JP3543364B2 - マイコンの入出力回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はマイコンの入出力回路に係り、詳しくは消費電力を低減したマイコンの入出力回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にリモートコントロール装置の送信機には図３に示すようなマイクロコンピュータ（以下、単にマイコンという）が搭載されている。このマイコン３１は１つのチップ（ＩＣ）３２によって構成され、このチップ３２内にはＣＰＵ３３、プログラムメモリ３４及び入出力ポート３５が設けられている。入出力ポート３５には８本の入出力端子３６ａ〜３６ｈが設けられている。そして、プログラムメモリ３４に記憶された切換えプログラムに基づいて入出力ポート３５はＣＰＵ３３によって入力ポート又は出力ポートに切り換えられる。入出力ポート３５が出力ポートに設定されると、ＣＰＵ３３によって処理された出力信号が入出力ポート３５の入出力端子３６ａ〜３６ｈから出力される。そして、入出力ポート３５が入力ポートに設定されると、入出力ポート３５の入出力端子３６ａ〜３６ｈからＣＰＵ３３に入力信号が入力される。この入力信号に基づいてＣＰＵ３３は所定の処理を行う。
【０００３】
このマイコン３１においては、入出力ポート３５が入力ポートに設定され、図示しない操作スイッチのオン・オフ信号が入出力端子３６ａから入力される。そして、操作スイッチのオン信号が入出力端子３６ａから入力されると、ＣＰＵ３３は図示しない出力回路から送信信号を出力する。
【０００４】
図４に示すように、入出力端子３６ａ〜３６ｈ毎にＭＯＳトランジスタ３７及び入力バッファ３８がそれぞれ設けられている。即ち、入出力端子３６ａ〜３６ｈはＭＯＳトランジスタ３７のドレインに接続され、ソースは接地されている。又、ＭＯＳトランジスタ３７のゲートはＣＰＵ３３に接続されている。又、入出力端子３６ａ〜３６ｈは入力バッファ３８の入力側に接続され、該入力バッファ３８の出力側はＣＰＵ３３に接続されている。
【０００５】
入出力ポート３５が出力ポートとして使用される場合、各入出力端子３６ａ〜３６ｈには電源４０に接続された抵抗４１が接続される。そして、ＣＰＵ３３がＭＯＳトランジスタ３７をオン動作させると、入出力端子３６ａ〜３６ｈからはＬレベル（低電位）の出力信号が出力される。又、ＣＰＵ３３がＭＯＳトランジスタ３７をオフ動作させると、入出力端子３６ａ〜３６ｈからはＨレベル（高電位）の出力信号が出力される。
【０００６】
入出力ポート３５が入力ポートとして使用される場合、図５に示すように、抵抗４１を無くした状態で、ＣＰＵ３３は各ＭＯＳトランジスタ３７をオフ動作させた状態に固定する。そして、各入出力端子３６ａ〜３６ｈから入力される入力信号は入力バッファ３８を介してＣＰＵ３３に入力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このマイコン３１の場合、入出力ポート３５が入力ポートとして設定され、入力端子３６ａにのみ入力信号が入力され、他の入出力端子３６ｂ〜３６ｈは全て使用されない状態となっている。又、各入出力端子３６ｂ〜３６ｈはＭＯＳトランジスタ３７がオフしていることから入力インピーダンスが高い状態になっている。この入出力端子３６ｂ〜３６ｈをオープン状態にしておくと、入出力端子３６ｂ〜３６ｈに静電気等が印加されたりしてＭＯＳトランジスタ３７や入力バッファ３８が破壊されてしまうおそれがあるので保護する必要がある。
【０００８】
この対策として、図６に示すように、各入出力端子３６ｂ〜３６ｈに電源４０に接続されたプルアップ抵抗４５を接続したり、各入出力端子３６ｂ〜３６ｈに接地されたプルダウン抵抗４６を接続し、入出力端子３６ｂ〜３６ｈをＨレベル又はＬレベルに固定している。
【０００９】
しかしながら、プルアップ抵抗４５を入出力端子３６ｂ〜３６ｈに接続すると、電源４０からプルアップ抵抗４５を介して入力バッファ３８にリーク電流Ｉが流れる。このリーク電流Ｉが流れるのは、入力バッファ３８を構成する回路素子が接地されているためである。
【００１０】
従って、リーク電流Ｉが流れることにより、消費電力が大きくなるという問題がある。又、電源４０が電池の場合には、消費電力が大きくなる分、電池の寿命が短くなってしまう。
【００１１】
この他に、入力端子３６ａ〜３６ｈ毎に入力ポート又は出力ポートに設定することができるチップもあるが、高価であるとともに、チップそのものが大型であるという問題がある。
【００１２】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は入力信号が入力されない入力端子の保護を行うとともに、リーク電流が流れないようにして消費電力を抑え、電池の長寿命化を図り、しかもコストを抑え、小型化を図ることができるマイコンの入出力回路を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１記載の発明によれば、入力信号を入力、又は出力信号を出力する複数の入出力端子が設けられた入出力ポートを備えるマイコンの入出力回路において、前記各入出力端子にそれぞれ接続され、オン・オフ状態に基づいて入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換える第１のスイッチング素子と、前記各入出力端子にそれぞれ接続される第２のスイッチング素子と、前記各入出力端子にそれぞれ接続され、入出力端子からの入力信号が入力される入力回路とを備え、前記入出力ポートが出力ポートとして使用されるとき、前記第２のスイッチング素子をオン・オフ動作させて入出力端子から出力信号を出力させるようにし、前記入出力ポートが入力ポートとして使用されるとき、入力信号が入力されない入出力端子の第２のスイッチング素子を動作させて入出力端子を接地させるようにしたことをその要旨とする。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、入力信号が入力される入出力端子には電源に接続された操作スイッチが接続されるとともに、接地されたプルダウン抵抗が接続されていることをその要旨とする。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、複数の入出力端子が設けられた入出力ポートと、前記各入出力端子に接続され、オン・オフ状態に基づいて入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換える第１のスイッチング素子と、前記各入出力端子にそれぞれ接続される第２のスイッチング素子と、前記各入出力端子に接続された入力回路と、前記入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換えるためのプログラムを記憶するプログラムメモリと、前記プログラムメモリのプログラムに基づいて前記第１のスイッチング素子をオン・オフ制御して入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換える切換手段と、前記切換手段によって第１のスイッチング素子が動作し、入出力ポートが出力ポートに切り換えられたとき、前記第２のスイッチング素子をオン・オフ動作させて入出力端子から出力信号を出力させる出力信号制御手段と、前記切換手段によって第１のスイッチング素子が動作し、入出力ポートが入力ポートに切り換えられたとき、入力信号が入力されない入出力端子を接地すべく、第２のスイッチング素子を動作させて入出力端子を接地する保護制御手段とを備えたことをその要旨とする。
【００１６】
【作用】
請求項１記載の発明によれば、入出力ポートが入力ポートとして使用されるとき、入力信号が入力されない入出力端子の第２のスイッチング素子を動作させ、該入出力端子を接地する。従って、入力信号が入力されない入出力端子は保護される。又、入力信号が入力されない入出力端子にはリーク電流が流れないので電池の長寿命化を図ることが可能となる。そして、特別な回路を付加する必要がなく、しかも簡単な構成で入出力端子の保護及び低消費電力化を図ることが可能となる。更に、入出力端子には保護を行う抵抗を接続する必要がないのでコストを抑え、装置を簡素化することが可能となる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、入力信号が入力される入出力端子が操作スイッチを介して電源と接続されないとき、該入出力端子はプルダウン抵抗を介して接地される。従って、入力信号が入力される入出力端子の保護も行うことが可能となる。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、プログラムメモリに記憶されたプログラムに基づいて切換手段は第１のスイッチング素子をオン・オフ制御して入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換える。切換手段により入出力ポートが出力ポートに切り換えられると、出力信号制御手段は各第２のスイッチング素子をオン・オフ動作させて各入出力端子から出力信号を出力させる。又、切換手段により入出力ポートが入力ポートに切り換えられると、保護制御手段は入力信号が入力されない入出力端子に該当する第２のスイッチング素子を動作させて入出力端子を接地する。又、入力信号が入力される入出力端子に入力信号が入力されると、その入力信号は入力回路に入力される。
【００１９】
従って、入出力ポートが入力ポートに切り換えられたとき、入力信号が入力されない入出力端子を第２のスイッチング素子を動作させて接地した。そのため、従来の既存のスイッチング素子を利用して入力信号が入力されない入出力ポートの入出力端子を保護することが可能となる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を具体化した一実施例を図１，図２に基づいて説明する。
図１に示すように、マイコン１は保護制御手段、切換手段及び出力信号制御手段としてのＣＰＵ２と、プログラムを記憶するプログラムメモリ３と、入力信号が入力又は、出力信号が出力される入出力ポート４とから構成されている。入出力ポート４には８本の入出力端子５ａ〜５ｈが設けられ、８ｂｉｔの入出力ポート４となっている。
【００２１】
入出力端子５ａ〜５ｈにはスイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈのドレインが接続され、該ＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈのソースは接地されている。そして、ＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈのゲートはＣＰＵ２に接続されている。又、入出力端子５ａ〜５ｈには入力回路としての入力バッファ７ａ〜７ｈの入力側が接続され、該入力バッファ７ａ〜７ｈの出力側はＣＰＵ２に接続されている。そして、図２に示すように、入出力端子５ａ〜５ｈには抵抗８の一端が接続され、該抵抗８の他端は出力モード設定用ＭＯＳトランジスタ９のドレインに接続されている。又、出力モード設定用ＭＯＳトランジスタ９のソースは電源（電池）１０に接続されている。更に、出力モード設定用ＭＯＳトランジスタ９のゲートはＣＰＵ２に接続されている。
【００２２】
前記プログラムメモリ３には入出力ポート４を入力ポート（入力信号を入力することができる入力モード）と設定したり、入出力ポート４を出力ポート（出力信号を出力することができる出力モード）に設定するための切換プログラムが予め記憶されている。
【００２３】
又、本実施例においては、入出力端子５ａにのみ電源１０に接続される操作スイッチ１１が接続されている。そして、操作スイッチ１１は常に開路した状態となっており、電源１０が入出力端子５ａと接続されないようになっている。更に、入出力端子５ａは接地されたプルダウン抵抗１２に接続されている。従って、操作スイッチ１１が操作されない場合、入出力端子５ａはプルダウン抵抗１２を介して接地されるようになっている。又、操作スイッチ１１が操作されると、入出力端子５ａは操作スイッチ１１を介して電源１０に接続されるようになっている。この結果、入出力端子５ａにはＨレベル又はＬレベルが入力されるようになっている。
【００２４】
入出力ポート４を出力ポートとして使用する切換プログラムをＣＰＵ２がプログラムメモリ３から読み出すと、該ＣＰＵ２は入出力ポート４を出力ポートに設定すべく、各入出力端子５ａ〜５ｈの出力モード設定用ＭＯＳトランジスタ９をオン動作させる。すると、入出力端子５ａ〜５ｈは抵抗８及び出力モード設定用ＭＯＳトランジスタ９を介して電源１０に接続され、Ｈレベルの状態となる。そして、ＣＰＵ２は処理結果に基づいてＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈをオン動作させると、入出力端子５ａ〜５ｈが接地されるので、該入出力端子５ａ〜５ｈからはＬレベルの出力信号が出力されるようになっている。又、ＣＰＵ２の処理結果に基づいてＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈをオフ動作させると、入出力端子５ａ〜５ｈは電源１０に接続されているので、該入出力端子５ａ〜５ｈからはＨレベルの出力信号が出力されるようになっている。
【００２５】
一方、入出力ポート４を入力ポートとして使用する切換プログラムをＣＰＵ２がプログラムメモリ３から読み出すと、該ＣＰＵ２は入出力ポート４を入力ポートに設定するようになっている。即ち、ＣＰＵ２は各入出力端子５ａ〜５ｈの出力モード設定用ＭＯＳトランジスタ９をオフ動作させ、入出力端子５ａ〜５ｈを電源１０から切り離すようになっている。又、入出力端子５ａ以外には入力信号が入力されないので、ＣＰＵ２は入出力端子５ｂ〜５ｈのＭＯＳトランジスタ６ｂ〜６ｈをオン動作させるようになっている。そのため、入出力端子５ｂ〜５ｈはＭＯＳトランジスタ６ｂ〜６ｈを介して接地されるようになっている。更に、入出力端子５ａには操作スイッチ１１のオン・オフ信号が入力されるので、ＣＰＵ２はＭＯＳトランジスタ６ａをオフ動作させるようになっている。
【００２６】
そして、操作スイッチ１１が操作されない場合、入出力端子５ａはプルダウン抵抗１２を介して接地されるので、入力バッファ７ａにはＬレベルの入力信号が入力され、入力バッファ７ａはＬレベルの入力信号をＣＰＵ２に出力するようになっている。又、操作スイッチ１１が操作された場合、入出力端子５ａは電源１０に接続されるので、入力バッファ７ａにはＨレベルの入力信号が入力され、入力バッファ７ａはＨレベルの入力信号をＣＰＵ２に出力するようになっている。そして、ＣＰＵ２に入力された入力信号に基づいて所定の処理を行い、例えば図示しない出力回路を制御して送信信号を出力するようになっている。
【００２７】
さて、入出力ポート４を入力ポートとして使用すべく、プログラムメモリ３に記憶された切換プログラムに基づいてＣＰＵ２は入力信号が入力されない入出力端子５ｂ〜５ｈのＭＯＳトランジスタ６ｂ〜６ｈをオン動作させ、ＭＯＳトランジスタ６ａはオフ動作させる。そのため、入出力端子５ｂ〜５ｈはＭＯＳトランジスタ６ｂ〜６ｈを介して接地されてＬレベルとなる。又、入出力端子５ａはプルダウン抵抗１２を介して接地され、Ｌレベルとなる。
【００２８】
この状態で、マイコン１の操作スイッチ１１を操作し、入出力端子５ａを電源１０に接続すると、入出力端子５ａにはＨレベルの入力信号が入力される。このＨレベルの入力信号は入力バッファ７ａを介してＣＰＵ２に入力される。ＣＰＵ２は入出力端子５ａから入力されたＨレベルの入力信号に基づいて図示しない出力信号を制御し、送信信号を出力する。そして、操作スイッチ１１が開路すると、入出力端子５ａが電源１０から切り離され、入出力端子５ａはプルダウン抵抗１２を介して接地され、Ｌレベルとなる。
【００２９】
従って、入力信号が入力されない入出力端子５ｂ〜５ｈに対応するＭＯＳトランジスタ６ｂ〜６ｈをＣＰＵ２の制御に基づいてオン状態とし、入出力端子５ｂ〜５ｈを接地する。そのため、入出力端子５ｂ〜５ｈはＬレベルに固定され、外部からの静電気等のノイズが印加されないようにすることができる。この結果、ＭＯＳトランジスタ６ｂ〜６ｈや入力バッファ７ｂ〜７ｈを確実に保護することができる。
【００３０】
又、入出力端子５ｂ〜５ｈにはリーク電流が流れない。この結果、電源１０となる電池の寿命を長くすることができる。更に、入出力端子５ｂ〜５ｈを保護するためにプルアップ抵抗やプルダウン抵抗を接続する必要が無くなるので、その分部品点数を少なくしてリモートコトロール装置１をコンパクト化することができる。しかも、組み立てを容易にすることができるとともに、コストを抑えることができる。
【００３１】
更に、入出力端子５ａのＭＯＳトランジスタ６ａをオフ動作、入出力端子５ｂ〜５ｈのＭＯＳトランジスタ６ｂ〜６ｈをオン動作させるようにプログラムメモリ３に記憶される切換プログラムを設定しておけばよい。この結果、特別な回路や素子を用いて入出力端子５ｂ〜５ｈを保護するわけではないので、コストアップになることはない。
【００３２】
又、リモートコトロール装置１に設けられる電源１０が電池となる場合、場合によっては電池を交換しない使い捨てタイプのマイコン１となることもある。この場合、できるだけ電池の寿命を長くすることが要求されるが、本発明では、この要求を満たすことができる。
【００３３】
更に、操作スイッチ１１が接続された入出力端子５ａは操作スイッチ１１が開路した状態においては、プルダウン抵抗１２によって接地され、Ｌレベルに固定されている。この結果、入出力端子５ａもノイズが印加されないので、ＭＯＳトランジスタ６ａや入力バッファ７ａを確実に保護することができる。又、入出力端子５ａにはリーク電流が流れないので、電池の寿命を長くすることができる。
【００３４】
又、入出力ポート４が出力ポートとして使用される場合、ＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈをオフ状態としている。このとき、ＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈにはリーク電流が流れないようにすることができるので、マイコン１の低消費電力化を図り、電池の寿命を長くすることができる。
【００３５】
更に、特別な回路を設けるわけではなく、プログラムメモリ３に記憶されるプログラムの設定が若干異なるだけなので、コストを抑えることができる。又、従来とは異なり、入力信号が入力されない入出力端子５ｂ〜５ｈにプルアップ抵抗やプルダウン抵抗を設ける必要がなくなるので、その分、マイコン１の構成を簡素化し、コストを抑え、しかも、組立作業を簡単にすることができる。更に、ＭＯＳトランジスタ６ａがオフしているとき、該ＭＯＳトランジスタ６ａにはリーク電流が流れないので、一層低消費電力化を図ることができ、電池の長寿命化を図ることができる。
【００３６】
本実施例においては、８ｂｉｔの入出力ポート４を備えたマイコン１に具体化したが、このマイコン１に限定されるものではなく、２ｂｉｔ以上の入出力ポート４を備えたマイコン１であれば全て適用することができる。
【００３７】
又、ＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈの代わりに必要に応じてはバイポーラトランジスタを使用してもよい。
次に、上記実施例から把握される請求項以外の技術思想を、その効果とともに以下に記載する。
【００３８】
（１）入力信号を入力、又は出力信号を出力する複数の入出力端子が設けられた入出力ポートを備えるマイコンの入出力回路において、
前記各入出力端子にそれぞれ接続され、オン・オフ状態に基づいて入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換えるスイッチング素子と、前記各入出力端子に接続された入力回路とを備え、
前記入出力ポートが入力ポートとして使用されるとき、入力信号が入力されない入出力端子のスイッチング素子を動作させて入出力端子を接地させる保護制御手段を設けた。
【００３９】
この構成によれば、入出力ポートが入力ポートとして使用されるとき、保護制御手段は入力信号が入力されない入出力端子のスイッチング素子を動作させ、該入出力端子を接地する。従って、入力信号が入力されない入出力端子は保護される。又、リーク電流が流れないので消費電力が抑えられ、電池の長寿命化を図ることができる。しかも、入出力ポートを出力ポートとして使用するときのスイッチング素子を制御するだけで入出力端子を保護することができるので、特別な回路を付加する必要がなく、しかも簡単な構成でマイコンの保護及び低消費電力化を図ることができる。
【００４０】
（２）上記（１）において、入力信号が入力される入出力端子には電源に接続された操作スイッチを接続するとともに、接地されたプルダウン抵抗を接続してもよい。
【００４１】
上記（１）の作用効果に加え、入力信号が入力される入出力端子の操作スイッチが電源と接続されないときは、プルダウン抵抗を介して接地される。この結果、入力信号が入力される入出力端子の保護も行うことができる。
【００４２】
（３）上記（１）又は（２）のスイッチング素子をＭＯＳトランジスタとしてもよい。
上記（１）又は（２）の作用効果に加え、ＭＯＳトランジスタがオフしているとき、該ＭＯＳトランジスタにはリーク電流が流れない。この結果、一層低消費電力化を図り、電池の長寿命化を図ることができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の発明によれば、入力信号が入力されない入出力端子は第２のスイッチング素子の動作により接地されるので、入出力端子の保護を行うことができる。又、入力信号が入力されない入出力端子にはリーク電流が流れないので低消費電力化を図り、電池の長寿命化を図ることができる。しかも、入力信号が入力されない入出力端子に保護抵抗を接続する必要がないので、その分装置の簡素化が図れ、コストを抑えることができる。
【００４４】
請求項２記載の発明によれば、入力信号が入力される入出力端子の保護を行うことができるとともに、この入出力端子にもリーク電流が流れないので、低消費電力化を図り、電池の長寿命化を図ることができる。
【００４５】
請求項３記載の発明によれば、従来の既存のスイッチング素子を利用して入力信号が入力されない入出力ポートの入出力端子を保護することができる。この結果、リーク電流は流れないので低消費電力化を図ることができ、電池の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマイコンの電気的構成を示す電気ブロック図である。
【図２】入出力ポートを出力ポートとして使用するときに設けられる抵抗及び出力モード設定用ＭＯＳトランジスタを示す電気回路図である。
【図３】従来のリモートコトロール装置を示す概略図である。
【図４】入出力ポートを出力ポートとして使用するときに設けられる抵抗を示す電気回路図である。
【図５】入出力ポートを入力ポートとして使用するときの説明図である。
【図６】入出力ポートが入力ポートとして使用され、入力信号が入力されない入出力端子にプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗を接続した電気回路図である。
【符号の説明】
１…マイコン、２…保護制御手段、切換手段及び出力信号制御手段としてのＣＰＵ、３…プログラムメモリ、４…入出力ポート、５ａ〜５ｈ…入出力端子、６ａ〜６ｈ…スイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタ、７ａ〜７ｈ…入力回路としての入力バッファ、１０…電源（電池）、１２…プルダウン抵抗
【産業上の利用分野】
本発明はマイコンの入出力回路に係り、詳しくは消費電力を低減したマイコンの入出力回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にリモートコントロール装置の送信機には図３に示すようなマイクロコンピュータ（以下、単にマイコンという）が搭載されている。このマイコン３１は１つのチップ（ＩＣ）３２によって構成され、このチップ３２内にはＣＰＵ３３、プログラムメモリ３４及び入出力ポート３５が設けられている。入出力ポート３５には８本の入出力端子３６ａ〜３６ｈが設けられている。そして、プログラムメモリ３４に記憶された切換えプログラムに基づいて入出力ポート３５はＣＰＵ３３によって入力ポート又は出力ポートに切り換えられる。入出力ポート３５が出力ポートに設定されると、ＣＰＵ３３によって処理された出力信号が入出力ポート３５の入出力端子３６ａ〜３６ｈから出力される。そして、入出力ポート３５が入力ポートに設定されると、入出力ポート３５の入出力端子３６ａ〜３６ｈからＣＰＵ３３に入力信号が入力される。この入力信号に基づいてＣＰＵ３３は所定の処理を行う。
【０００３】
このマイコン３１においては、入出力ポート３５が入力ポートに設定され、図示しない操作スイッチのオン・オフ信号が入出力端子３６ａから入力される。そして、操作スイッチのオン信号が入出力端子３６ａから入力されると、ＣＰＵ３３は図示しない出力回路から送信信号を出力する。
【０００４】
図４に示すように、入出力端子３６ａ〜３６ｈ毎にＭＯＳトランジスタ３７及び入力バッファ３８がそれぞれ設けられている。即ち、入出力端子３６ａ〜３６ｈはＭＯＳトランジスタ３７のドレインに接続され、ソースは接地されている。又、ＭＯＳトランジスタ３７のゲートはＣＰＵ３３に接続されている。又、入出力端子３６ａ〜３６ｈは入力バッファ３８の入力側に接続され、該入力バッファ３８の出力側はＣＰＵ３３に接続されている。
【０００５】
入出力ポート３５が出力ポートとして使用される場合、各入出力端子３６ａ〜３６ｈには電源４０に接続された抵抗４１が接続される。そして、ＣＰＵ３３がＭＯＳトランジスタ３７をオン動作させると、入出力端子３６ａ〜３６ｈからはＬレベル（低電位）の出力信号が出力される。又、ＣＰＵ３３がＭＯＳトランジスタ３７をオフ動作させると、入出力端子３６ａ〜３６ｈからはＨレベル（高電位）の出力信号が出力される。
【０００６】
入出力ポート３５が入力ポートとして使用される場合、図５に示すように、抵抗４１を無くした状態で、ＣＰＵ３３は各ＭＯＳトランジスタ３７をオフ動作させた状態に固定する。そして、各入出力端子３６ａ〜３６ｈから入力される入力信号は入力バッファ３８を介してＣＰＵ３３に入力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このマイコン３１の場合、入出力ポート３５が入力ポートとして設定され、入力端子３６ａにのみ入力信号が入力され、他の入出力端子３６ｂ〜３６ｈは全て使用されない状態となっている。又、各入出力端子３６ｂ〜３６ｈはＭＯＳトランジスタ３７がオフしていることから入力インピーダンスが高い状態になっている。この入出力端子３６ｂ〜３６ｈをオープン状態にしておくと、入出力端子３６ｂ〜３６ｈに静電気等が印加されたりしてＭＯＳトランジスタ３７や入力バッファ３８が破壊されてしまうおそれがあるので保護する必要がある。
【０００８】
この対策として、図６に示すように、各入出力端子３６ｂ〜３６ｈに電源４０に接続されたプルアップ抵抗４５を接続したり、各入出力端子３６ｂ〜３６ｈに接地されたプルダウン抵抗４６を接続し、入出力端子３６ｂ〜３６ｈをＨレベル又はＬレベルに固定している。
【０００９】
しかしながら、プルアップ抵抗４５を入出力端子３６ｂ〜３６ｈに接続すると、電源４０からプルアップ抵抗４５を介して入力バッファ３８にリーク電流Ｉが流れる。このリーク電流Ｉが流れるのは、入力バッファ３８を構成する回路素子が接地されているためである。
【００１０】
従って、リーク電流Ｉが流れることにより、消費電力が大きくなるという問題がある。又、電源４０が電池の場合には、消費電力が大きくなる分、電池の寿命が短くなってしまう。
【００１１】
この他に、入力端子３６ａ〜３６ｈ毎に入力ポート又は出力ポートに設定することができるチップもあるが、高価であるとともに、チップそのものが大型であるという問題がある。
【００１２】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は入力信号が入力されない入力端子の保護を行うとともに、リーク電流が流れないようにして消費電力を抑え、電池の長寿命化を図り、しかもコストを抑え、小型化を図ることができるマイコンの入出力回路を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１記載の発明によれば、入力信号を入力、又は出力信号を出力する複数の入出力端子が設けられた入出力ポートを備えるマイコンの入出力回路において、前記各入出力端子にそれぞれ接続され、オン・オフ状態に基づいて入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換える第１のスイッチング素子と、前記各入出力端子にそれぞれ接続される第２のスイッチング素子と、前記各入出力端子にそれぞれ接続され、入出力端子からの入力信号が入力される入力回路とを備え、前記入出力ポートが出力ポートとして使用されるとき、前記第２のスイッチング素子をオン・オフ動作させて入出力端子から出力信号を出力させるようにし、前記入出力ポートが入力ポートとして使用されるとき、入力信号が入力されない入出力端子の第２のスイッチング素子を動作させて入出力端子を接地させるようにしたことをその要旨とする。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、入力信号が入力される入出力端子には電源に接続された操作スイッチが接続されるとともに、接地されたプルダウン抵抗が接続されていることをその要旨とする。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、複数の入出力端子が設けられた入出力ポートと、前記各入出力端子に接続され、オン・オフ状態に基づいて入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換える第１のスイッチング素子と、前記各入出力端子にそれぞれ接続される第２のスイッチング素子と、前記各入出力端子に接続された入力回路と、前記入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換えるためのプログラムを記憶するプログラムメモリと、前記プログラムメモリのプログラムに基づいて前記第１のスイッチング素子をオン・オフ制御して入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換える切換手段と、前記切換手段によって第１のスイッチング素子が動作し、入出力ポートが出力ポートに切り換えられたとき、前記第２のスイッチング素子をオン・オフ動作させて入出力端子から出力信号を出力させる出力信号制御手段と、前記切換手段によって第１のスイッチング素子が動作し、入出力ポートが入力ポートに切り換えられたとき、入力信号が入力されない入出力端子を接地すべく、第２のスイッチング素子を動作させて入出力端子を接地する保護制御手段とを備えたことをその要旨とする。
【００１６】
【作用】
請求項１記載の発明によれば、入出力ポートが入力ポートとして使用されるとき、入力信号が入力されない入出力端子の第２のスイッチング素子を動作させ、該入出力端子を接地する。従って、入力信号が入力されない入出力端子は保護される。又、入力信号が入力されない入出力端子にはリーク電流が流れないので電池の長寿命化を図ることが可能となる。そして、特別な回路を付加する必要がなく、しかも簡単な構成で入出力端子の保護及び低消費電力化を図ることが可能となる。更に、入出力端子には保護を行う抵抗を接続する必要がないのでコストを抑え、装置を簡素化することが可能となる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、入力信号が入力される入出力端子が操作スイッチを介して電源と接続されないとき、該入出力端子はプルダウン抵抗を介して接地される。従って、入力信号が入力される入出力端子の保護も行うことが可能となる。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、プログラムメモリに記憶されたプログラムに基づいて切換手段は第１のスイッチング素子をオン・オフ制御して入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換える。切換手段により入出力ポートが出力ポートに切り換えられると、出力信号制御手段は各第２のスイッチング素子をオン・オフ動作させて各入出力端子から出力信号を出力させる。又、切換手段により入出力ポートが入力ポートに切り換えられると、保護制御手段は入力信号が入力されない入出力端子に該当する第２のスイッチング素子を動作させて入出力端子を接地する。又、入力信号が入力される入出力端子に入力信号が入力されると、その入力信号は入力回路に入力される。
【００１９】
従って、入出力ポートが入力ポートに切り換えられたとき、入力信号が入力されない入出力端子を第２のスイッチング素子を動作させて接地した。そのため、従来の既存のスイッチング素子を利用して入力信号が入力されない入出力ポートの入出力端子を保護することが可能となる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を具体化した一実施例を図１，図２に基づいて説明する。
図１に示すように、マイコン１は保護制御手段、切換手段及び出力信号制御手段としてのＣＰＵ２と、プログラムを記憶するプログラムメモリ３と、入力信号が入力又は、出力信号が出力される入出力ポート４とから構成されている。入出力ポート４には８本の入出力端子５ａ〜５ｈが設けられ、８ｂｉｔの入出力ポート４となっている。
【００２１】
入出力端子５ａ〜５ｈにはスイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈのドレインが接続され、該ＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈのソースは接地されている。そして、ＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈのゲートはＣＰＵ２に接続されている。又、入出力端子５ａ〜５ｈには入力回路としての入力バッファ７ａ〜７ｈの入力側が接続され、該入力バッファ７ａ〜７ｈの出力側はＣＰＵ２に接続されている。そして、図２に示すように、入出力端子５ａ〜５ｈには抵抗８の一端が接続され、該抵抗８の他端は出力モード設定用ＭＯＳトランジスタ９のドレインに接続されている。又、出力モード設定用ＭＯＳトランジスタ９のソースは電源（電池）１０に接続されている。更に、出力モード設定用ＭＯＳトランジスタ９のゲートはＣＰＵ２に接続されている。
【００２２】
前記プログラムメモリ３には入出力ポート４を入力ポート（入力信号を入力することができる入力モード）と設定したり、入出力ポート４を出力ポート（出力信号を出力することができる出力モード）に設定するための切換プログラムが予め記憶されている。
【００２３】
又、本実施例においては、入出力端子５ａにのみ電源１０に接続される操作スイッチ１１が接続されている。そして、操作スイッチ１１は常に開路した状態となっており、電源１０が入出力端子５ａと接続されないようになっている。更に、入出力端子５ａは接地されたプルダウン抵抗１２に接続されている。従って、操作スイッチ１１が操作されない場合、入出力端子５ａはプルダウン抵抗１２を介して接地されるようになっている。又、操作スイッチ１１が操作されると、入出力端子５ａは操作スイッチ１１を介して電源１０に接続されるようになっている。この結果、入出力端子５ａにはＨレベル又はＬレベルが入力されるようになっている。
【００２４】
入出力ポート４を出力ポートとして使用する切換プログラムをＣＰＵ２がプログラムメモリ３から読み出すと、該ＣＰＵ２は入出力ポート４を出力ポートに設定すべく、各入出力端子５ａ〜５ｈの出力モード設定用ＭＯＳトランジスタ９をオン動作させる。すると、入出力端子５ａ〜５ｈは抵抗８及び出力モード設定用ＭＯＳトランジスタ９を介して電源１０に接続され、Ｈレベルの状態となる。そして、ＣＰＵ２は処理結果に基づいてＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈをオン動作させると、入出力端子５ａ〜５ｈが接地されるので、該入出力端子５ａ〜５ｈからはＬレベルの出力信号が出力されるようになっている。又、ＣＰＵ２の処理結果に基づいてＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈをオフ動作させると、入出力端子５ａ〜５ｈは電源１０に接続されているので、該入出力端子５ａ〜５ｈからはＨレベルの出力信号が出力されるようになっている。
【００２５】
一方、入出力ポート４を入力ポートとして使用する切換プログラムをＣＰＵ２がプログラムメモリ３から読み出すと、該ＣＰＵ２は入出力ポート４を入力ポートに設定するようになっている。即ち、ＣＰＵ２は各入出力端子５ａ〜５ｈの出力モード設定用ＭＯＳトランジスタ９をオフ動作させ、入出力端子５ａ〜５ｈを電源１０から切り離すようになっている。又、入出力端子５ａ以外には入力信号が入力されないので、ＣＰＵ２は入出力端子５ｂ〜５ｈのＭＯＳトランジスタ６ｂ〜６ｈをオン動作させるようになっている。そのため、入出力端子５ｂ〜５ｈはＭＯＳトランジスタ６ｂ〜６ｈを介して接地されるようになっている。更に、入出力端子５ａには操作スイッチ１１のオン・オフ信号が入力されるので、ＣＰＵ２はＭＯＳトランジスタ６ａをオフ動作させるようになっている。
【００２６】
そして、操作スイッチ１１が操作されない場合、入出力端子５ａはプルダウン抵抗１２を介して接地されるので、入力バッファ７ａにはＬレベルの入力信号が入力され、入力バッファ７ａはＬレベルの入力信号をＣＰＵ２に出力するようになっている。又、操作スイッチ１１が操作された場合、入出力端子５ａは電源１０に接続されるので、入力バッファ７ａにはＨレベルの入力信号が入力され、入力バッファ７ａはＨレベルの入力信号をＣＰＵ２に出力するようになっている。そして、ＣＰＵ２に入力された入力信号に基づいて所定の処理を行い、例えば図示しない出力回路を制御して送信信号を出力するようになっている。
【００２７】
さて、入出力ポート４を入力ポートとして使用すべく、プログラムメモリ３に記憶された切換プログラムに基づいてＣＰＵ２は入力信号が入力されない入出力端子５ｂ〜５ｈのＭＯＳトランジスタ６ｂ〜６ｈをオン動作させ、ＭＯＳトランジスタ６ａはオフ動作させる。そのため、入出力端子５ｂ〜５ｈはＭＯＳトランジスタ６ｂ〜６ｈを介して接地されてＬレベルとなる。又、入出力端子５ａはプルダウン抵抗１２を介して接地され、Ｌレベルとなる。
【００２８】
この状態で、マイコン１の操作スイッチ１１を操作し、入出力端子５ａを電源１０に接続すると、入出力端子５ａにはＨレベルの入力信号が入力される。このＨレベルの入力信号は入力バッファ７ａを介してＣＰＵ２に入力される。ＣＰＵ２は入出力端子５ａから入力されたＨレベルの入力信号に基づいて図示しない出力信号を制御し、送信信号を出力する。そして、操作スイッチ１１が開路すると、入出力端子５ａが電源１０から切り離され、入出力端子５ａはプルダウン抵抗１２を介して接地され、Ｌレベルとなる。
【００２９】
従って、入力信号が入力されない入出力端子５ｂ〜５ｈに対応するＭＯＳトランジスタ６ｂ〜６ｈをＣＰＵ２の制御に基づいてオン状態とし、入出力端子５ｂ〜５ｈを接地する。そのため、入出力端子５ｂ〜５ｈはＬレベルに固定され、外部からの静電気等のノイズが印加されないようにすることができる。この結果、ＭＯＳトランジスタ６ｂ〜６ｈや入力バッファ７ｂ〜７ｈを確実に保護することができる。
【００３０】
又、入出力端子５ｂ〜５ｈにはリーク電流が流れない。この結果、電源１０となる電池の寿命を長くすることができる。更に、入出力端子５ｂ〜５ｈを保護するためにプルアップ抵抗やプルダウン抵抗を接続する必要が無くなるので、その分部品点数を少なくしてリモートコトロール装置１をコンパクト化することができる。しかも、組み立てを容易にすることができるとともに、コストを抑えることができる。
【００３１】
更に、入出力端子５ａのＭＯＳトランジスタ６ａをオフ動作、入出力端子５ｂ〜５ｈのＭＯＳトランジスタ６ｂ〜６ｈをオン動作させるようにプログラムメモリ３に記憶される切換プログラムを設定しておけばよい。この結果、特別な回路や素子を用いて入出力端子５ｂ〜５ｈを保護するわけではないので、コストアップになることはない。
【００３２】
又、リモートコトロール装置１に設けられる電源１０が電池となる場合、場合によっては電池を交換しない使い捨てタイプのマイコン１となることもある。この場合、できるだけ電池の寿命を長くすることが要求されるが、本発明では、この要求を満たすことができる。
【００３３】
更に、操作スイッチ１１が接続された入出力端子５ａは操作スイッチ１１が開路した状態においては、プルダウン抵抗１２によって接地され、Ｌレベルに固定されている。この結果、入出力端子５ａもノイズが印加されないので、ＭＯＳトランジスタ６ａや入力バッファ７ａを確実に保護することができる。又、入出力端子５ａにはリーク電流が流れないので、電池の寿命を長くすることができる。
【００３４】
又、入出力ポート４が出力ポートとして使用される場合、ＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈをオフ状態としている。このとき、ＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈにはリーク電流が流れないようにすることができるので、マイコン１の低消費電力化を図り、電池の寿命を長くすることができる。
【００３５】
更に、特別な回路を設けるわけではなく、プログラムメモリ３に記憶されるプログラムの設定が若干異なるだけなので、コストを抑えることができる。又、従来とは異なり、入力信号が入力されない入出力端子５ｂ〜５ｈにプルアップ抵抗やプルダウン抵抗を設ける必要がなくなるので、その分、マイコン１の構成を簡素化し、コストを抑え、しかも、組立作業を簡単にすることができる。更に、ＭＯＳトランジスタ６ａがオフしているとき、該ＭＯＳトランジスタ６ａにはリーク電流が流れないので、一層低消費電力化を図ることができ、電池の長寿命化を図ることができる。
【００３６】
本実施例においては、８ｂｉｔの入出力ポート４を備えたマイコン１に具体化したが、このマイコン１に限定されるものではなく、２ｂｉｔ以上の入出力ポート４を備えたマイコン１であれば全て適用することができる。
【００３７】
又、ＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｈの代わりに必要に応じてはバイポーラトランジスタを使用してもよい。
次に、上記実施例から把握される請求項以外の技術思想を、その効果とともに以下に記載する。
【００３８】
（１）入力信号を入力、又は出力信号を出力する複数の入出力端子が設けられた入出力ポートを備えるマイコンの入出力回路において、
前記各入出力端子にそれぞれ接続され、オン・オフ状態に基づいて入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換えるスイッチング素子と、前記各入出力端子に接続された入力回路とを備え、
前記入出力ポートが入力ポートとして使用されるとき、入力信号が入力されない入出力端子のスイッチング素子を動作させて入出力端子を接地させる保護制御手段を設けた。
【００３９】
この構成によれば、入出力ポートが入力ポートとして使用されるとき、保護制御手段は入力信号が入力されない入出力端子のスイッチング素子を動作させ、該入出力端子を接地する。従って、入力信号が入力されない入出力端子は保護される。又、リーク電流が流れないので消費電力が抑えられ、電池の長寿命化を図ることができる。しかも、入出力ポートを出力ポートとして使用するときのスイッチング素子を制御するだけで入出力端子を保護することができるので、特別な回路を付加する必要がなく、しかも簡単な構成でマイコンの保護及び低消費電力化を図ることができる。
【００４０】
（２）上記（１）において、入力信号が入力される入出力端子には電源に接続された操作スイッチを接続するとともに、接地されたプルダウン抵抗を接続してもよい。
【００４１】
上記（１）の作用効果に加え、入力信号が入力される入出力端子の操作スイッチが電源と接続されないときは、プルダウン抵抗を介して接地される。この結果、入力信号が入力される入出力端子の保護も行うことができる。
【００４２】
（３）上記（１）又は（２）のスイッチング素子をＭＯＳトランジスタとしてもよい。
上記（１）又は（２）の作用効果に加え、ＭＯＳトランジスタがオフしているとき、該ＭＯＳトランジスタにはリーク電流が流れない。この結果、一層低消費電力化を図り、電池の長寿命化を図ることができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の発明によれば、入力信号が入力されない入出力端子は第２のスイッチング素子の動作により接地されるので、入出力端子の保護を行うことができる。又、入力信号が入力されない入出力端子にはリーク電流が流れないので低消費電力化を図り、電池の長寿命化を図ることができる。しかも、入力信号が入力されない入出力端子に保護抵抗を接続する必要がないので、その分装置の簡素化が図れ、コストを抑えることができる。
【００４４】
請求項２記載の発明によれば、入力信号が入力される入出力端子の保護を行うことができるとともに、この入出力端子にもリーク電流が流れないので、低消費電力化を図り、電池の長寿命化を図ることができる。
【００４５】
請求項３記載の発明によれば、従来の既存のスイッチング素子を利用して入力信号が入力されない入出力ポートの入出力端子を保護することができる。この結果、リーク電流は流れないので低消費電力化を図ることができ、電池の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマイコンの電気的構成を示す電気ブロック図である。
【図２】入出力ポートを出力ポートとして使用するときに設けられる抵抗及び出力モード設定用ＭＯＳトランジスタを示す電気回路図である。
【図３】従来のリモートコトロール装置を示す概略図である。
【図４】入出力ポートを出力ポートとして使用するときに設けられる抵抗を示す電気回路図である。
【図５】入出力ポートを入力ポートとして使用するときの説明図である。
【図６】入出力ポートが入力ポートとして使用され、入力信号が入力されない入出力端子にプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗を接続した電気回路図である。
【符号の説明】
１…マイコン、２…保護制御手段、切換手段及び出力信号制御手段としてのＣＰＵ、３…プログラムメモリ、４…入出力ポート、５ａ〜５ｈ…入出力端子、６ａ〜６ｈ…スイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタ、７ａ〜７ｈ…入力回路としての入力バッファ、１０…電源（電池）、１２…プルダウン抵抗
Claims (3)
- 入力信号を入力、又は出力信号を出力する複数の入出力端子が設けられた入出力ポートを備えるマイコンの入出力回路において、
前記各入出力端子にそれぞれ接続され、オン・オフ状態に基づいて入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換える第１のスイッチング素子と、
前記各入出力端子にそれぞれ接続される第２のスイッチング素子と、
前記各入出力端子にそれぞれ接続され、入出力端子からの入力信号が入力される入力回路とを備え、
前記入出力ポートが出力ポートとして使用されるとき、前記第２のスイッチング素子をオン・オフ動作させて入出力端子から出力信号を出力させるようにし、
前記入出力ポートが入力ポートとして使用されるとき、入力信号が入力されない入出力端子の第２のスイッチング素子を動作させて入出力端子を接地させるようにしたマイコンの入出力回路。 - 入力信号が入力される入出力端子には電源に接続された操作スイッチが接続されるとともに、接地されたプルダウン抵抗が接続されている請求項１記載のマイコンの入出力回路。
- 複数の入出力端子が設けられた入出力ポートと、
前記各入出力端子に接続され、オン・オフ状態に基づいて入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換える第１のスイッチング素子と、
前記各入出力端子にそれぞれ接続される第２のスイッチング素子と、
前記各入出力端子に接続された入力回路と、
前記入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換えるためのプログラムを記憶するプログラムメモリと、
前記プログラムメモリのプログラムに基づいて前記第１のスイッチング素子をオン・オフ制御して入出力ポートを入力ポート又は出力ポートに切り換える切換手段と、
前記切換手段によって第１のスイッチング素子が動作し、入出力ポートが出力ポートに切り換えられたとき、前記第２のスイッチング素子をオン・オフ動作させて入出力端子から出力信号を出力させる出力信号制御手段と、
前記切換手段によって第１のスイッチング素子が動作し、入出力ポートが入力ポートに切り換えられたとき、入力信号が入力されない入出力端子を接地すべく、第２のスイッチング素子を動作させて入出力端子を接地する保護制御手段と
を備えたマイコンの入出力回路。
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