源４がオフ 若しくは外された場合であり、電源電圧ＶＤＤは０Ｖになるために、端子１ｅ、 １ｆはローレベルを出力する。従って、マイコン１はリセット状態となる。

【００４９】 状態Ｆは状態Ｅでメイン電源４が装着された場合であり、装着される前はリセ ット状態であるために、端子１ｅ、１ｆはローレベルを出力しており、前記フィ ルタによりメイン電源装着後しばらくしてリセット解除（つまり点ｈがハイレベ ル）となり、プログラムが始まる。

【００５０】 以上説明したように、メイン電源４が装着されたとき、それまでバックアップ 電源３が装着されているいないに係わらず、マイコン１をリセットする。

【００５１】 特にバックアップ電源３が装着された状態でメイン電源４を装着すると、マイ コン１は端子から出力した信号により、セルフリセットする。

【００５２】 また、時計機構のカウンタが０．５秒刻みの場合、マイコン１がリセットされ たとき、時計のデータを時計機構のクロックの平均である０．２５秒だけ加算す ることにより、リセットによる時計の狂いを補正する。

【００５３】 また、上記構成の説明において、電源が装着されるという方法を用いたが、電 源が装着された状態でパワースイッチ等のオン、オフの切り替えにより、マイコ ン１の電源供給を制御できる回路であれば他の方法を用いても本考案の効果を損 なうことはない。

【００５４】 尚、切替回路２は、ダイオード等のスイッチング素子を用いてもよい。

【００５５】

【考案の効果】

本考案は、マイコンのリセット回路を簡単化することができる。また、バック アップ電源が２．５Ｖ以下になってもリセットはかからず、メイン電源が外され た状態で、バックアップ電源のみで時計機構の動作を継続させる場合、リセット はかからないためマイコンの動作実力の限界まで、バックアップ電源を消費して 時計機構の動作を継続するため、マイコンのバックアップ電源を有効に使用する ことが可能である。

【００５６】 また、マイコンが大規模化になったときに、低速クロックの動作においても消 費電流が大きくなり、このようなバックアップ電源の使用が有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のマイクロコンピュータの電
源回路を示す図である。

【図２】本考案の一実施例の各状態の各部波形である。

【図３】従来例のマイクロコンピュータの電源回路を示
す図である。

【図４】従来例の電源切替説明図である。

【符号の説明】

１ マイコン ２ 切替回路 ３ バックアップ電源 ４ メイン電源 １１ 論理積回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 1/04 ３０１ Ｃ 7368−5Ｂ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１電源と、該第１電源の電圧値Ｖ１よ
   りも低いＶ２を有する第２電源と、少なくとも電圧値Ｖ
   １を印加時にメインクロックで動作するマイクロコンピ
   ュータとからなるマイクロコンピュータの電源回路にお
   いて、 該マイクロコンピュータは少なくともマイクロコンピュ
   ータ自身の出力によってリセット制御を行うことを特徴
   とするマイクロコンピュータの電源回路。