JPS5971525A - 状態制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、状態制御装置、特に、マイクロコンピュータ
、すなわち、マイコンにおいて、所定のデータを保持し
たままでマイコンの動作が停止する状態、すなわち、待
機状態にできる状態制御装置に関する。

一一般Ｋ　、マイコンが応用されたシステムにおいてマ
イコンの電源としては、商用電源ｆｄｌ流して安定化し
た直流電源を用いたり、電池等が用いられている。

電源が正常に供給されている場合はマイコンは正常動作
金続けるが何らかの原因で商用電源が停電したり、電池
の長期の使用等により電源電圧が低下した場合はマイコ
ンの電源端子に印加されている電源電圧■ｃｏが供給さ
れなくなったシ、また、低下したシして、マイコンの正
常動作が不可能となる。このような電源電圧Ｖ。Ｃの異
常状態をパワーフェイルという。

一般に、パワーフェイルが発生すると、マイコンは必要
なデータを退避し、その後動作を停止する待機状態にな
るが、パワーフェイルが回復スると、退避したデータ金
戻してパワーフェイル発生前のデータを用いて演算を続
ける構成音とる。

このようなマイコンが相補型絶縁ゲート型の電界効果ト
ランジスタであるＣＭＯ８で構成されている場合は、こ
のＣＭＯ８の構成の特性上、動作クロック全停止すれば
マイコンは各データ全保持した”まま動作全停止し、マ
イコンを待機状態にすることができる。そのときの消費
電流はリーク電流だけとなり、極めて低消費電力でデー
タの保持ができるため、パワーフェイルの場合にマイコ
ンの電源端子にコンデンサやバックアップ用の小容量の
電池等を接続してマイコンの各データをパワーフェイル
が回復するまで長時間にわたって待機状態全維持し続け
ることができる。

それゆえ％ＣＭＯ８で構成されたマイコンでは動作クロ
ック音制御′１合だけで必要データの退避や回復動作を
しなくても待機状態全制御することができる。

したがって待様様能はＣＭＯ８ｍ成のマイコンにおいて
は非常に効果的で、実施が容易な機能である。

次に、従来の状態制御装置について、図面全参照して詳
細に説明する。

第１図は従来の状態制御装置の一例を示すブロック図で
ある。

以下に、第１図に示す従来の状態制御装置であるＣＭＯ
８措成のマイクロコンビーータにおける待機状態の制御
動作全説明する。

１はマイコンで、水晶振動子によって、動作クロックを
発生させている。このマイコン１は電源端一７Ｗｃｃと
、マイコンを初期状態に設定するためのりセント端子Ｒ
，ＥＳＥＴと、割込み入力用の割込端子ＩＮＴと、発振
器の発振もしくは停止を制御する発振制御端子ＳＢＹと
を備えている。、３はパワーフェイルが発生したことを
検出するパワーフェイル検出装置で検出信号ａはマイコ
ンｌの割込み入力の割込端子ＩＮＴに、検出信号すは発
振器全停止させ待期状態に設定する発振制御端子ＳＢＹ
ならびにリセット端子哀〒ＳＥ〒を接地電位にするゲー
ト２に入力されている。

パワーフェイルが発生するとパワーフェイル検出装置３
は検出信号ａ′ｆｆ：出力して割込端子Ｉ　ＮＴ全付勢
する。

次に、所定の時間後に検出信号すを発生して発振制御端
子ＳＢＹおよびゲート２會付勢する。

電源９はダイオード４を介して電源端子ｖｃｃに接続さ
れ、データ保持用のバックアップ電源６はダイオード５
を介して電源端子ｖｃｏに接続されている。

リセット端子■ζＥＳＥＴに電源電位が入力されている
とマイコンは通常動作音するが、接地電位が入力される
とマイコンは初期状態となる。リセット端子ＲＥＳＥＴ
はダイオード１０と抵抗７を介して電源９に接続され、
またコンデンサ８およびゲート２を介して接地婆れてい
る。

いま、パワーフェイルが発生すると、電源９からの電源
電圧が低下する。これによシ、パワーフェイル検出装置
３は、検出信号ａ全出力する。するとマイコン１はパワ
ーフェイルによる割込みにより必要データを退避する。

その後、一定時間後から検出信号すが出力し、発振器が
停止し、待機状態となり、ゲート２が開いてリセット端
子ＲＥ　ＳＥＴが接地電位となるためマイコン１は初期
状態となる。

次いで、電源９から供給される電源電圧は徐々に低１゛
シていき、マイコン１はバックアップに源６によりデー
タ保持電圧以」二に保たれているが、マイコン１は初期
状態となるため保持されるデータはデータメモリ（図示
せず）等の限定されたデータだけである。

次に、パワーフェイルが回復して電源９からの電源電圧
が正常に戻ると検出信号ａ、ｂは出力されなくなり、マ
イコンの発振器が発振を開始する。

また、リセット端子１ｓＥＴは接地電位から抵抗７とコ
ンデンサ８で定まる時定数で電位が上昇して最後には電
源電位となるので、マイコンは初期状態から動作全再開
する。これは、一般に水晶発振器が発振開始後直ちに定
常発振状態にはならず、所定発振安定時間が必要である
ためである。したがって、その開にマイコンが動作する
と誤動作するため発振安定時間の経過後、マイコンをス
タートさせる必要があり、抵抗７とコンデンサ８で定オ
る時定数の間マイコンを初期状態に保って実質的に停止
状態にしている。したがってこの時定数の時間を発振安
定時間より長く設定する必要がある。

しかるに、このような従来の状態制御装置は、以下のよ
うな種々の欠点がある。

発振安定時間にマイコンを停止させておくために初期状
態音用いているためマイコン内部が初期設定されてしま
い待機状態からの復帰なのが、電源投入時かの区別がつ
かないという欠点がある。

また、保持されるデータも限定されているので待機状態
の直前の状態に引続いてプログラム金実行することが容
易にはできないという欠点がある。

また、マイコン１の外部にパワーフヱイル検出装置３全
備えなければならず、このバヮーフヱイル検出装置３に
おいても検出信号ａｉ出力してマイコン１に割込み全発
生させてマイコン１がデータ全退避した頃合を見はから
って検出信号ｂ’ｌ出力して発振器を停止させなければ
ならない。

それゆえ、このような複雑な時開制御を行なう状態制御
装置は回路構成が複雑になるばかりか構成部品も多くな
りマイコン１の応用システムの価格全上昇させるという
欠点があった。

以上かられかるように、前記複雑な制御は実際の応用に
おいても実施が困難で非常に使いにくいという欠点があ
った。

本発明の目的は、電源電圧の低下を検出すると割込要求
全発生させその割込要求に基づいて命令全実行しマイコ
ンを待機状態に設定し、また、電源電圧の上昇によりマ
イコン金待機状態から解除することができるマイコンの
状態制御装置全提供することにある。

また、本発明の目的は初期状態音用いないので待機状態
直前のマイコンの内部データをすべて保持することがで
きるので、待機状態からの復帰の検出が容易にでき、ま
た、待機状態直前の状態に引続いで動作することができ
る状態制御装置全提供することにある。

さらにまた、本発明の目的はマイコン外部からの制御信
号が不要でパワーフェイルによる電源電圧の低下、上昇
により、自動的に待機状態の制御がなされ、応用面にお
いて非常に有効で画期的なマイコンにおける状態制御装
置全提供することにある。

本発明の状態制ｐＨ装置は、電源電圧が基準電圧以下に
低下したとき低下検出信号を発生し前記電源電圧が前記
基準電圧以上に」１昇したとき上昇検出信号を発生する
電圧比較装置と、前記低下検出信号が供給されたときに
マイクロコンピュータに待機状態設定命令の実行を指示
する割込要求を発生する割込制御装置と、前記上昇検出
信号供給後所定時間経過後に待機解除信号を発生する計
数装置と、前記待機状態設定命令の実行により待機状態
になったときにバックアップ電源により前記マイクロコ
ンピュータに記憶されているデータ金保持し前記」−昇
検出信号供給時に前記マイクロコンピュータ化起動し前
記待機解除信号の供給時に前記マイクロコンビ１．−夕
の正常動作を再開する制御装置とを含んで構成される。

すなわち、本発明の状態制御装置は電源電圧と基準電圧
とを比較し電源電圧の変動を検出する電圧比較装置と、
前記電圧比較装置が電源電圧の低下金検出した場合に割
込要求を発生する割込制御装置と、マイコンの動作を停
止させ待機状ｊｌｊｌに設定する命令全実行させる待機
状態設定命令回路と、所定の時間を計数する計数装置と
、前記電圧比較装置が低下した電源電圧の」１昇全検出
した場合に起動され計数装置の計数終了時にマイクロコ
ンピュータの待機状態を解除してマイコンの動作を開始
させる制御装置とを備え、電源電圧の低下を検出すると
割込要求全発生させその割込要求に基づく前記命令の実
行によりマイコンを待機状態に設定し、また、電源電圧
の上昇によりマイコン金待機状態から解除するように構
成される。

すなわち、本発明の状態制御装置は、マイクロコンヒ、
−タにおいて、電源電圧と他の基準電圧とを比較し電源
電圧の変動を検出する電圧比較装置と、該電圧比較装置
が電源電圧の低下金検出した場合に割込要求全発生する
割込制御装置と、マイクロコンピュータが動作全停止す
る状態を設定ず石命令回路と、所定の時間全計数する計
数装置と、前記電圧比較装置が電源電圧の低下時からの
上昇を検出した場合に起動され同時に起動される前記計
数装置の計ａ終了時にマイクロコンピュータの停止状態
を解除して動作を開始させる制御装置とを備え、電源電
圧の低下によりマイクロコンピュータに割込要求を発生
させその割込要求に起因する前記命令の実行によｐマイ
クロコンピュータ全停止状態に設定し電源電圧の上昇に
よりマイクロコンピュータを停止状態から解除するよう
に構成される。

次に、本発明の実施例について、図面を診照して詳細に
説明する。

第２図は本発明の一実施例を示フブロック図である。

第２図において、２７はマイコンである。１１は２人力
の電圧全比較する電圧比較器である。電圧比較器の１方
の入力は電源端子Ｖ。Ｃに供給される電源電圧全可変抵
抗Ｒ１ど抵抗Ｒ２で分圧した分圧電圧ｖｃｏ′であり、
他方の入力目：発振制御端子ＳＢＹに供給される基準電
圧ＶＳＢＹである。

なお、可変抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２は電圧だけを発生すれば
よいのでを１とんど電流が流れない高抵抗である。

分圧電圧Ｖ。Ｃ′が基準電圧ＶＳＢＹよシ高いと、電圧
比較器１１の出力は論理”１”となり基準電圧ＶＳＲＹ
が分圧電圧ｖｃｏ′より高いと電圧比較器１１の出力は
論理“０”となる。１２は電圧比較器１１の出力が論理
゛１″から論理″０”に変化した状態全検出する立下が
り検出器で検出した場合に出力として論理゛ＩＨのパル
スを発生する。１３は電圧比較器１１の出力が論理“０
＃から論理゛１”に変化した状態を検出し、このとき出
力として論理″１″のパルスを出力する立上がυ検出器
である。

立下がり検出器１２の出力は割込制御装置２４に入力さ
れ％割込み全発生する。立上がυ検出器１３の出力はＲ
−８フリツプフロツプ１４のリセット入力となっている
。Ｒ−Ｓフリップフロップ１４のセット入力は、待機状
態設定命令回路２８から供給される。ＲＳフリップフロ
ップ１４の出力は発振器１５に入力されており、Ｒ−Ｓ
フリップフロップ１４がセントされると発振器１５全停
止させる動作音する。

発振器１５の出力はカウンタ１６とアンド回路１９に入
力されている。カウンタ１６の計数終了のオーバーフロ
ー出力は、ｌも−Ｓフリップフロップ１７のリセット入
力に入力されている。Ｒ−８７１Ｊツブフロツプ１７の
セット入力は待機状態設定命令回路２８から供給されて
いる。Ｒ−Ｓフリップフロップ１７の出力はインバータ
１８ｔｌ−介してアンド回路１９の他方の入力となって
いる。アンド回路１９の出力は演算制御部であるＣＰＵ
２６のクロックとなっている。電源２５はダイオード２
３を介して電源端子Ｖｃｃに接続されている。バックア
ンプ電源２０は、ダイオード２２を介して電源端子Ｖｃ
ｏに、−また、ダイメート２１を介して発振制御端子Ｓ
ＨＹに入力されている。

また、電源が正常状態で電源端子Ｖｃｏに正常な［、分
電圧が印加されでいる場合法は、電圧比較器１１の出力
が論理”１′で、ｆｆｌ源電圧電圧下して所定の電圧以
下になった場合に電圧比較器１１の出力が論理”ＯＭと
なるように、可変抵抗Ｒｘ’を調整して分圧電圧ｖｃｃ
’と一１ｖ、や電圧ＶＳＲＹの関係全調整できる構成に
なっている。

いま、電源が正常状態であるとすると分圧電圧ＶＣｏ′
が基準電圧ＶＳＢＹより高いため電圧比較器１１の出力
は論理″ｌ″であり、Ｒ−Ｓフリップフロップ１４とｉ
ｔ　−ｓフリップフロップ１７の出力はともに論理″０
″で、発振器１５は発振を続け、インバータ１８の出力
は論理″１＃であるので、発振器１５の出力はアジド回
路１９を介してＣＰＵ２６のクロックとなＬ　ＣＰＵ２
６はこのクロックにより正常に動作しでいる。

しかし、何らかの原因でバラ−フェイルが発生して電源
電圧が低下し、電源電圧が所定の電圧以下になった場合
業者える。

所定の電圧は、正常な電源電圧より低いが、まだマイコ
ン２７の内部回路は動作可能力電圧である。−その場合
ｔよ基準電圧ｖｓｎｙの方が分圧電圧ｖｃｃ′より高く
ガり電圧比較器１１の出力が論理”　ｏ　”となる。

すると、立下がり検出器１２からは論理”１”のパルス
が発生し、割込制御回路全駆動し、割込みを発生ずる。

するとマイコン２７はパワーフェイルが発生したこと全
割込みによって検出する。するとマイコン２７は待機状
態に入る準備処理全行なった後、待機状態設定命令回路
２８からの命令ヲ夾行する。すると、Ｒ−Ｓフリップフ
ロップ１４と１７はともにセットされ、出力はそれぞれ
論理”１”となる。すると、発振器１５は発振全停止す
る。同時に、インバータ１８の出力が論理″′０”とな
りアンド回路１９の出力も論理″０”となり、ＣＰＵ２
６のクロックが停止する。そしてマイコン２７は各部の
データ全保持したまま待機状態となる。

電源２５が印加されなくなってもバックアップ電源２０
により、電源端子Ｖ。Ｃに電源電圧が供給されるため、
マイコン２７に記憶されているデータが保持可能な電圧
に保たれている。

次に、パワーフェイルが回復し、電源２５が正常状態に
近づき、所定の電圧を越えると％電圧比較器１１の出力
が論理゛０″から論理″１″に変化する。

すると、立上がり検出器１３がら論理”ｌ’（ｊ）パル
スが発生し、ｒｔ−ｓフリップフロップ１４１ｃリセッ
トする。すると、Ｒ−Ｓフリップフロップ１４の出力は
論理”０″となシ発振器１５は発振を開始する。しかし
、水晶発振の場合は、機械振動のため、定常発振状態に
達するオでには発振安定時間が必要である。発振器１５
の出力はカウンタ１６に入力されており、カウンタ１６
は発振器１５のクロｙり全計数する。

カウンタ１６の計数時間は発振安定時間以上に設定しで
ある。カウンタ１６の計数が終了するとオーバー　フロ
ーが発生シ％１ｔ−ｓフリッププロップ１７がリセット
され、出力が論理″′ｏ＃となる。

するとイイバータ１８の出力が論理“１”となり、アン
ド回路１９からは発振が′！ｒ、定したクロックかＣＰ
Ｕ２Ｇに供給される。

したがって、マイコン２７は正常電圧が印加された状態
でまた、正常クロックの状態で待機状態が解除されるの
で正常動作を再開することができる。また、発振安定時
間のためにリセット端子■ζＥＳＦＪＴへの入力音用い
ていなく、マイコン内部のデータ全すべて保持すること
が可能であるのでそれらの待機状態直前のデータ（図示
せず）を用いてマイコンは待機状態からの復帰を容易に
検出でき、また、待機状態直前の状態から引続いて動作
をすることもできる。

以上述べたように、本発明によれば、マイコンにおいて
電源電圧の低下によシ割込みが発生すると命令により待
機状態に設定し、次に電源電圧が正常な電圧に戻ると、
発振器の発振が安定してからマイコンの動作全再開する
という、外部制御信号の不要な自動制御ができる待機状
態制御装置を提供することができる。

また、初期状態を用いないのでマイコンのデータを保持
可能なため待機状態からの復帰全容易に検出することが
可能であり、また、保持したデータ音用いて待４１′令
状態直前の状態から動作を続けることも可能となる非常
に有効な利点が得られる。

また、制御が容易なため、応用分野での待機機能の実施
が容易であり、外付部品も不要なため、応用システムの
価格も上昇しないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一例を示すブロック図、第２図は本発明
の一実施例を示すブロック図である。 １−・・・・・マイコン、２・・・・・・’／’−ト、
３・・・・・・バワーフェ・イル検出器ｆｊＬ、４．５
・・・・・・ダイオード、６・・・・・・バックアップ
電源、７・・・・・・抵抗、８・・・・・・コンデンサ
、９・・・・・・軍１源、１０・・・・・・ダイオード
、１１・・・・・電圧比較器、１２・・・・・・立下が
り検出器、１３・・・・・・立上がり検出器、１４・・
・・・・Ｒ−Ｓフリップフロップ、１５・・・・・・発
振器、１６・・・・・・カウンタ、１７・・・・・・Ｒ
−８フリノプフロッ７’、１８・・・・・・インバータ
、１９・・・・・・アンド回路、２０・・・・・・バッ
クアップ電源、２１，２２．２３・・・・・・ダイオー
ド、２４・・・・・・割込制御回路、２５・・・・・・
電源、２６・・・・・・ＣＰＵ、２７・・・・・・マイ
コン、２８・・・・・・待機状態設定命令回路、ａ。 ｂ・・・・・検出信号。 第　１　閃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電源電圧が基準電圧以下に低下したとき低下検出信号を
   発生し前記電源電圧が前記基準電圧以上に上昇したとき
   上昇検出信号全発生する電圧比較装置と、前記低下検出
   信号が供給されたときにマイクロコンピュータに待機状
   態設定命令の実行を指示する割込要求を発生する割込制
   御装置と、前記上昇検出信号供給後所定時間経過後に待
   機解除信号を発生する計数装置と、前記待機状態設定命
   令の実行により待機状態になったときにバックアップ電
   源により前記マイクロコンピュータに記憶されているデ
   ータを保持し前記上昇検出信号供給時に前記マイクロコ
   ンピュータを起動し前記待機解除信号の供給時に前記マ
   イクロコンピュータの正常動作ｔｌ−再開する制御装置
   とを含むことを特徴とする状態制御装置。