JPS60221816A - One chip microcontroller - Google Patents

One chip microcontroller

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JPS60221816A
JPS60221816A JP59077495A JP7749584A JPS60221816A JP S60221816 A JPS60221816 A JP S60221816A JP 59077495 A JP59077495 A JP 59077495A JP 7749584 A JP7749584 A JP 7749584A JP S60221816 A JPS60221816 A JP S60221816A
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JP
Japan
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power supply
supply voltage
circuit
voltage
clock
Prior art date
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Pending
Application number
JP59077495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuharu Kato
光治 加藤
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To simplify the constitution of a titled controller by making an interruption processing circuit of the inside unnecessary without providing an input terminal of a control signal in case when a power supply voltage has been varied, by preventing the generation of malfunction of an internal operation when the power supply voltage has been varied, by the inside of a controller. CONSTITUTION:An internal circuit part consisting of a program counter 16 connected to a control bus 29, an address bus 30 and a data bus 31, a program memory 17, a ROM18, a calculating part 20, a RAM23, etc., and a two-phase clock generating circuit 15 for supplying a driving clock signal to said circuit part are provided on a semiconductor substrate. A voltage of a Vdd power source 11 from power source terminals P1, P2 of this controller is applied to the first power supply voltage detecting circuit 12 and the second power supply voltage detecting circuit 13. A state that the power supply voltage is below a voltage for operating stably the internal circuit part is detected by this circuit 12, and the generation of a clock from the circuit 15 is stopped. Also, a voltage by which the internal circuit part can hold its operating state is detected by the circuit 13, a reset signal is generated, and the generation of malfunction is prevented by the inside of the controller.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、例えばマイクロコンピュータ、マイクロプ
ロセッサ等を1チツプの半導体集積回路で構成した1チ
ップマイクロコントO−ラに係り、特に電源電圧の変動
による内部回路素子の誤動作防止を内部で行なえるよう
に改良したものに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a one-chip microcontroller O-controller in which, for example, a microcomputer, a microprocessor, etc. are constructed from a one-chip semiconductor integrated circuit. This invention relates to an improved device that can internally prevent malfunctions of internal circuit elements.

[発明の背景技術とその問題点コ 従来より、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ
等を1チツプのC−MO8半導体集積回路で構成した1
チツプマイクロコントローラは、同一半導体基板上にク
ロック発生回路、プログラムメモリ(ROM)、データ
メモリ(RAM)、演算部(ALU)、入出力制御部(
Ilo)等の回路素子を組込んで構成され、外部から供
給される電源により駆動されるようになされている。
[Background art of the invention and its problems] Conventionally, microcomputers, microprocessors, etc. have been constructed using one C-MO8 semiconductor integrated circuit.
A chip microcontroller has a clock generation circuit, program memory (ROM), data memory (RAM), arithmetic unit (ALU), and input/output control unit (
It is constructed by incorporating circuit elements such as Ilo), and is driven by an externally supplied power source.

ところで、上記のような従来の1チツプマイクロコント
ローラは、電源電圧の降下時には外部の電源電圧検出回
路から発生される割込み処理信号及びリセット信号によ
り割込み処理によるデータを回避して回路の誤動作を防
止すると共に、内部回路素子部をリセットし、内部状態
の初期化をするようになされている。しかしながら、こ
のような1チツプマイクロコントローラでは、必然的に
外付けのマイクロコントローラを制御する電源電圧検出
回路が必要となり、またこの電源電圧検出回路から出力
される割込み処理信号及びリセット信号等の制御信号を
入力するための入力端子も必要となるばかりでなく、内
部に複雑な割込み処理回路が必要となって、内部回路素
子部の構成が複雑になってしまう。
By the way, in the conventional one-chip microcontroller as described above, when the power supply voltage drops, the interrupt processing signal and reset signal generated from the external power supply voltage detection circuit are used to avoid data caused by interrupt processing and prevent malfunction of the circuit. At the same time, the internal circuit element section is reset and the internal state is initialized. However, such a one-chip microcontroller inevitably requires a power supply voltage detection circuit to control the external microcontroller, and control signals such as interrupt processing signals and reset signals output from this power supply voltage detection circuit. Not only is an input terminal for inputting the information required, but also a complicated interrupt processing circuit is required internally, making the configuration of the internal circuit element section complicated.

[発明の目的] この発明は上記のような問題を改善するためになされた
もので、電源電圧変動時の制御信号を入力するための端
子を設けることなく、内部で電源電圧の変動による内部
回路素子の誤動作防止を行なうことのでき、さらに内部
に複雑な割込み処理回路を設ける必要のない1チツプマ
イクロコントローラを提供することを目的とする。
[Purpose of the Invention] This invention has been made to improve the above-mentioned problems, and it is possible to eliminate internal circuits caused by fluctuations in the power supply voltage without providing a terminal for inputting control signals when the power supply voltage fluctuates. It is an object of the present invention to provide a one-chip microcontroller that can prevent malfunction of elements and does not require a complicated internal interrupt processing circuit.

[発明の概要] すなわち、この発明に係る1チツプマイクロコントロー
ラは、半導体基板上に内部回路素子部を形成し、この内
部回路素子部に対してクロック発生回路から駆動クロッ
ク信号を供給し、上記半導体基板に対して設けられる電
源端子を外部の雪皿に接続し、上記電源端子からの電源
電圧を第1の電源電圧検出回路に供給し、この第1の電
源電圧検出回路により電源電圧が上記内部回路素子部の
安定動作を保証する第1の下限基準電圧■s以下となる
状態を検出して上記クロック発生回路に対してクロック
発生停止信号を発生させ、上記電源端子からの電源電圧
を第2の!課電圧検出回路に供給し、この第2の電源電
圧検出回路により電源電圧が上記内部回路素子部の動作
状態保持最低電圧VTよりやや高くその動作状態保持を
保証できる第2の下限基準電圧V「以下となる状態を検
出してリセット信号を発生させ、このリセット信号の発
生に応じて上記内部回路素子部を初期状態に設定するよ
うにしたものである。
[Summary of the Invention] That is, the one-chip microcontroller according to the present invention forms an internal circuit element portion on a semiconductor substrate, supplies a driving clock signal from a clock generation circuit to the internal circuit element portion, and operates the semiconductor device. A power supply terminal provided for the board is connected to an external snow tray, and the power supply voltage from the power supply terminal is supplied to a first power supply voltage detection circuit. A state in which the voltage is lower than the first lower limit reference voltage ■s that guarantees stable operation of the circuit element section is detected, a clock generation stop signal is generated for the clock generation circuit, and the power supply voltage from the power supply terminal is changed to the second lower limit reference voltage. of! A second lower limit reference voltage V' is supplied to the applied voltage detection circuit, and this second power supply voltage detection circuit allows the power supply voltage to be slightly higher than the minimum voltage VT for maintaining the operating state of the internal circuit element section and to ensure that the operating state is maintained. A reset signal is generated by detecting the following conditions, and the internal circuit element section is set to an initial state in response to the generation of this reset signal.

[発明の実施例] 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に説明
する。
[Embodiment of the Invention] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図はその構成を示すもので、この1チツプマイクロ
コントローラは、Vdd電源11に接続される電源端子
P1.P2 、クロック周波数調整用の外付抵抗R1を
接続するためのクロック制御用端子p3.p4を備え、
さらにテスト信号3tを入力するための端子P5、デー
タ入力用の端子PAO〜PA3 、データ入出力用の端
子PBO〜PB3 、データ出力用の端子PCO〜PC
2を有している。
FIG. 1 shows its configuration, and this one-chip microcontroller has power terminals P1. P2, a clock control terminal p3. to which an external resistor R1 for clock frequency adjustment is connected. Equipped with p4,
Furthermore, terminal P5 for inputting the test signal 3t, terminals PAO to PA3 for data input, terminals PBO to PB3 for data input/output, and terminals PCO to PC for data output.
It has 2.

また、この1チツプマイクロコントローラは、第1の電
源電圧検出回路12及び第2の電源電圧検出回路13か
らなる電源電圧監視手段を備えると共に、上記外付抵抗
R1が接続される内蔵キャパシタC1、ヒステリシス付
インバータ1nvl及びアンドゲートG1よりなるクロ
ック発生回路14を有し、このクロック発生回路14か
らのクロック信号に基づいて2相りロック発生回路15
で駆動用2相クロック信号φa、φbを発生するように
なされている。
Further, this one-chip microcontroller is equipped with power supply voltage monitoring means consisting of a first power supply voltage detection circuit 12 and a second power supply voltage detection circuit 13, and also includes a built-in capacitor C1 to which the external resistor R1 is connected, and a hysteresis It has a clock generation circuit 14 consisting of an inverter 1nvl and an AND gate G1, and a two-phase lock generation circuit 15 based on the clock signal from this clock generation circuit 14.
The driving two-phase clock signals φa and φb are generated in the following manner.

そして、この1チツプマイクロコントローラは、上記2
相りロック発生回路15からのクロック信号φa、φb
で駆動される内部回路を備えるもので、この内部回路は
、例えばプログラムカウンタ16、プログラムメモリ(
ROM)17、命令デコーダ(I R) 18、アドレ
スバッファ19、テストモード制御回路20、演算部(
ALLI)21、リザルトレジスタ(RR)22、デー
タメモリ(RAM)23、アドレスデコーダ24、特殊
カウンタ25、入力ボート(PA)26、入出力ボート
(Pa)27、出力ボート(PC)28で構成され、各
ブロックの駆動制御信号は制御バス29を介して、アド
レス信号はアドレスバス30を介して、データ信号はデ
ータバス31を介して転送される。このような内部回路
は、スタティック回路で構成され、1チツプ化されてな
るものである。
And, this one-chip microcontroller is
Clock signals φa and φb from phase lock generation circuit 15
This internal circuit includes, for example, a program counter 16, a program memory (
ROM) 17, instruction decoder (IR) 18, address buffer 19, test mode control circuit 20, arithmetic unit (
ALLI) 21, result register (RR) 22, data memory (RAM) 23, address decoder 24, special counter 25, input port (PA) 26, input/output port (Pa) 27, and output port (PC) 28. , drive control signals for each block are transferred via a control bus 29, address signals are transferred via an address bus 30, and data signals are transferred via a data bus 31. Such an internal circuit is composed of a static circuit and integrated into one chip.

ここで、上記第1の電源電圧検出回路12は、前記電@
iiの出力電圧Vddが内部回路の安定動作を保証し得
る最低電位VS (以下、第1の下限基準電圧とする)
より下がったか否かを検出するもので、vdd≦■Sに
おいて# O#論理レベルとなるクロック発生停止信号
aを発生する。このクロック発生停止信号aは、上記ク
ロック発生回路13のアンドゲートG1に供給される。
Here, the first power supply voltage detection circuit 12
The lowest potential VS at which the output voltage Vdd of ii can guarantee stable operation of the internal circuit (hereinafter referred to as the first lower limit reference voltage)
It detects whether or not the voltage has dropped below 1, and generates a clock generation stop signal a which becomes the #O# logic level when vdd≦■S. This clock generation stop signal a is supplied to the AND gate G1 of the clock generation circuit 13.

また、第2の電源電圧検出回路13は、上記電源電圧V
ddが内部回路の動作状態保持を保証し得る最低電位V
r (以下、第2の下限基準電圧とする)より下がった
か否かを検出するもので、Vdd≦■「において゛1°
′論理レベルとなるリセット信号すを発生する。このリ
セット信号は、制御バス2θを介して上記内部回路の必
要なブロックへ供給される。
Further, the second power supply voltage detection circuit 13 detects the power supply voltage V
dd is the lowest potential V that can guarantee the maintenance of the internal circuit's operating state.
It detects whether the voltage has fallen below r (hereinafter referred to as the second lower limit reference voltage).
'Generate a reset signal that becomes a logic level. This reset signal is supplied to necessary blocks of the internal circuit via the control bus 2θ.

そして、上記クロック発生回路14は、ヒステリシス付
インバータl nvlのヒステリシス幅、外付抵抗R1
の抵抗値及び内蔵キャパシタC1容量値で周波数が決定
される、OR発振によるクロックを発生するもので、ア
ンドゲートG1に上記クロック発生停止信号aが供給さ
れるとその発振が停止するようになされている。そして
、上記インバータl IIVIには、クロック停止電圧
とクロック開始電圧との間にヒステリシスが設けられて
いる。
Then, the clock generation circuit 14 calculates the hysteresis width of the inverter lnvl with hysteresis, the external resistor R1
It generates a clock by OR oscillation, the frequency of which is determined by the resistance value of C1 and the capacitance value of built-in capacitor C1, and the oscillation is stopped when the clock generation stop signal a is supplied to AND gate G1. There is. The inverter lIIIVI is provided with hysteresis between the clock stop voltage and the clock start voltage.

このクロック発生回路14の出力クロックは2相りロッ
ク発生回路15に供給される。この2相りロック発生回
路15は、上記発振回路14の出力クロックからオーバ
ーラツプのない2つの内部クロックφa、φbを発生す
るものである。この2つの内部クロックφa、φbは、
スタティック回路構成の内部回路の各ブロックを駆動す
るためのもので、図示しないが各ブロックに供給される
ようになされている。
The output clock of this clock generation circuit 14 is supplied to a two-phase lock generation circuit 15. This two-phase lock generation circuit 15 generates two non-overlapping internal clocks φa and φb from the output clock of the oscillation circuit 14. These two internal clocks φa and φb are
It is for driving each block of the internal circuit of the static circuit configuration, and is supplied to each block although not shown.

尚、上記プログラムカウンタ16は、上記内部クロック
φaによりカウントアツプするもので、その出力はアド
レス信号としてプログラムメモリ17に供給される。こ
のプログラムメモリ17は、上記アドレス信号に応じて
命令内容を指定するもので、その出力は12ビツトから
なり、上位4ピツトが命令内容として命令デコーダ18
を介して制御バス29に供給され、下位8ビツトがオペ
ランドのアドレスとしてアドレスバッファ19を介して
アドレスバス30に供給される。また、上記演算部21
は、す、 ガルトレジスタ22と共にいわゆるアキュミ
レータを構成するものである。また、上記データメモリ
23には特殊バス32を介して特殊カウンタ25のカウ
ント出力が供給されるようになされている。
The program counter 16 counts up based on the internal clock φa, and its output is supplied to the program memory 17 as an address signal. This program memory 17 specifies the instruction content according to the address signal, and its output consists of 12 bits, and the upper 4 bits are sent to the instruction decoder 18 as the instruction content.
The lower 8 bits are supplied to the address bus 30 via the address buffer 19 as the address of the operand. In addition, the arithmetic unit 21
Together with the Galt register 22, it constitutes a so-called accumulator. Further, the count output of a special counter 25 is supplied to the data memory 23 via a special bus 32.

第2図は、上記第1の電源電圧検出回路12、第2の電
源電圧検出回路13及びクロック発生回路14のヒステ
リシス付インバータI nvlの具体的な構成を示すも
のである。すなわち、第1の電源電圧検出回路12は、
スレッシ当−ルド電圧VTP(H)が約2.0 [V]
の、他のゲートで用いているスレッショールド電圧より
高いP−MOSゲートQ1、拡散抵抗R2〜R4、論理
スレッショールド電圧が比較的高いインバータInv2
、スレッショールド電圧が比較的低いインバータ1nv
3、通常のインバータ1nv4、ナントゲートG2 、
 G3よりなるRSフリップ70ツブFF1及びD型セ
ットリセット付フリップフロップFF2で構成されるも
ので、前記第1の下限基準電圧VSの値は、P−MOS
ゲートQ1によるスレッショールド電圧Vrpと抵抗R
2、R3との比で決定され、またこの第1の基準電圧V
Sのヒステリシス幅は、論理スレッショールドの異なる
インバータ1nv2゜I nv3によって決定される。
FIG. 2 shows a specific configuration of the inverter I nvl with hysteresis of the first power supply voltage detection circuit 12, the second power supply voltage detection circuit 13, and the clock generation circuit 14. That is, the first power supply voltage detection circuit 12
Threshold voltage VTP (H) is approximately 2.0 [V]
P-MOS gate Q1 whose threshold voltage is higher than that used in other gates, diffused resistors R2 to R4, and inverter Inv2 whose logic threshold voltage is relatively high.
, an inverter with a relatively low threshold voltage 1nv
3. Normal inverter 1nv4, Nant Gate G2,
It is composed of an RS flip 70 tube FF1 consisting of G3 and a flip-flop FF2 with a D-type set-reset, and the value of the first lower limit reference voltage VS is determined by the P-MOS
Threshold voltage Vrp due to gate Q1 and resistance R
2, R3, and this first reference voltage V
The hysteresis width of S is determined by inverters 1nv2°Inv3 with different logic thresholds.

そして、この第1の電源電圧検出回路12は、D型フリ
ップ70ツブFF2によりクロック発生回路14からの
クロックに同期して駆動するようになされており、これ
によってクロックの最少幅が不適当に短くならないよう
に保証されている。
The first power supply voltage detection circuit 12 is driven by a D-type flip 70-tube FF2 in synchronization with the clock from the clock generation circuit 14, and as a result, the minimum width of the clock is inappropriately short. It is guaranteed that this will not happen.

また、第2の電源電圧検出回路13は、スレッショール
ド電圧VTP (H)が他のゲートで用いているスレッ
ショールド電圧より高いP−MOSゲートQ2、バイア
ス抵抗R5及びインバータl nv5で構成されるもの
で、前記第2の下限基準電圧Vrは上記スレッショール
ド電圧V丁p ()l)に等しく設定されている。
The second power supply voltage detection circuit 13 is composed of a P-MOS gate Q2 whose threshold voltage VTP (H) is higher than the threshold voltages used in other gates, a bias resistor R5, and an inverter lnv5. The second lower limit reference voltage Vr is set equal to the threshold voltage Vdp()l).

そして、上記ヒステリシス付インバータI nVlは、
キャパシタC2、差動電圧コンパレータOp1、インバ
ータI nV6〜I nV8及び抵抗R6〜R8で構成
されるもので、そのヒステリシス幅は抵抗R6〜R8の
比によって決定される。
The above inverter with hysteresis I nVl is
It is composed of a capacitor C2, a differential voltage comparator Op1, inverters InV6 to InV8, and resistors R6 to R8, and its hysteresis width is determined by the ratio of the resistors R6 to R8.

上記のような構成において、以下その動作について説明
する。
The operation of the above configuration will be described below.

このマイクロコントローラは、下限安定動作電圧をV 
winとすると、電源電圧V ddtfiV sin電
圧以下となるとき正常な動作を保証することができなく
なるので、クロックを停止させる第1の下限基準電圧レ
ベルをVS、リセット信号すを発生させる第2の下限基
準電圧レベルをVrとして、VS >■lin >yr
に設定することにより、電源電圧Vddの立ち上がり時
や電圧変動による電圧降下時に発生する誤動作を防止す
るようにしたものである。
This microcontroller sets the lower limit stable operating voltage to V
If it is set to win, normal operation cannot be guaranteed when the power supply voltage V ddtfiV sin voltage or less, so the first lower limit reference voltage level at which the clock is stopped is set to VS, and the second lower limit at which the reset signal is generated is set to VS. When the reference voltage level is Vr, VS >■lin >yr
By setting , it is possible to prevent malfunctions that occur when the power supply voltage Vdd rises or when the voltage drops due to voltage fluctuations.

すなわち、電源電圧Vddの立ち上がり時において、O
[V] <Vdd≦Vr (7)間では、第2の電源電
圧検出回路13が作動してリセット信号すをプログラム
カウンタ16及び制御バス29を介して他の必要なブロ
ックに供給し、そのプログラムカウンタ16及び各ブロ
ックを初期化する。このとき、Vdd<VSであるため
、第1の電源電圧検出回路12がこれを検出してクロッ
ク発生停止信号aを発生出力しており、このクロック発
生停止信号aによってアンドゲートG1の出力を“0″
論理レベルに固定して、クロック発生回路14のクロッ
ク発生を停止する。また、Vr<Vdd≦VSの閣では
、上記第2の電源電圧検出回路13によるリセットが解
除されるが、第1の電源電圧検出回路12が作動してク
ロック発生停止信号aを発生出力しているため、クロッ
ク発生回路14のクロック発生を停止したままであり、
このマイクロコント0−ラは動作を開始する状態を保持
している。今の状態ではリセット状態を保持している。
That is, when the power supply voltage Vdd rises, O
[V] <Vdd≦Vr (7) The second power supply voltage detection circuit 13 operates and supplies a reset signal to other necessary blocks via the program counter 16 and control bus 29, and the program Initialize the counter 16 and each block. At this time, since Vdd<VS, the first power supply voltage detection circuit 12 detects this and generates and outputs the clock generation stop signal a, and this clock generation stop signal a causes the output of the AND gate G1 to be " 0″
The clock generation circuit 14 stops clock generation by fixing the logic level to the logic level. Further, when Vr<Vdd≦VS, the reset by the second power supply voltage detection circuit 13 is released, but the first power supply voltage detection circuit 12 operates to generate and output the clock generation stop signal a. Therefore, the clock generation of the clock generation circuit 14 remains stopped.
This microcontroller maintains a state in which it starts operating. In its current state, it is held in a reset state.

そして、vdd>Vsとなったとき、上記第1の電源電
圧検出回路12がこれを検出してクロック発生停止信号
aの出力を停止するため、クロック発生回路14が作動
し始めるようになる。これによって、このマイクロコン
トローラは完全に動作状態となる。
Then, when vdd>Vs, the first power supply voltage detection circuit 12 detects this and stops outputting the clock generation stop signal a, so that the clock generation circuit 14 starts operating. This makes the microcontroller fully operational.

次に、電源電圧Vddの降下時において、電源電圧Vd
dが降下してVdd≦ysとなると、第1の電源電圧検
出回路12がこれを検出してクロック発生停止信号aを
発生出力し、クロック発生回路14の動作を停止させて
クロック発生を停止させるので、このマイクロコントロ
ーラは動作していた状態を保持し続ける。このとき、マ
イクロコントローラは、各ブロックを確実に保持させる
ために、各ブロックをスタティック回路で構成する。然
る後、Vdd>Vsとなると、その状態から再び動作を
開始するようになる。そして、電源電圧VddがVdd
≦Vrまで降下すると、第2の電源電圧検出回路13が
これを検出してリセット信号すを発生出力するようにな
り、これによってマイクロコントローラは初期化される
ようになる。
Next, when the power supply voltage Vdd drops, the power supply voltage Vd
When d drops to Vdd≦ys, the first power supply voltage detection circuit 12 detects this and generates and outputs a clock generation stop signal a, stopping the operation of the clock generation circuit 14 and stopping clock generation. Therefore, this microcontroller continues to operate. At this time, the microcontroller configures each block with a static circuit in order to reliably hold each block. After that, when Vdd>Vs, the operation starts again from that state. Then, the power supply voltage Vdd is Vdd
When the voltage drops to ≦Vr, the second power supply voltage detection circuit 13 detects this and generates and outputs a reset signal, thereby initializing the microcontroller.

ここで、上記第1の電源電圧検出回路12は、第2図に
示したように、D型フリップフロップFF2でクロック
発生回路14からのクロックに同期して駆動することに
より、このマイクロコントローラがVdd>Vsで正常
に動作しているときに不意に■dd≦Vsとなった場合
に、無条件にクロックを停止させるのではなく、現状の
命令実行を終えて次のクロックサイクルに移るときにク
ロックを停止させるようになされている。これにより、
命令実行に必要な最少クロック時間幅を常に確保してい
る。
Here, as shown in FIG. 2, the first power supply voltage detection circuit 12 is driven by a D-type flip-flop FF2 in synchronization with the clock from the clock generation circuit 14, so that this microcontroller can reach Vdd. If the clock suddenly becomes ■dd≦Vs while operating normally at >Vs, instead of stopping the clock unconditionally, the clock is stopped when the current instruction execution is finished and the next clock cycle is started. It is designed to stop the This results in
The minimum clock time width required for instruction execution is always secured.

また、上記クロック発生回路14では、前記ヒスリテシ
ス付インバータI nvlにより、クロック停止電圧と
クロック開始電圧との間に約20 [mV]のヒステリ
シスを設けられており、これによって、電源電圧Vdd
が何らかの原因によって一時的に低下してVs近くにと
どまっている場合にも不意に誤動作してしまうことを防
止している。このような電源電圧Vddに関する動作保
証の下限は一般的にはV akinレベルであるが、上
記マイクロコントローラでは自動的にクロックを停止し
て状態保持させることにより、見掛は上人幅に低く設定
することができ、第2の下限基準電圧Vrレベルまで動
作を保証することができるものである。
Further, in the clock generation circuit 14, a hysteresis of about 20 [mV] is provided between the clock stop voltage and the clock start voltage by the inverter I nvl with hysteresis.
This prevents unexpected malfunctions even if the voltage temporarily decreases for some reason and remains close to Vs. The lower limit of guaranteed operation regarding the power supply voltage Vdd is generally the Vakin level, but the above microcontroller automatically stops the clock and maintains the state, so the appearance is set as low as the level of a jonin. It is possible to guarantee operation up to the second lower limit reference voltage Vr level.

ざらに、上記実施例について具体的な数値を用いて説明
する。
The above embodiment will be briefly described using specific numerical values.

まず、上記1チツプマイクロコントローラをC−MO3
半導体集積回路として、P−MOS及びN−MOSの各
スレッショールド電圧をそれぞれVTP−1[V]、V
Tに−1[■]とする。
First, the above 1-chip microcontroller is connected to C-MO3
As a semiconductor integrated circuit, the threshold voltages of P-MOS and N-MOS are set to VTP-1[V] and VTP-1[V], respectively.
Set T to -1 [■].

また、第2図中P−MOSゲートQ1 、Q2のスレッ
ショールド電圧をそれぞれVTP(H)−2,0[V]
とし、抵抗R2、R3の抵抗比を4対3とする。
In addition, the threshold voltages of P-MOS gates Q1 and Q2 in FIG.
Assume that the resistance ratio of resistors R2 and R3 is 4:3.

このときの第1の下限基準電圧VSは約3.5[■]、
第2の下限基準電圧■rは約2.0[V]になる。また
、リセットが実際に働く動作状態保持最低電圧VTは、
上記スレッショールド電圧VTPとVTNの最大値にほ
ぼ等しいので約1[、V]である。また、R3端子に外
部から強制的にクロックを印加して動作させる場合の下
限安定動作電圧V 1nは3.0 [V]であり、上限
安定動作電圧は6.0 [V]である。第3図にその動
作可能範囲を示す。
The first lower limit reference voltage VS at this time is approximately 3.5 [■],
The second lower limit reference voltage ■r is approximately 2.0 [V]. In addition, the minimum operating state holding voltage VT at which the reset actually works is:
Since it is approximately equal to the maximum value of the threshold voltages VTP and VTN, it is approximately 1[,V]. Further, when operating by forcibly applying a clock to the R3 terminal from the outside, the lower limit stable operating voltage V 1n is 3.0 [V], and the upper limit stable operating voltage is 6.0 [V]. Fig. 3 shows its operable range.

すなわち、この場合のマイクロコントローラは、外部ク
ロックの場合に完全に動作する3、0〜6.0 [V]
に加えて、自己発振の場合には2.0〜3.5 [V]
の間はクロックが自動的に停止してそのときの動作状態
を保持するため、電源電圧Vddの不意の降下等に対し
て動作を保証し得る範囲を2.0〜6.0 [V]と低
電圧側を大幅に改善することができる。また、電源電圧
■ddが2.0 [V]まで降下した場合には、完全に
初期化されるため、実質的な動作範囲は1.0〜6.0
 [V]となる。
That is, the microcontroller in this case works perfectly in the case of external clock 3, 0 to 6.0 [V]
In addition to 2.0 to 3.5 [V] in the case of self-oscillation
During this period, the clock automatically stops and maintains the operating state at that time, so the range that can guarantee operation against unexpected drops in the power supply voltage Vdd is 2.0 to 6.0 [V]. The low voltage side can be significantly improved. In addition, when the power supply voltage dd drops to 2.0 [V], it is completely initialized, so the actual operating range is 1.0 to 6.0 [V].
[V].

このように、このマイクロコントローラは、電源電圧V
ddの立ち上がりや動作状態において、電圧■ddが急
激に変動する場合においても、暴走することなく安定に
動作することができるものである。これは、■min<
ysとして動作保証範囲とクロック停止範囲をオーバー
ラツプさせたこと、クロック停止範囲とリセット範囲を
オーバーラツプさせたこと、及び動作保持が共に保証で
きない空白な領域を無くしたこと等によるものである。
In this way, this microcontroller has a power supply voltage V
Even if the voltage dd suddenly fluctuates during the rise of dd or the operating state, it can operate stably without running out of control. This is ■min<
This is due to the fact that the operation guaranteed range and the clock stop range overlap as ys, the clock stop range and the reset range overlap, and blank areas where operation maintenance cannot be guaranteed are eliminated.

したがって、上記のように構成した1チツプマイクロコ
ントローラは、従来のように電源電圧変動時の制御信号
を入力するための端′子を設けることなく、内部で電源
電圧の変動による内部回路の誤動作を防止することがで
き、さらに内部に複雑な割込み処理回路をを設ける必要
なく、動作を保証する下限電圧レベルを大幅に低く設定
することができるようになる。これによって、特に外部
力)らの電波障害や、自動車電装品に到来するイグニッ
ション雑音のような高周波・高電圧雑音により、電源電
圧が不安定になる場合に、極めて有効なものどすること
ができる。
Therefore, the one-chip microcontroller configured as described above does not have a terminal for inputting a control signal when the power supply voltage fluctuates, as in the past, but internally prevents malfunctions of the internal circuit due to fluctuations in the power supply voltage. Furthermore, the lower limit voltage level that guarantees operation can be set significantly lower without the need to provide a complicated internal interrupt processing circuit. This makes it extremely effective when the power supply voltage becomes unstable, especially due to radio interference from external forces (external forces) or high-frequency/high-voltage noise such as ignition noise coming to automobile electrical components. .

[発明の効果] 以上詳述したようにこの発明によれば、電源電圧変動時
の制御信号を入力するための端子を設けることなく、内
部で電源電圧の変動による内部回路素子の誤動作防止を
行なうことのでき、さらに内部に複雑な割込み処理回路
を設ける必要のない1チツプマイクロコントローラを提
供することができる。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, malfunction of internal circuit elements due to fluctuations in the power supply voltage is prevented internally without providing a terminal for inputting a control signal when the power supply voltage fluctuates. Furthermore, it is possible to provide a one-chip microcontroller that does not require a complex internal interrupt processing circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明に係る1チツプマイクロコントローラ
の一実施例を示すブロック回路図、第2図は上記実施例
の具体的な構成を示す回路図、第3図は上記実施例の具
体的な動作範囲を説明するための図である。 11・・・Vdd電源、12・・・第1の電源電圧検出
回路、13・・・第2の電源電圧検出回路、14・・・
クロック発生回路、15・・・2相りロック発生回路、
29・・・制御バス、30・・・アドレスバス、31・
・・データバス、Pl 、 R2・・・電源端子、R3
、R4・・・クロック制御用端子、ys・・・第1の下
限基準電圧、■r・・・第2の下限基準電圧、V n+
in・・・下限安定動作電圧、VT・・・動作保証最低
電圧、a・・・クロック発生停止信号、b・・・リセッ
ト信号。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
FIG. 1 is a block circuit diagram showing an embodiment of a one-chip microcontroller according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration of the above embodiment, and FIG. 3 is a block circuit diagram showing a specific configuration of the above embodiment. FIG. 3 is a diagram for explaining a range of motion. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11...Vdd power supply, 12...1st power supply voltage detection circuit, 13...2nd power supply voltage detection circuit, 14...
Clock generation circuit, 15...2-phase lock generation circuit,
29... Control bus, 30... Address bus, 31.
...Data bus, Pl, R2...Power terminal, R3
, R4... Clock control terminal, ys... First lower limit reference voltage, ■r... Second lower limit reference voltage, V n+
in...lower limit stable operating voltage, VT...minimum guaranteed operation voltage, a...clock generation stop signal, b...reset signal. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 半導体基板上に内部回路素子部と、この内部回路素子部
に対して駆動クロック信号を供給するクロック発生回路
と、上記半導体基板に対して設けられ外部の電源に対し
て接続される電源端子と、このI!電源端子らの電源電
圧が供給されこの電源電圧が上記内部回路素子部の安定
動作を保証する第1の下限基準電圧VS以下となる状態
を検出して上記クロック発生回路に対してクロック発生
停止信号を発生する第1の電源電圧検出回路と、上記電
源端子からの電源電圧が供給されこの電源電圧が上記内
部回路素子部の動作状態保持電圧VTよりやや高くその
動作状態保持を保証できる第2の下限基準電圧Vr以下
となる状態を検出してリセット信号を発生する第2の電
源電圧検出回路と、上記リセット信号の発生に応じて上
記内部回路素子部を初期状態に設定する手段とを具備し
てなることを特徴とする1チツプマイクロコントローラ
an internal circuit element section on a semiconductor substrate; a clock generation circuit that supplies a driving clock signal to the internal circuit element section; a power supply terminal provided on the semiconductor substrate and connected to an external power source; This I! A clock generation stop signal is sent to the clock generation circuit by detecting a state in which the power supply voltage from the power supply terminals is supplied and the power supply voltage is equal to or lower than the first lower limit reference voltage VS that guarantees stable operation of the internal circuit element section. a first power supply voltage detection circuit that generates a power supply voltage, and a second power supply voltage detection circuit that is supplied with a power supply voltage from the power supply terminal and whose power supply voltage is slightly higher than the operating state holding voltage VT of the internal circuit element section and can guarantee that the operating state is maintained. A second power supply voltage detection circuit that detects a state where the lower limit reference voltage Vr or less occurs and generates a reset signal, and means that sets the internal circuit element section to an initial state in response to generation of the reset signal. A 1-chip microcontroller with the following features:
JP59077495A 1984-04-19 1984-04-19 One chip microcontroller Pending JPS60221816A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59077495A JPS60221816A (en) 1984-04-19 1984-04-19 One chip microcontroller
US06/722,075 US4766567A (en) 1984-04-19 1985-04-11 One-chip data processing device including low voltage detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59077495A JPS60221816A (en) 1984-04-19 1984-04-19 One chip microcontroller

Publications (1)

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Family

ID=13635557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59077495A Pending JPS60221816A (en) 1984-04-19 1984-04-19 One chip microcontroller

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JP (1) JPS60221816A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5489863A (en) * 1993-11-01 1996-02-06 Nec Corporation Reset circuit

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