JPH09307357A - Oscillation circuit for microcomputer - Google Patents

Oscillation circuit for microcomputer

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JPH09307357A
JPH09307357A JP8123491A JP12349196A JPH09307357A JP H09307357 A JPH09307357 A JP H09307357A JP 8123491 A JP8123491 A JP 8123491A JP 12349196 A JP12349196 A JP 12349196A JP H09307357 A JPH09307357 A JP H09307357A
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JP
Japan
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microcomputer
oscillation
inverter circuit
oscillator
current
Prior art date
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Pending
Application number
JP8123491A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Hodaka
和夫 保高
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the current consumption of a microcomputer. SOLUTION: The oscillation circuit is constituted by using an inverter circuit 1 outside of the microcomputer 11. Thereby the current consumption of the inverter circuit 1 is reduced by inserting current limiting resistors 9 and 10 to the current path of the inverter circuit 1. In addition, as a rectangular wave is applied to the microcomputer 11 itself, current consumption in a Schmidt inverter 13 is also reduced to be suitably used for a battery driving equipment, etc., as the result.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロコンピュ
ータの消費電流を低減するのに好適な、マイクロコンピ
ュータの発振回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microcomputer oscillator circuit suitable for reducing the current consumption of a microcomputer.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロコンピュータはクロック信号に
同期して動作するが、このクロック信号の基となる発振
クロックは、マイクロコンピュータ自体で自走発振させ
て作成するか、又は、マイクロコンピュータの外部から
矩形波状の発振クロックを印加させてやる必要がある。
2. Description of the Related Art A microcomputer operates in synchronization with a clock signal. An oscillation clock, which is the basis of this clock signal, is generated by free-running oscillation by the microcomputer itself, or it is rectangular from the outside of the microcomputer. It is necessary to apply a wavy oscillation clock.

【0003】ここで、前者の自走発振で発振クロックを
作成する場合を考える。この場合の発振回路は、水晶、
セラミック等の発振振動子、帰還抵抗、制限抵抗、負荷
容量、及びインバータ回路から構成される。このインバ
ータ回路のみがマイクロコンピュータに内蔵され、その
他の構成はマイクロコンピュータに外部接続される。な
ぜならば、帰還抵抗、制限抵抗、負荷容量等は、発振ク
ロックの状態の調整に必要不可欠な為に外部部品とさ
れ、インバータ回路のみが内部素子とされる。このイン
バータ回路はマイクロコンピュータにマスクで集積化さ
れる為、セラミック等の周波数が高い(例えば4MH
z)発振振動子を外部接続した場合でも、十分に対応で
きる様に、サイズの大きいPチャンネル型MOSトラン
ジスタ及びNチャンネル型MOSトランジスタを用いて
構成される。
Here, consider a case where the oscillation clock is generated by the former free-running oscillation. The oscillator circuit in this case is a crystal,
It is composed of an oscillator such as ceramics, a feedback resistor, a limiting resistor, a load capacitance, and an inverter circuit. Only this inverter circuit is built in the microcomputer, and other components are externally connected to the microcomputer. This is because the feedback resistance, the limiting resistance, the load capacitance, etc., are external components because they are indispensable for adjusting the state of the oscillation clock, and only the inverter circuit is an internal element. Since this inverter circuit is integrated in a microcomputer with a mask, the frequency of ceramics or the like is high (for example, 4 MHz).
z) The P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor having a large size are used so that the oscillation vibrator can be sufficiently connected even when it is externally connected.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロコンピュータ内蔵のインバータ回路は、発振振動子か
ら得られる正弦波を矩形波に変換する為、正弦波の振幅
中心付近の傾斜部分がインバータ回路(Pチャンネル型
及びNチャンネル型MOSトランジスタの共通ゲート)
に印加された時に、直列接続されている前記Pチャンネ
ル型及びNチャンネル型MOSトランジスタが同時にオ
ンし、前記Pチャンネル型MOS及びNチャンネル型M
OSトランジスタのドレインソース路に貫通電流が流れ
てしまう。上記した如く、両トランジスタのサイズを大
きくしている為、これに伴って貫通電流も非常に大きく
なってしまう。
However, since the inverter circuit built in the microcomputer converts the sine wave obtained from the oscillator into a rectangular wave, the slope portion near the amplitude center of the sine wave is an inverter circuit (P channel). Type and N-channel type MOS transistor common gate)
, The P-channel type and N-channel type MOS transistors connected in series are turned on at the same time, and the P-channel type MOS and N-channel type M transistors are turned on.
A through current will flow in the drain-source path of the OS transistor. As described above, since the size of both transistors is increased, the shoot-through current is also increased accordingly.

【0005】因みに、マイクロコンピュータの電源電圧
を5ボルト、インバータ回路が最大6MHz程度の発振
周波数に対応できる様なサイズのインバータ回路を使用
する条件の下で発振振動子の発振周波数を400KHz
とした場合、一例として512μA程度の電流を消費し
てしまい、一般的な汎用マイクロコンピュータの場合で
は、この電流消費量は、システム規模によっても異なる
が、マイクロコンピュータ全体の消費電流の半分程度に
までなってしまう。勿論、発振周波数が高くなればなる
ほど、電流消費量は大きくなることは言うまでもない。
Incidentally, the oscillation frequency of the oscillator is 400 KHz under the condition that the power supply voltage of the microcomputer is 5 V and the inverter circuit is of a size that can support the oscillation frequency of up to about 6 MHz.
Then, as an example, a current of about 512 μA is consumed, and in the case of a general-purpose general-purpose microcomputer, this current consumption varies depending on the system scale, but is up to about half the current consumption of the entire microcomputer. turn into. Needless to say, the higher the oscillation frequency, the larger the current consumption.

【0006】この貫通電流を低減させるには、インバー
タ回路を構成する前記両トランジスタのサイズを小さく
するか、或いは、マイクロコンピュータに設けた電源端
子、接地端子等に抵抗を接続し、インバータ回路の電流
路の電流制限を行う必要がある。しかしながら、前者の
如く、両トランジスタのサイズを小さくすると、マイク
ロコンピュータの汎用性に欠け、高い発振周波数に対応
できなくなり、更に、インバータ回路のゲインが小さい
為、所望の消費電流量を得ようとして発振周波数を変え
ても、消費電流の調整は困難である。また、後者の如
く、マイクロコンピュータに対して、電源端子、接地端
子に抵抗を接続してしまうと、マイクロコンピュータに
内蔵されているAD変換回路、アンプ等の電源入力が変
化してしまい、正常動作に支障を来してしまう問題があ
り、上記した方法は、好ましい手段ではない。
To reduce the shoot-through current, the size of both the transistors forming the inverter circuit is reduced, or a resistor is connected to a power supply terminal, a ground terminal, etc. provided in the microcomputer, and the current of the inverter circuit is reduced. It is necessary to limit the current of the path. However, as in the former case, if the size of both transistors is made small, the versatility of the microcomputer is lacking and it is not possible to cope with a high oscillation frequency. Furthermore, since the gain of the inverter circuit is small, oscillation is sought to obtain the desired current consumption. Even if the frequency is changed, it is difficult to adjust the current consumption. Further, if a resistor is connected to the power supply terminal and the ground terminal of the microcomputer as in the latter case, the power supply input of the AD conversion circuit, the amplifier, etc. built in the microcomputer will change, and the microcomputer will operate normally. However, the above method is not a preferable means.

【0007】従って、マイクロコンピュータの消費電流
が大きく、このマイクロコンピュータはバッテリー駆動
用の応用セット等には適さない問題があった。そこで、
本発明は、消費電流を低減でき、バッテリー駆動機器の
電池寿命を長くすることのできるマイクロコンピュータ
の発振回路を提供することを目的とする。
Therefore, the current consumption of the microcomputer is large, and this microcomputer has a problem that it is not suitable for a battery driven application set or the like. Therefore,
An object of the present invention is to provide an oscillator circuit of a microcomputer that can reduce current consumption and prolong battery life of battery-driven equipment.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決する為に成されたものであり、その特徴とするとこ
ろは、外部から矩形波状の発振クロックが印加される外
部端子を有し、前記発振クロックを基に動作するマイク
ロコンピュータと、発振振動子と接続されて該発振振動
子の発振正弦波を矩形波に変換すると共に、その電源ラ
インに制限抵抗が接続されて前記発振正弦波に基づく貫
通電流を制限されるインバータ回路と、を備え、前記イ
ンバータ回路の矩形波出力を前記マイクロコンピュータ
の外部端子に印加することにより、前記マイクロコンピ
ュータを動作させる点である。
The present invention has been made to solve the above problems, and is characterized in that it has an external terminal to which a rectangular wave oscillation clock is applied from the outside. Then, a microcomputer that operates based on the oscillation clock is connected to the oscillation oscillator to convert an oscillation sine wave of the oscillation oscillator into a rectangular wave, and a limiting resistor is connected to the power supply line of the oscillation sine wave. An inverter circuit in which a wave-based through current is limited, and the microcomputer is operated by applying a rectangular wave output of the inverter circuit to an external terminal of the microcomputer.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の詳細を図面に従って具体
的に説明する。図1は、本発明のマイクロコンピュータ
の発振回路を示す回路ブロック図である。図1におい
て、(1)はインバータ回路であり、Pチャンネル型M
OSトランジスタ(2)及びNチャンネル型MOSトラ
ンジスタ(3)のドレインソース路を直列接続して成
る。インバータ回路(1)は、マイクロコンピュータの
為の発振クロックを形成する発振回路の一部を成すもの
である。(4)は、水晶、セラミック等の発振振動子で
あり、インバータ回路(1)に並列接続される。(5)
は帰還抵抗であり、発振点のバイアスを定める抵抗であ
る。(6)(7)は負荷容量であり、各々、発振振動子
(4)の両端と接地との間に接続され、発振回路の安定
性を定めるパラメータとして作用するものである。
(8)は制限抵抗であり、インバータ回路(1)の出力
と帰還抵抗(5)及び発振振動子(4)の一端との間に
接続され、発振周波数の高域のゲインを低下させ、高域
周波数の異常な発振を抑制するものである。また、制限
抵抗(8)は、発振振幅を抑え、発振振幅が電源以上に
オーバーシュートしたりアンダーシュートしたりする不
要なリンギングを低減させるものでる。以上の構成よ
り、発振回路が構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit block diagram showing an oscillator circuit of the microcomputer of the present invention. In FIG. 1, (1) is an inverter circuit, which is a P-channel type M
The drain and source paths of the OS transistor (2) and the N-channel type MOS transistor (3) are connected in series. The inverter circuit (1) forms a part of an oscillation circuit that forms an oscillation clock for the microcomputer. Reference numeral (4) is an oscillator such as crystal or ceramic, which is connected in parallel to the inverter circuit (1). (5)
Is a feedback resistor, which is a resistor that determines the bias of the oscillation point. (6) and (7) are load capacitors, which are connected between both ends of the oscillator (4) and the ground, and act as parameters that determine the stability of the oscillator circuit.
Reference numeral (8) is a limiting resistor, which is connected between the output of the inverter circuit (1) and one end of the feedback resistor (5) and the oscillator (4) to lower the gain in the high frequency range of the oscillation frequency, It suppresses abnormal oscillation of the frequency band. The limiting resistor (8) suppresses the oscillation amplitude and reduces unnecessary ringing in which the oscillation amplitude overshoots or undershoots the power supply or more. The oscillator circuit is configured by the above configuration.

【0010】ここで、インバータ回路(1)は、様々な
発振振動子(4)の発振周波数に対応できる様に、例え
ば、最大6MHz程度の発振周波数に対応できるサイズ
で構成されているものとする。しかし、このままでは、
インバータ回路(1)の貫通電流は大きいままである。
そこで、インバータ回路(1)がマイクロコンピュータ
に内蔵されていない点を利用し、インバータ回路(1)
の貫通電流を抑える為にインバータ回路(1)の電源路
に抵抗を介挿させることができる。具体的には、電源V
DDとPチャンネル型MOSトランジスタ(2)のソー
スとの間、及び、接地VSSとNチャンネル型MOSト
ランジスタ(3)のソースとの間に、各々、電流制限抵
抗(9)(10)を介挿する。これにより、マイクロコ
ンピュータの動作には関係なく、インバータ回路(1)
の貫通電流を制限できる。
Here, it is assumed that the inverter circuit (1) is configured to have a size capable of supporting an oscillation frequency of, for example, about 6 MHz at the maximum so as to support various oscillation frequencies of the oscillator (4). . However, as it is,
The through current of the inverter circuit (1) remains large.
Therefore, by utilizing the fact that the inverter circuit (1) is not built in the microcomputer, the inverter circuit (1)
A resistor can be inserted in the power supply path of the inverter circuit (1) in order to suppress the through current. Specifically, the power source V
Current limiting resistors (9) and (10) are respectively interposed between the DD and the source of the P-channel type MOS transistor (2) and between the ground VSS and the source of the N-channel type MOS transistor (3). To do. As a result, regardless of the operation of the microcomputer, the inverter circuit (1)
The through current can be limited.

【0011】(11)は上記したマイクロコンピュータ
であり、発振端子(12)を介して内部にシュミットイ
ンバータ(13)が接続されている。発振端子(12)
には、インバータ回路(1)の出力が印加される。この
シュミットインバータ(13)の出力が発振クロックと
なり、この発振クロックを基にマイクロコンピュータ
(11)は動作する。シュミットインバータ(13)
は、インバータ回路(1)の出力に含まれるノイズ成分
を除去するものである。即ち、マイクロコンピュータ
(11)にはノイズのない確実な発振クロックが印加さ
れ、マイクロコンピュータ(11)の誤動作を防止する
ことができる。更に、マイクロコンピュータ(11)の
発振端子(12)には、矩形波状の発振クロックが印加
される為、シュミットインバータ(13)を構成するM
OSトランジスタを貫通電流が流れることはなく、マイ
クロコンピュータ(11)自体の消費電流を従来に比べ
て低減できる。
Reference numeral (11) is the microcomputer described above, and the Schmitt inverter (13) is internally connected via the oscillation terminal (12). Oscillation terminal (12)
The output of the inverter circuit (1) is applied to. The output of the Schmitt inverter (13) serves as an oscillation clock, and the microcomputer (11) operates based on this oscillation clock. Schmidt inverter (13)
Is for removing a noise component included in the output of the inverter circuit (1). That is, a reliable oscillation clock without noise is applied to the microcomputer (11), and malfunction of the microcomputer (11) can be prevented. Further, since the rectangular-wave-shaped oscillation clock is applied to the oscillation terminal (12) of the microcomputer (11), M which constitutes the Schmitt inverter (13).
The through current does not flow through the OS transistor, and the current consumption of the microcomputer (11) itself can be reduced as compared with the conventional one.

【0012】ここで、実験的に、電源VDDと電流制限
抵抗(9)の一端との間に電流計(14)を接続し、発
振振動子(4)の発振周波数を400KHz、電源VD
Dを5ボルトと従来と同様とし、電流制限抵抗(9)
(10)の値を共に3.9KΩとした場合、電流計(1
4)にて244μAを計測することができた。従って、
マイクロコンピュータ(11)の消費電流を低減でき、
バッテリー駆動型の機器に適用可能となる。
Here, experimentally, an ammeter (14) was connected between the power supply VDD and one end of the current limiting resistor (9), the oscillation frequency of the oscillator (4) was 400 KHz, and the power supply VD was VD.
Current limit resistor (9)
When the values of (10) are both set to 3.9 KΩ, the ammeter (1
In 4), 244 μA could be measured. Therefore,
The current consumption of the microcomputer (11) can be reduced,
It can be applied to battery-powered equipment.

【0013】更に、インバータ回路(1)として、発振
用のインバータICを使用すれば、マイクロコンピュー
タと2チップ構成とはなるが、プリント基板上での実装
面積を極力小さくすることができる。
Further, if an oscillating inverter IC is used as the inverter circuit (1), a two-chip configuration with a microcomputer can be obtained, but the mounting area on the printed circuit board can be made as small as possible.

【0014】[0014]

【発明の効果】本発明によれば、消費電流が従来より少
ないマイクロコンピュータの発振回路を提供でき、これ
より、バッテリー駆動機器等に適用しても、バッテリー
の寿命を長くできる利点が得られる。
According to the present invention, it is possible to provide an oscillator circuit for a microcomputer that consumes less current than before, and therefore, even when applied to battery-operated equipment, there is an advantage that the life of the battery can be extended.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のマイクロコンピュータの発振回路を示
す回路ブロック図である。
FIG. 1 is a circuit block diagram showing an oscillator circuit of a microcomputer of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) インバータ回路 (4) 発振振動子 (9)(10) 電流制限抵抗 (11) マイクロコンピュータ (13) シュミットインバータ (1) Inverter circuit (4) Oscillator (9) (10) Current limiting resistor (11) Microcomputer (13) Schmidt inverter

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外部から矩形波状の発振クロックが印加
される外部端子を有し、前記発振クロックを基に動作す
るマイクロコンピュータと、 発振振動子と接続されて該発振振動子の発振正弦波を矩
形波に変換すると共に、その電源ラインに制限抵抗が接
続されて前記発振正弦波に基づく貫通電流を制限される
インバータ回路と、を備え、 前記インバータ回路の矩形波出力を前記マイクロコンピ
ュータの外部端子に印加することにより、前記マイクロ
コンピュータを動作させることを特徴とするマイクロコ
ンピュータの発振回路。
1. A microcomputer having an external terminal to which a rectangular wave oscillation clock is applied from the outside and operating based on the oscillation clock, and an oscillation oscillator connected to an oscillation sine wave of the oscillation oscillator. An inverter circuit for converting into a rectangular wave and limiting a through current based on the oscillating sine wave by connecting a limiting resistor to the power supply line, and outputting a rectangular wave output of the inverter circuit to an external terminal of the microcomputer. An oscillator circuit for a microcomputer, characterized in that the microcomputer is operated by applying the voltage to the microcomputer.
【請求項2】 前記マイクロコンピュータは、前記外部
入力端子に印加された前記インバータ回路の矩形波出力
が印加され、その出力によって内部動作を実行させるシ
ュミットインバータ回路を有し、前記マイクロコンピュ
ータにおける消費電流を低減させることを特徴とする請
求項1記載のマイクロコンピュータの発振回路。
2. The microcomputer has a Schmitt inverter circuit, to which the rectangular wave output of the inverter circuit applied to the external input terminal is applied, and which performs an internal operation by the output, and a consumption current in the microcomputer. 2. The oscillator circuit for a microcomputer according to claim 1, wherein:
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