JPH0546286A - マイクロコンピユータシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はマイコンシステムに関し、短時間の
電源の電圧変動に対応できるようにバックアップ電源を
設けたマイコンシステムにおいて、バックアップ電源の
容量を増さずに対応できる電源の変動時間を長くするこ
とを目的とする。 【構成】 マイコン１、マイコン１により制御される周
辺回路２、マイコン１及び周辺回路２に電気を供給する
電源３、電源３よりの電気の供給が停止された時に、マ
イコン１及び周辺回路２への電気の供給を短時間だけ維
持するバックアップ電源４、及びバックアップ電源４の
状態を検出するバックアップ電源検出手段５を備え、バ
ックアップ電源検出手段５がバックアップ電源４の電圧
が所定値以下になったことを検出した時には、マイコン
１は周辺回路２の状態を記憶した後に停止させ、再び電
源が正常に復帰したら記憶した状態に基づいて周辺回路
２の動作を再開する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロコンピュータ
（以下マイコンと称する。）システムに関し、特に電源
が切れた時にも短時間は動作状態が維持されるようなバ
ックアップ電源を備えるマイコンシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】マイコンはリセット信号端子に所定のリ
セット信号が供給されると、内部のプログラムカウンタ
等がリセットされ、所定の動作を開始するように作られ
ている。そのためマイコンへの電源投入に応じてリセッ
ト信号を発生させるようなリセット回路が備わってお
り、これにより開始動作ルーチンが起動される。

【０００３】マイコンに電気を供給する電源の電圧が不
安定であったり、短時間でも遮断することがあると、そ
の度にリセット信号が発生され、マイコンは動作途中で
開始動作ルーチンに戻ってしまう。そのため電源が不安
定である場合には、バックアップ電源と称する短時間だ
け電源を保持する手段を設けて上記のような問題を防止
している。図３はこのようなバックアップ電源を有する
マイコンシステムの構成を示す図である。

【０００４】図３において、１ｂはマイコンであり、２
１ｂと２２ｂはこのマイコン１ｂにより制御される周辺
回路であり、個数は１個の時も複数の時もある。３ｂは
ＤＣ電源であり、ここではＡＣ電源からＤＣ電源に変換
するものとして示しているが、バッテリの場合もあり得
る。４１ｂはバックアップ電源を構成するコンデンサで
あり、４２ｂは電源の逆流を防止するダイオードであ
る。６ｂはリセット回路であり、マイクロコンピュータ
１ｂの電源すなわちバックアップ電源の電圧が低い電圧
から所定の電圧に変化した時にリセット信号を発生す
る。

【０００５】図３において、ＤＣ電源３ｂより電気が供
給されている時にはコンデンサ４１ｂが充電されている
ため、たとえＤＣ電源３ｂからの電気の供給が停止して
も、それが短時間であれば、コンデンサ４１ｂによりマ
イコン１ｂと周辺回路２１ｂと２２ｂの電源は維持さ
れ、動作はそのまま維持される。どの程度の時間動作が
維持されるかは、コンデンサ４１ｂの容量とマイコン１
ｂ及び周辺回路２１ｂと２２ｂの消量電力で決定され
る。回路に応じて差はあるが、多くの機器においてはマ
イコン１ｂの消費電力は小さいが、これに比べて周辺回
路の消費電力は大きいのが一般的である。例えばＣＤプ
レーヤにおいてはレーザやモータの周辺回路は制御用の
マイコンに比べてはるかに消費電力が大きい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図３の回路において、
電源の切断や電圧低下が短時間の時は問題ないが、これ
がある程度長くなるとコンデンサ４１ｂの電圧がリセッ
ト回路の設定値以下に低下して電源が回復してもリセッ
ト信号が発生し、それまでの動作にかかわらず開始動作
に戻ってしまうという問題がある。バックアップ電源に
よる電圧の維持時間を長くするには、コンデンサ４１ｂ
の容量を大きくすれば良いが、これにはコスト増加とコ
ンデンサ４１ｂが大きくなるという問題がある。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、バックアップ電源の容量を増加させずにマイコ
ンシステムの動作をできるだけ長時間維持することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明のマイクロコンピュータシステムは、バックア
ップ電源の状態を監視し、その電圧が所定値以下になっ
た時には、周辺回路の状態を記憶した後に周辺回路を停
止させ、バックアップ電源の状態が回復した時には記憶
した状態に基づいて周辺回路を動作状態に戻す。図１は
本発明のマイクロコンピュータシステムの基本構成を示
す図である。なお図においては同一機能を有する部分に
は同一番号を付し、図２と図３では更にａとｂを付して
表わす。

【０００９】すなわち本発明のマイクロコンピュータシ
ステムは、マイクロコンピュータ１、マイクロコンピュ
ータ１により制御される周辺回路２、マイクロコンピュ
ータ１及び周辺回路２に電気を供給する電源３、電源３
よりの電気の供給が停止された時にマイクロコンピュー
タ１及び周辺回路２への電気の供給を所定時間だけ維持
するバックアップ電源４、及びバックアップ電源４の状
態を検出するバックアップ電源検出手段５を備え、バッ
クアップ電源検出手段５がバックアップ電源４の電圧が
所定値以下になったことを検出した時には、マイクロコ
ンピュータ１は周辺回路２の状態の記憶を行った後に周
辺回路２の動作を停止させ、スタンバイモード時にバッ
クアップ電源検出手段５がバックアップ電源４の電圧が
所定値以上になったことを検出した時には、マイクロコ
ンピュータ１は記憶した状態に基づいて周辺回路２を動
作状態に戻す。

【００１０】

【作用】バックアップ電源４は、短時間の電源３からの
電気の供給停止に対しては電圧が低下しないが、電気の
供給停止が長くなるに従って除々に電圧が低下する。電
圧低下の大きな要因は周辺回路であるから、この動作を
停止すれば、電圧低下量は大幅に減少する。そこで電源
３からの電気供給停止がある程度続いて、バックアップ
電源検出手段５がバックアップ電源４の電圧が所定値ま
で低下したことを検出した時には、マイコン１はそれま
での処理を停止し、周辺回路２の動作を停止させた後、
周辺回路２の状態を読み取り記憶する。このようにすれ
ば周辺回路２の電力消費がなくなるのでバックアップ電
源４の電圧低下量は減少し、マイコン１の電源端子に印
加される電圧がリセット回路がリセット信号を発生する
設定値になるまでの時間が長くなる。そのため長くなっ
た時間の間に電源３が再び復元されれば、これをバック
アップ電源検出手段５が検出し、それに応じてマイコン
１は記憶した周辺回路２の状態に応じて動作を再開でき
る。

【００１１】

【実施例】本発明をＣＤプレーヤに適用した実施例の構
成を図２に示す。図２に示すように、電源としてはバッ
テリ３ａが備わっている。このバッテリ３ａが何んらか
の原因で電圧降下を生じる。例えば、車載用ＣＤプレー
ヤにおいてエンジンの動作開始のためセルモータを回す
場合である。バッテリ３ａは＋１２Ｖの直流電源であ
り、ダイオード４２ａを通して周辺回路２１ａと２２ａ
に＋１２Ｖの電気を供給する。周辺回路２１ａはレーザ
駆動回路であり、２２ａはモータ駆動回路である。実際
には他の回路も存在するがここでは省略する。

【００１２】周辺回路２１ａと２２ａに接続される直流
電源には、コンデンサ４１ａが接続されており、これが
バックアップ電源の機能を果す。そしてこの＋１２Ｖ直
流電源は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１ａにより＋５Ｖの
直流電源に変換され、マイコン１ａの電源端子に供給さ
れる。そしてこの＋５Ｖ直流電源にもコンデンサ４２ａ
が接続されており、＋５Ｖ直流電源のバックアップ電源
の機能を果す。この＋５Ｖ直流電源にはリセット回路６
ａが接続されており、電源投入時に＋５Ｖ直流電源があ
る値、例えば＋４．２Ｖに達した時点から、マイコン１
ａの８クロック分Ｌｏｗ出力を維持した後にＨｉｇｈ出
力に切り換るマイコン１ａのリセット信号を出力する。
このリセット信号によりマイコン１ａはリセットされ、
最初のアドレスの命令をフェッチし、正規の動作を開始
する。マイコン１ａは周辺回路２１ａと２２ａを制御す
る。

【００１３】図２に示すように本実施例では、周辺回路
２１ａと２２ａに供給される＋１２Ｖ直流電源、すなわ
ちコンデンサ４１ａによるバックアップ電源の電圧を比
較器５１ａで基準電圧５２ａと比較し、その出力をマイ
コン１ａが読み取る。いまバッテリ３ａからの電源供給
が何んらかの原因で中断した場合、コンデンサ４１ａに
蓄積された電気によりある程度の時間は周辺回路２１ａ
と２２ａ、及びマイコン１ａの動作は維持される。しか
しコンデンサ４１ａの電気が除々に放電され、基準電圧
５２ａに比べて小さくなると比較器５１ａの出力が反転
する。マイコン１ａはこれを検出すると直ちに周辺回路
２１ａ，２２ａの状態に関する状態を読み取って記憶し
た後、周辺回路２１ａ，２２ａの動作を停止する。これ
によりコンデンサ４１ａの放電量は大幅に低下する。

【００１４】本実施例ではマイコン１ａの電源は＋１２
Ｖの電源をＤＣ−ＤＣコンバータ４１ａで変換した＋５
Ｖ電源であり、この＋５Ｖ電源にもコンデンサ４２ａが
接続されている。そのためたとえバッテリ３ａからの電
気の供給が停止して、コンデンサ４１ａが除々に放電を
開始しても周辺回路に比べてマイコン１ａの消費電力は
小さいので、＋５Ｖ電源はかなりの時間マイコン１ａを
駆動できる。よって比較器５１ａの出力が反転した時点
でも＋５Ｖ電源は充分な電圧が出力されている。そして
周辺回路２１ａ，２２ａが動作を停止した後は、バッテ
リ４１ａと４２ａに蓄積されている電気はマイコン１ａ
の駆動のみに使用されるので、＋５Ｖ電源がリセット回
路の設定電圧になるまではかなりの時間を要する。この
間にバッテリ３ａからの電気の供給が再開されれば、コ
ンデンサ４１ａと４２ａへの充電が行なわれ、再び比較
器５１ａの出力が反転するのでマイコン１ａは記憶した
状態に基づいて周辺回路２１ａと２２ａの動作を再開さ
せる。これにより周辺回路２１ａと２２ａの動作は中断
するだけでもとの状態から動作が続行される。

【００１５】上記の説明では、マイコン１ａは周辺回路
２１ａと２２ａの動作を停止させた後そのまま動作を行
なうが、周辺回路２１ａと２２ａの制御を行なう必要は
ないので、スタンバイモードと称する低消費電力モード
に入り、比較器５１ａの出力が反転した時に割込みがか
かり動作を再開するようにすれば、＋５Ｖ電源の電圧が
リセット回路６ａの設定電圧以下になるまでの時間は更
に延る。

【００１６】以上の説明から明らかなように、比較器５
１ａの出力が反転するのは＋５Ｖ電源の電源がリセット
回路の設定値以下になる時点より前であることが絶対必
要である。もしこれが逆に後であると比較器５１ａの出
力の反転を検出して退避動作を行っても意味がない。し
たがって基準電圧５２ａはこのようなことを勘案して決
定することが必要である。

【００１７】図２の実施例では、比較器５１ａはコンデ
ンサ４１ａの電圧を比較するが、例えばバッテリ３ａの
出力を比較する場合を考えてみると、バッテリ３ａの出
力が変動する毎に比較器５１ａの出力が反転し、その変
動が短時間でコンデンサ４１ａに蓄積された電気で充分
変動が吸収できる場合でもマイコン１ａが退避動作を開
始してしまうため好ましくない。また＋５Ｖ電源の電圧
を比較した場合、前述のように＋５Ｖ電源の方がコンデ
ンサ４１ａの電圧よりゆっくり低下するため、比較器の
出力が反転した時には既にバッテリ４１ａの電圧は大幅
に低下しており周辺回路２１ａと２２ａは動作不能であ
る。そのため状態を読み取るという動作を行なえないの
で好ましくない。

【００１８】更に図２の実施例では＋５Ｖ電源のバック
アップ用にコンデンサ４２ａが設けられているが、この
コンデンサ４２ａがなくても本発明は適用できる。但
し、コンデンサ４１ａの電圧に比例して＋５Ｖが作られ
るため、比較器５１ａの出力が反転する時点と＋５Ｖ出
力の電圧がリセット回路の設定値を下回る時点との時間
差が小さくなるので、この点を考慮して各値を設定する
必要がある。このことは、バッテリが＋５Ｖを出力し、
この＋５Ｖによりマイコン及び周辺回路が駆動される場
合にバックアップ用のコンデンサを設けた時にも適用で
き、バックアップされた＋５Ｖを監視し、リセット回路
の設定値を下回る前に退避動作を行なうことが必要であ
る。

【００１９】

【発明の効果】本発明により短時間の電源変動に対応で
きるようにバックアップ電源を設けたマイコンシステム
において、対応できる電源停止の時間を長くすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマイクロコンピュータシステムの基本
構成を示す図である。

【図２】本発明の実施例の構成を示す図である。

【図３】マイコンシステムにおける従来のバックアップ
電源を示す図である。

【符号の説明】

１…マイクロコンピュータ ２…周辺回路 ３…電源 ４…バックアップ電源 ５…バックアップ電源検出手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロコンピュータ（１）、 該マイクロコンピュータ（１）により制御される周辺回
   路（２）、 該マイクロコンピュータ（１）及び該周辺回路（２）に
   電気を供給する電源（３）、 該電源（３）よりの電気の供給が停止された時に、該マ
   イクロコンピュータ（１）及び該周辺回路（２）への電
   気の供給を短時間だけ維持するバックアップ電源
   （４）、及び該バックアップ電源（４）の状態を検出す
   るバックアップ電源検出手段（５）を備え、 該バックアップ電源検出手段（５）が該バックアップ電
   源（４）の電圧が所定値以下になったことを検出した時
   には、該マイクロコンピュータ（１）は該周辺回路
   （２）の状態の記憶を行った後に該周辺回路（２）の動
   作を停止させ、該スタンバイモード時に該バックアップ
   電源検出手段（５）が該バックアップ電源（４）の電圧
   が所定値以上になったことを検出した時には、該マイク
   ロコンピュータ（１）は該記憶した状態に基づいて該周
   辺回路（２）を動作状態に戻すマイクロコンピュータシ
   ステム。