JP3226301B2 - マイクロコンピュータシステム - Google Patents

マイクロコンピュータシステム

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JP3226301B2
JP3226301B2 JP20281791A JP20281791A JP3226301B2 JP 3226301 B2 JP3226301 B2 JP 3226301B2 JP 20281791 A JP20281791 A JP 20281791A JP 20281791 A JP20281791 A JP 20281791A JP 3226301 B2 JP3226301 B2 JP 3226301B2
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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】すなわち本発明の第1の態様のマイクロコ
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により制御される駆動回路を含む周
辺回路2、マイクロコンピュータ1及び周辺回路2に動
作電力を供給する電源3、電源3よりの動作電力の供給
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への動作電力の供給を短時間だけ維持するバックア
ップ機能を有するバックアップ電源4、及びバックアッ
プ電源4の状態を検出する手段であって、バックアップ
電源4より動作電力が供給される側に設けられたバック
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、周辺回路2の状態の記憶を行っ
た後に周辺回路2の動作を停止させることを特徴とす
る。本発明の第2の態様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により制御される駆動回路を含む周辺回路2、マイク
ロコンピュータ1及び周辺回路2に動作電力を供給する
電源3、電源3よりの動作電力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への動作電
力の供給を短時間だけ維持するバックアップ電源4、マ
イクロコンピュータ1に供給するリセット信号を発生す
るリセット回路、及びバックアップ電源4の状態を検出
する手段であって、バックアップ電源4から動作電力が
供給される側に設けられたバックアップ電源検出手段5
を備え、マイクロコンピュータ1は、バックアップ電源
検出手段5がバックアップ電源4の電圧が第1の所定値
以下になったことを検出した時には、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、リセ
ット回路は、バックアップ電源4の電圧が第1の所定値
より小さい第2の所定値以下になったことを検出したと
きにリセット信号を発生させることを特徴とする。 本発
明の第3の態様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
制御される駆動回路を含む周辺回路2、マイクロコンピ
ュータ1及び周辺回路2に動作電力を供給する電源3、
電源3よりの動作電力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への動作電力の供給を
短時間だけ維持するバックアップ電源4、マイクロコン
ピュ ータ1に供給するリセット信号を発生するリセット
回路、バックアップ電源4の状態を検出する手段であっ
て、バックアップ電源4から動作電力が供給される側に
設けられたバックアップ電源検出手段5、及びバックア
ップ電源4から供給される動作電力の電圧を所定の電圧
に変換しマイクロコンピュータ1に供給する変換回路を
備え、バックアップ電源検出手段5は、変換回路の前段
側における電圧に基づいてバックアップ電源4の電圧を
検出し、電圧に応じて周辺回路2の状態の記憶を行った
後に周辺回路2の動作を停止させるものであって、リセ
ット回路は、変換回路の後段側における電圧に基づいて
マイクロコンピュータ1への供給電圧を検出し、電圧に
応じてリセット信号を発生させるものであることを特徴
とする。
【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4a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4
2a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6a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1aの8クロック分Low出力を維持した後にHig
h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4
aに蓄積された電気によりある程度の時間は周辺回路2
1a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4a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1
a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1
a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+5
V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 (3)

    (57)【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)により制御される駆動回
    路を含む周辺回路(2)、 該マイクロコンピュータ(1)及び該周辺回路(2)に
    動作電力を供給する電源(3)、 該電源(3)よりの動作電力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
    の動作電力の供給を短時間だけ維持するバックアップ機
    能を有するバックアップ電源(4)、及び該バックアッ
    プ電源(4)の状態を検出する手段であって、該バック
    アップ電源(4)より動作電力が供給される側に設けら
    れた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
    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)の動作を停止させることを特徴とするマイ
    クロコンピュータシステム。
  2. 【請求項2】 マイクロコンピュータ(1)、 該マイクロコンピュータ(1)により制御される駆動回
    路を含む周辺回路(2)、 該マイクロコンピュータ(1)及び該周辺回路(2)に
    動作電力を供給する電源(3)、 該電源(3)よりの動作電力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
    の動作電力の供給を短時間だけ維持するバックアップ電
    源(4)、 該マイクロコンピュータ(1)に供給するリセット信号
    を発生するリセット回路(6a)、及び 該バックアップ
    電源(4)の状態を検出する手段であって、該バックア
    ップ電源(4)から動作電力が供給される側に設けられ
    たバックアップ電源検出手段(5)を備え、 該マイクロコンピュータ(1)は、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)の電圧が第
    1の所定値以下になったことを検出した時には、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、 該リセット回路(6a)は、該バックアップ電源(4)
    の電圧が該第1の所定値より小さい第2の所定値以下に
    なったことを検出したときに該リセット信号を発生させ
    ることを特徴とするマイクロコンピュータシステム。
  3. 【請求項3】 マイクロコンピュータ(1)、 該マイクロコンピュータ(1)により制御される駆動回
    路を含む周辺回路(2)、 該マイクロコンピュータ(1)及び該周辺回路(2)に
    動作電力を供給する電源(3)、 該電源(3)よりの動作電力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
    の動作電力の供給を短時間だけ維持するバックアップ電
    源(4)、 該マイクロコンピュータ(1)に供給するリセット信号
    を発生するリセット回路(6a)、 該バックアップ電源(4)の状態を検出する手段であっ
    て、該バックアップ電源(4)から動作電力が供給され
    る側に設けられたバックアップ電源検出手段(5)、及
    該バックアップ電源(4)から供給される動作電力の
    電圧を所定の電圧に変換し該マイクロコンピュータ
    (1)に供給する変換回路(43a)を備え、 該バックアップ電源検出手段(5)は、該変換回路(4
    3a)の前段側における電圧に基づいて該バックアップ
    電源(4)の電圧を検出し、該電圧に応じて該周辺回路
    (2)の状態の記憶を行った後に該周辺回路(2)の動
    作を停止させるものであって、 該リセット回路(6a)は、該変換回路(43a)の後
    段側における電圧に基づいて該マイクロコンピュータ
    (1)への供給電圧を検出し、該電圧に応じてリセット
    信号を発生させるものであることを特徴とするマイクロ
    コンピュータシス テム。
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