JPS6333922A - シングルチツプマイクロコンピユ−タ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シングルチップマイクロコンピュータ（以下
「シングルチップマイコン」と称す）、特に相補型金属
酸化膜半導体（以下［Ｃ−Ｍ（ＪＪと称す）構成のプッ
シュプル型出力バッファから成る出力ポー１内蔵したシ
ングルチップマイコンに関する。

〔従来の技術Ｊ Ｃ−Ｍ０８構成の従来のシングルチップマイコンの出力
側には、第６図の様に、シングルチップマイコン自身の
電源端子６４の電圧とグランド（以降ＧＮＤと称す）１
２をソースとするプッシュプル型出力バッファ６６が配
置されており、この出力バッファ６６から出力すべきデ
ータ１とアウトプットディゼープル（出力バッファ６６
を出力モードにするか、あるいはハイ・インピーダンス
モードにするか全制御する信号）２のインバータ５によ
る反転信号とを入力する２人力ＮＡＮｉ）３の出力によ
５、Ｐｃｈトランジスタ１００オン・オフを制御し、デ
ータ１とアウトプットディゼープル２と全入力２人力Ｎ
（ＪＲ４の出力によｐ、Ｎｃｈトランジスタ１１０オン
・オフを制御する。Ｐｃｈ　トランジスタｌＯがオンし
ている時は、電源端子６４の′電圧と同電圧のハイレベ
ル出力電圧が出力端子６３へ出力され、ＮＣｈトランジ
スタ１１がオンしている時は、逆にＧＮＬ）１２のレベ
ルのロウレベル出力電圧が出力端子６３へ出力される。

アウトプットディゼーブル２がロウレベルの時、Ｐｃｈ
　）ランジスタ１０とＮＣｈトランジスタ１１は同時に
オンすることはなく、ハイレベル、ロウレベルどちらか
一方の電圧が出力されるが、アウトプットディゼープル
２をハイレベルにすることにより、両チャントランジス
タ共にオフしてノーイ・インピーダンスとすることも可
能である。アウトプットディゼーブル２がハイ・レベル
の場合は本発明とは直接関係がないので、以下、アウト
プットディゼープル２がロウレベルの場合として説明す
る。

このような出力バッ７アを内蔵したシ／グルチップマイ
コン全複数個（以下の説明では、２個のングルチッグマ
イコンの電源と（ｊＮＤｉプリント基板上にそれぞれ共
通に配線し、データ伝送の際、一方１７）　’／シング
ルチップマイコンハイレベル出力電圧は、他方のシング
ルチップマイコンのｔ源電圧（以降ＶＤＤと称す）と同
一レベルとすれはよい。

しかし、一方のシングルチップマイコンがシステム電源
遮断時にもデータを記憶しておきたいなどの理由で、他
のシングルチップマイコンと別電源を使用しているよう
な場合、（例えば、一方がタイマー動作を行なっていて
、電源遮断時にもデータを記憶しておきたいためにメイ
ン電源と別の電源を使用している場合）においては、こ
のシングルチップマイコンと他方のシングルチップマイ
コンの各電源装置の供給電圧にばらつきが生じた場合、
当然両者のハイレベル出力電圧に差が生じてくる。

第８図のように、データ伝送全行うべき端子同士全ダイ
レクトに配線した場合について以下説明する。シングル
チップマイコン７６．８６両者共に使用を源電圧の範囲
がＶＤＤ±１０％（以下、５Ｖ±ｉｏ＊と仮足して説明
する）とし、今、シングルチップマイコン７６の電源４
０の電圧が５．５Ｖ（５Ｖ＋１０％）、シングルチップ
マイコン８６の電源５０の電圧が４．５Ｖ（５Ｖ−１０
％）であるとし、シングルチップマイコ／７６の出力端
子７３からの出力データをシングルチップマイコン８６
の入力端子８２に入力し、出力端子８３からの出力デー
タをシングルチップマイコン７６の入力端子７２に入力
するものとする。

入力端子には、静電気などの過電圧印加による破壊を防
止するため、第９図に示すように保護ダイオード９７．
９８が接続されており、″ｉＥ源１０４以上の電圧が入
力端子９５に入力された場合、保護ダイオード９７を順
方向バイアスに至らせ、電源１０４へ電流を流し、又、
ＧＮＤｉｏ７以下の電圧が入力端子９５に入力された場
合、保護ダイオード９８を順方向バイアスに至らせ、Ｇ
ＮＤＩ０７からｔ＃、’を流し、常に入力バッファ１０
８のゲート１０３に印加される電圧上ＧＮＪＪ−ＶＤＤ
の間に制限している。

第８図において、出力端子７３を介して出力さレルシン
グルチップマイコン７６のハイレベル出力電圧は、５．
５■であり、この電圧が入力端子８２に入力された場合
、入力端子８２の保護ダイオードを通じて電流がシング
ルチップマイコン８６の電源に流れてしまい、長時間こ
のまま使用した時には、保護ダイオードを破壊し７’（
す、このシングルチップマイコン８６の内部の電源配線
ラインの一部を破壊するよりな信頼性上の問題が生じ、
又寄生トランジスタにより過電流が流れるラッチアップ
現象を起こしてしまう可能性もある。そこで、これらの
問題を防ぐために、シングルチップマイコン７６の出力
端子７３からのハイレベル出力電圧’？、シングルチッ
プマイコン８６のハイレベル入力電圧の範囲（一般に０
．７　ＶＤＤ〜ＶＤｎ）３．１５〜４．５■の間に変換
して入力端子８２に人力する必要がある。そのための簡
単な方法として出力端子７３と入力端子８２０間に抵抗
素子を配備し、又端子間からＧＮＬ）に抵抗素子を用い
てプルダウンしてやることで出力端子７３からのノーイ
レベル出力電圧を抵抗分割する方法がある。

第７図は、その場合の例を示している。出力端子７３か
らのハイレベル出力電圧は、抵抗索子８７゜８９全任意
の比で配備することで、電圧師下金生じ、入力端子８２
へ入力される。つ１り、抵抗素子８７の抵抗値を凡８７
、抵抗素子８９の抵抗値を几８．とすれば、接点８８の
部分の電圧は、出力端子７３からの出力電圧値ｔｌ−ｖ
７３とすると、■７３（電圧降下を生じる。例えば、几
８７金ＩＭΩ、几、。

Ｑ４ＭΩとすれば、接点８８の部分の電圧は、出力端子
７３からハイレベル出力電圧が出力された入力端子８２
に入力される。

〔発明が解決しようとする問題点ｊ 上述した従来のシングルチップマイコンは、複数個のシ
ングルチップマイコンをそれぞれに別電源を供給して互
いにインターフェースをとり、それぞれの電源電圧が電
源装置の供給電圧のはらつきにより異なる場合、それぞ
れのシングルチップマイコンにおいて、その電源電圧以
上の入力端子が入力端子に印加されないよつに、データ
伝送を行う端子間に抵抗素子ｔ″直列配備し、又端子間
からＧＮＬＩに抵抗素子を用いてプルダウンすることで
電圧全分割し、入力端子を降下させる必要がある。その
友め、多数の端子間でデータ伝送を行う場合にはそれぞ
れの端子間毎に、複数の抵抗素子を配備しなければなら
ないのでコストアップにつながるといつ欠点がある。又
、これらの抵抗素子をプリント基板などに配備する場合
、スペース的にも不利でおる。

そこで本発明の目的は、複雑な電圧変換回路全内蔵する
ことなく、別電源方式のインターフェース応用時にも端
子間同士をダイレクト配線できるようなシングルチップ
マイコンを提供することにおる。

〔問題点を解決するための手段ｊ 本発明のシングルチップマイコンは、相補型金属醗化換
半尋体にて構成され、プツシスプル型出力バッファを有
する出力ボート全内蔵したシングルチップマイクロコン
ピュータにおいて、前記プツシスプル型出力バッファの
一方のノース電圧金、１を諒端子と独立した他の外部端
子から供給せしめるようにし几ことを特徴とするもので
ある。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細をその実施例に基づき、図面を参照
して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。

出カバ、ファ６の一方のソース電源として、外部端子７
を介し外部より電圧を供給することで、出力端子１３へ
のハイレベル出力電圧は、このシングルチップマイコン
のＶＤＤと無関係に外部からの供給電圧レベルとなる。

このようなシングルチップマイコンｔ−複数個（説明上
２個）用い几場合の、別電源方式のシングルチップマイ
コン同士のインターフェースを考える。第４図はその配
線図の例を示している。即ち、シングルチップマイコン
５６の電源電圧を、接点５８より外部端子４５を介して
シングルチップマイコン４６の出力端子４３の出力バッ
ファのソース電源として供給することにより、出力端子
４３からのハイレベル出力電圧はシングルチップマイコ
ン５６のＶＤＤと同じレベルになり、データ人力される
人力涌子５２には常にシングルチップマイコン５６の”
ＤＤに等しいノ１イレペル入力電圧が入力される。

尚、第２図は、第１図中の出力バラ７７６　ｆ　０ＭＯ
８トランジスタで実現した場合の断面図である。Ｐ型基
板２５ｔ−ＧＮＤレベルにとり、Ｎウェル２４をこのシ
ングルチップマイコンの内部電源ラインと接続すること
なく外部端子１７と接続されている。

以下、この出力バッファのハイレベル・ロウレベル両電
圧の出力動作について説明する。第１図中のＰｃｈ　ト
ラ／ラスタゲート８に相当するゲート１８にロウレベル
電圧が印加され九時、Ｐｃｈ　トｔンジスタ２０がオン
し、外部端子１７の電圧レベルがＩ拡散２７．２８を介
して出力端子２３に出力される。逆に、第１図中のＮｃ
ｈトランジスタゲート９に相当するゲート１９にノーイ
レベル電圧が印加され九時には、Ｎｃｈ　）ランジスタ
２１がオ／し、グランド２２　（３２）レベルの電圧が
１拡散２９゜３０を介して出力端子２３へ出力される。

上記では、出力端子に対して、本発明の実施例を説明し
たが入力端子と出力端子を兼用した入出力端子の場合に
も応用することが可能であり、第３図に示すように入力
バッファ３８が端子１４に接続され、端子１４の入力デ
ータが入力される。

入力バッファ３８のＰｃｈトランジスタ３５のソース１
を圧はこのシングルチップマイコンのｔ原電圧と同一で
ある。

尚、第５図は第１図のシングルチップマイコン全３個用
いてそれぞれ別電源全使用した場合のインターフェース
例である。シングルチップマイコン１１６の外部端子１
１５Ａは、シングルチップマイコン１２６の″［６１２
０と接続され、シングルチップマイコン１１６の出力端
子１１３Ａからハイレベル電圧としてシングルチップマ
イコン１２６の電源電圧レベル全出力する。又シングル
チップマイコン１２６の外部痛子１２５は、シングルチ
ップマイコン１１６の電源１１０と接続され、シングル
チップマイコン１２６の出力端子１２３は、ハイレベル
電圧としてシングルチップマイコン１１６のｔ原電圧レ
ベル上出力する。一方、シングルチップマイコン１１６
の他の外部端子１１５Ｂは、シングルチップマイコン１
３６の電源１３０と接続され、出力端子１１３Ｂは、ハ
イレベル電圧として電源１３０の電圧レベルを出力する
。又、シングルチップマイコン１３６の外部端子ハ、・
イングルチップマイコン１１６の電源１１０と接続され
、出力端子１３３のハイレベル電圧は電源１１０の電圧
レベルとなる。以上のように各出力端子毎に出力バッ７
アのＰ−、ｈ）ランジスタにおけるソース電圧をそれぞ
れの外部端子から供給せしめるようにすれば、電源系統
が３棟以上の複数となっ友場合にも本発明全応用するこ
とができる。

尚、本発明のシングルチップマイコンは、本発明の特徴
とする外部端子と自分自身の電源端子を接続することに
よシ自身の電源電圧をハイレベル出力電圧として出力す
ることも可能である。

〔発明の効果ｊ 以上、説明したように不発明にぶれは、複雑な電圧変換
回路全内蔵することなく、又、データ伝送を行う淘子間
に一切の抵抗素子全配備することなく、より安価に別電
蔚方式の複数個のシングルチップマイコン同士のインタ
ーフェースを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図４本発明の
他の実施例の回路図、第３図は第１図中の出力バッファ
を示す断面図、第４図、第５図は本発明の応用例のブロ
ック図、第６図、第９図は従来例の回路図、第７図は従
来例のブロック図、第８図は従来例を説明するブロック
図である。 ｌ・・・データ、２・・・アウトプットディゼープル、
３・・・２人力ＮＡＮＤ、４・・・２人力ＮＯＲ，ｓ・
・・イン／（−ｐ、６．６６・・・出力バッファ、７．
１７・・・外部端子、８，１８・・・Ｐチャンネル（以
降ｃｈ））ランジスタ・ゲート、９，１９・・・Ｎｃｈ
トランジスタ・ゲート、１０　、２０　、３５　、１０
５−Ｐｃｈトランジスタ、１１．２１，３６，１０６−
Ｎｃｈ）ランジスタ、１２．２２，３２，３７．４７．
７７゜９０．９４，１０７，１１７・・・グランド（Ｇ
ＮＬ））１４・・・入出力端子、１３．２３，４３，５
３，６３゜７３．８３．１１３Ａ、１１３Ｂ、１２３．
１３３・・・・・・出力端子、２４・・・Ｎウェル、２
５・・・Ｐ型基板、２６．２９．３０・・・虻拡散、２
７，２８．３１・・・〆拡散、３３，１０３・・・ゲー
ト、３４，６４，１０４・・・電源端子、３８，１０８
・・・入力バッファ、３９．１０９・・・内部入力デー
タ、４０，１２０゜１３０・・・システムの電源、４１
．５１，７１．８１゜１１１．１２１，１３１・・・電
源端子、４２．５２゜７２．８２．９５，１１２Ａ、１
１２Ｂ、１２２゜１３２・・・・・・入力端子、４４，
５４，７４，８４゜１１４．１２４，１３４・・・グラ
ンド（ＵＮＩ）ン端子、４６，５６，１１６，１２６，
１３６・・・シングルチップマイコン、４８，５８．８
８，９２゜９６．１１８，１２８，１３８，１４８・・
・接点、。 ５０．１１０・・・システムと独立した別電源、７６゜
８６・・・シングルチップマイコン、　８７　、８９．
９１゜９３・・・抵抗素子、９７．９８・・・保護ダイ
オード、４５．５５，１１５Ａ、１１５Ｂ、１２５，１
３５・・・・・・それぞれ出力端子４３．５３．１１３
Ａ、１１３Ｂ。 １２３．１３３の出力バッファの一方ソース電漁に電圧
供給可能な外部端子。 化４回 筋２図 野 ト　　　　　　　＼ ￥Ｊ　５図 箔　２　（至）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 相補型金属酸化膜半導体にて構成され、プッシュプル型
   出力バッファを有する出力ボートを内蔵したシングルチ
   ップマイクロコンピュータにおいて、前記プッシュプル
   型出力バッファの一方のソース電圧を、電源端子と独立
   した他の外部端子から供給せしめるようにしたことを特
   徴としたシングルチップマイクロコンピュータ。