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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