KR950010943B1 - 마이크로 콘트롤러의 입출력 제어회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

마이크로 콘트롤러의 입출력 제어회로

제1도는 본 발명에 따른 마이크로 콘트롤러의 입출력 제어회로의 구성도.

본 발명은 마이크로 콘트롤러의 입출력 제어회로에 관한 것으로, 특히 사용자가 프로그래머블하게 입출력기능을 설정할 수 있는 입출력 제어회로에 관한 것이다.

일반적으로 마이크로 콘트롤러(Micro-controller Unit)는 내부에 입출력 기능을 수행하기 위한 수단 등을 구비하며, 외부에 메모리 등의 또 다른 장치와 연결되어 다양한 기능을 수행할 수 있는 반도체 집적 장치를 의미한다. 그러므로 상기 마이크로 콘트롤러는 외부장치와 입출력 기능을 수행할 수 있도록 외부장치의 출력신호를 수신하기 위한 입력 포트와 외부장치에 신호를 출력하기 위한 출력 포트등을 구비하게 된다.

예를들어 마이크로 콘트롤러와 연결되는 외부장치가 키보드인 경우, 상기 마이크로 콘트롤러는 상기 키보드의 키상태를 스캔하기 위한 출력포트와 스캔된 키들의 상태를 입력하기 위한 입력 포트들을 구비하여야 한다. 또한 상기 외부장치가 메모리인 경우, 마이크로 콘트롤러는 외부 메모리를 억세스하기 위하여 많은 제어신호들을 주고받아야 한다. 즉, 외부 메모리와 인터페이스 기능을 수행하기 위하여 마이크로 콘트롤러는 데이타의 입출력을 위한 포트 및 어드레스를 출력하기 위한 포트, 그리고 리드/라이트 제어신호, 데이타 스트로브신호, 어드레스 스트로브신호, 데이타 메모리 및 프로그램 메모리를 선택하는 신호등의 외부 제어 신호를 주고받기 위한 포트등을 구비하여야 한다.

이런 경우 종래의 마이크로 콘트롤러에서는 제작시 각 포트의 입출력 기능이 설정되므로 사용자가 필요에 따라 포트의 입출력 기능을 설정할 수 없었다. 즉, 종래에는 마이크로 콘트롤러의 각 포트를 필요에 따라 하드웨어적으로 입력 또는 출력 포트로 세트하거나 또는 롬에 각 포트의 입력 또는 출력 기능을 마스킹(masking)하므로써 사용자가 포트의 입출력 기능을 설정할 수 없었다.

따라서 본 발명의 목적은 마이크로 콘트롤러에서 사용자가 각 포트의 입출력 기능을 설정할 수 있는 입출력 제어회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 마이크로 콘트롤러의 포트에 풀업용 수단을 연결하고 상기 풀업용 수단을 외부에서 제어하여 각 포트의 입출력 기능을 프로그래머블하게 설정할 수 있는 입출력 제어회로를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 외부장치와 연결되는 패드와, 상기 패드와 전원단 사이에 연결되고 모드제어데이타를 수신하며 상기 모드제어데이타의 논리에 따라 상기 패드의 풀업을 온/오프하는 풀업수단과, 스위칭수단을 구비하며 상기 패드와 마이크로 콘트롤러의 출력단 사이에 연결되고 출력모드시 스위칭되어 상기 마이크로 콘트롤러로부터 출력되는 신호를 패드로 인가하는 출력수단과, 스위칭수단을 구비하며 상기 패드와 마이크로 콘트롤러의 입력단 사이에 연결되고 입력모드시 스위칭되어 상기 패드로부터 수신되는 신호를 상기 마이크로 콘트롤러로 인가하는 입력수단으로 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 마이크로 콘트롤러의 입출력 제어회로의 구체회로도로서, 패드(10)은 외부장치와 연결된다. 피모오스 트랜지스터(11)은 소오스와 게이트 단자가 전원단에 공통으로 접속되고 드레인단이 상기 패드(10)과 연결된다. 상기 피모오스 트랜지스터(11)은 상기 패드로 전원 전압 레벨로 인가한다.

풀업수단은 상기 패드(10)과 연결된다. 상기 풀업수단의 구성을 살펴보면, 모드레지스터(25)는 마이크로 콘트롤러로부터 출력되는 모드제어데이타 MDT를 저장한다. 사용자는 상기 패드(10)을 입력포트로 사용하고자 하는 경우 상기 모드레지스터(25)에 상기 패드(10)을 풀업시키기 위한 제1모드데이타를 라이트하고, 상기 패드(10)을 출력포트로 사용하고자 하는 경우 상기 모드레지스터(25)에 상기 패드(10)의 풀업을 오프시키기 위한 제2모드데이타를 라이트한다. 따라서 상기 모드레지스터(25)에 저장되는 모드제어데이타 MDT는 제1모드데이타 또는 제2모드데이타가 된다.

스위치(24)는 상기 모드레지스터(25)의 출력단과 연결되고 모드 변경시 상기 마이크로 콘트롤러로부터 발생되는 모드제어신호 MCL을 수신한다. 상기 스위치(24)는 상기 모드제어신호 MCL 수신시 스위칭되어 상기 모드레지스터(25)에 저장된 모드제어데이타 MDT를 출력한다. 낸드게이트(22)는 상기 스위치(24)의 출력 및 리세트신호 ves를 수신하여 부논리곱하여 출력한다. 인버터(23)은 상기 낸드게이트(22)의 출력단 및 입력단 사이에 연결된다. 따라서 상기 낸드게이트(22) 및 인버터(23)은 래치수단으로서 상기 스위치(24)를 출력하는 모드제어데이타 MDT를 래치시킨다. 피모오스 트랜지스터(21)은 소오스가 전원단과 연결되고 드레인이 패드(10)과 연결되고 게이트가 상기 래치수단의 출력단과 연결된다. 상기 피모오스 트랜지스터(21)은 상기 제1모드데이타 수신시 온 스위칭되어 상기 패드(10)을 전원 전압 레벨로 풀업시키고, 상기 제2모드데이타 수신시 오프 스위칭되어 상기 패드(10)을 플로팅(floating)시킨다. 따라서 상기 풀업수단은 상기 모드제어데이타 MDL의 논리에 따라 상기 패드(10)을 풀업시켜 입력포트로 사용할 수 있으며 또한 상기 패드(10)을 플로팅시켜 출력포트로 사용할 수 있게 한다.

입력수단은 상기 패드(10)과 데이타 버스 사이에 연결된다. 상기 입력수단의 구성을 살펴보면, 인버터(31)은 상기 패드(10)으로부터 출력되는 입력 데이타를 버퍼링한다. 스위치(32)는 상기 인버터(31)과 데이타 버스 사이에 연결되며, 마이크로 콘트롤러로부터 출력되는 입력제어신호을 수신한다. 상기 스위치(32)는 상기 마이크로 콘트롤러로부터 입력제어신호수신시 온 스위칭되어 상기 패드(10)으로부터 입력되는 데이타를 데이타 버스로 인가한다.

출력수단은 상기 데이타 버스와 패드(10) 사이에 연결된다. 상기 출력수단의 출력을 살펴보면, 스위치(41)은 상기 데이타 버스와 연결되며, 마이크로 콘트롤러로부터 출력되는 출력제어신호 PCL을 수신한다. 상기 스위치(41)은 상기 마이크로 콘트롤러로부터 출력되는 출력제어신호 PCL 수신시 온 스위칭되어 상기 데이타 버스의 데이타 출력 통로를 형성한다. 인버터(42)는 상기 스위치(41)와 연결되고, 인버터(43)은 상기 인버터(42)의 출력단과 입력단 사이에 연결되며, 인버터(44)는 상기 인버터(42)의 출력단과 연결된다. 상기 인버터(42,43,44)는 래치수단으로 상기 스위치(41)로부터 출력되는 데이타를 래치하는 기능을 수행한다. 엔모오스 트랜지스터(45)는 드레인이 상기 패드(10)과 연결되고 소오스가 접지단에 연결되며 게이트가 상기 래치수단의 출력단과 연결된다. 상기 엔모오스 트랜지스터(45)는 상기 래치수단으로부터 출력되는 데이타를 상기 패드(10)으로 출력한다.

상술한 제1도의 구성에 의거 본 발명을 설명하면, 사용자는 상기 패드(10)을 입력포트 또는 출력포트로 설정하기 위하여 모드제어데이타 MDT를 세트한다. 상기 모드제어데이타 MDT는 상기 패드(10)을 입력포트로 사용하고자 하는 경우에는 하이 논리의 제1모드데이타를 발생하고, 상기 패드(10)을 출력포트로 사용하고자 하는 경우에는 로우 논리의 제2모드데이타를 발생하면 된다. 상기와 같이 모드제어데이타 MDT가 발생되면, 상기 마이크로 콘트롤러는 사용자에 의해 설정된 모드제어데이타 MDT를 모드레지스터(25)에 라이트한다. 또한 상기 마이크로 콘트롤러는 상기 모드레지스터(25)에 저장중인 모드제어데이타 MDT에 따라 패드(10)의 입출력 모드를 제어하기 위해 모드제어신호 MCL을 발생한다.

먼저 상기 패드(10)을 입력포트로 사용하는 경우의 동작을 살펴본다. 사용자로부터 로우 논리의 제1모드데이타가 발생되면, 상기 마이크로 콘트롤러는 상기 제1모드데이타를 모드레지스터(25)에 라이트하고 모드제어신호 MCL을 출력한다. 그러면 상기 스위치(24)는 상기 모드제어신호 MCL에 의해 온 스위칭되어 상기 모드레지스터(25)에 저장중인 제1모드데이타를 래치수단으로 인가한다. 그러면 낸드게이트(22) 및 인버터(23)으로 구성되는 래치수단은 상기 스위치(24)를 출력하는 제1모드데이타의 하이 논리를 로우 논리로 반전시켜 래치한다. 따라서 상기 래치수단은 상기 제1모드데이타를 계속 유지시킨다. 그러면 피모오스 트랜지스터(21)은 상기 래치수단으로부터 출력되는 제1모드데이타에 의해 온 스위칭되어 상기 패드(10)를 전원 전압 레벨로 풀업시킨다. 또한 상기 마이크로 콘트롤러는 상기 패드(10)을 입력포트로 사용하기 위하여 입력제어신호을 발생한다. 그러면 상기 입력수단의 스위치(32)는 온 스위칭되어 상기 패드(10)와 데이타 버스 사이의 입력 통로를 형성하며, 상기 출력수단의 스위치(41)은 오프 스위칭되어 상기 데이타 버스와 패드(10)간의 출력 통로를 차단한다. 따라서 상기 패드(10)으로부터 입력되는 데이타는 인버터(31)을 통해 버퍼링된 후 스위치(32)를 통해 데이타 버스로 인가된다. 그러면 상기 마이크로 콘트롤러는 상기 패드(10)으로부터 입력되는 데이타를 수신하여 처리한다.

두번째로 상기 패드(10)을 출력포트로 사용하는 경우의 동작을 살펴본다. 사용자로부터 하이 논리의 제2모드데이타가 발생되면, 상기 마이크로 콘트롤러는 상기 제2모드데이타를 모드레지스터(25)에 라이트하고 모드제어신호 MCL을 출력한다. 그러면 상기 스위치(24)는 상기 모드제어신호 MCL에 의해 온 스위칭되어 상기 모드레지스터(25)에 저장중인 제2모드데이타를 래치수단으로 인가한다. 그러면 낸드게이트(22) 및 인버터(23)으로 구성되는 래치수단은 상기 스위치(24)를 출력하는 제2모드데이타의 로우 논리를 하이 논리로 반전시켜 래치한다. 그러면 피모오스 트랜지스터(21)은 상기 래치수단으로부터 출력되는 제2모드데이타에 의해 오프 스위칭되어 상기 패드(10)의 풀업을 디스에이블시킨다. 따라서 상기 패드(10)은 플로팅 상태가 된다. 또한 상기 마이크로 콘트롤러는 상기 패드(10)을 출력포트로 사용하기 위하여 출력제어신호 PCL을 발생한다. 그러면 상기 출력수단의 스위치(41)은 온 스위칭되어 상기 데이타 버스와 패드(10) 사이의 출력통로를 형성하며, 상기 입력수단의 스위치(32)는 오프 스위칭되어 상기 패드(10)과 데이타 버스간의 입력통로를 차단한다. 따라서 상기 스위치(41)은 데이타 버스를 통해 출력되는 데이타의 통로를 형성하며, 인버터(42-44)로 구성되는 래치수단은 상기 스위치(41)가 출력하는 데이타를 래치한다. 그리고 엔모오스 트랜지스터(45)는 상기 래치수단을 출력하는 데이타의 논리 상태에 따라 스위칭되어 패드(10)으로 인가한다.

상기 제1도와 같은 구성은 마이크로 콘트롤러의 각 패드들의 구성이 될 수 있다. 따라서 상기 제1도와 같은 구성으로 마이크로 콘트롤러의 각 패드들을 구성하면, 상기 패드를 사용자의 설정에 따라 입력패드 또는 출력패드로 프로그래머블하게 사용할 수 있다. 즉, 마이크로 콘트롤러는 메모리, 키보드, 표시부등의 외부장치와 연결될 수 있는데, 연결되는 외부장치의 특성에 따라 패드들의 입출력 기능들을 임의로 설정할 수 있다. 이 경우 상기 모드레지스터(25)를 패드들의 수에 대응되는 크기로 설정하고, 사용자에 의해 설정되는 패드들의 모드제어데이타를 해당하는 모드레지스터에 라이트하면 된다.

상술한 바와 같이 마이크로 콘트롤러의 각 패드들에 풀업 제어수단을 구성하고, 사용자가 외부장치의 특성에 따라 각 패드들의 입출력 기능을 설정하므로서, 마이크로 콘트롤러의 입출력 기능을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 외부장치와 연결되는 마이크로 콘트롤러의 입출력 제어회로에 있어서, 외부장치와 연결되는 패드와, 상기 패드와 전원단 사이에 연결되고 모드제어데이타를 수신하며 상기 모드제어데이타의 논리에 따라 상기 패드의 풀업을 온/오프하는 풀업수단과, 스위칭수단을 구비하며 상기 패드와 마이크로 콘트롤러의 출력단 사이에 연결되고 출력모드시 스위칭되어 상기 마이크로 콘트롤러로부터 출력되는 신호를 패드로 인가하는 출력수단과, 스위칭수단을 구비하며 상기 패드와 마이크로 콘트롤러의 입력단 사이에 연결되고 입력모드시 스위칭되어 상기 패드로부터 수신되는 신호를 상기 마이크로 콘트롤러로 인가하는 입력수단으로 구성됨을 특징으로 하는 마이크로 콘트롤러의 입출력 제어회로.
2. 제1항에 있어서, 풀업수단이, 사용자에 의해 발생되는 상기 패드의 풀업 온/오프 설정용 모드제어데이타를 수신하여 저장하는 모드레지스터와, 상기 모드레지스터의 출력을 수신하고 모드제어신호를 수신하며 모드제어신호 수신시 스위칭되어 상기 모드레지스터의 출력 통로를 형성하는 제1스위치와, 상기 스위치의 출력단과 연결되어 출력되는 상기 모드제어데이타의 상태를 유지시키는 래치수단과, 전원단과 상기 패드 사이에 연결되고 상기 래치수단의 출력을 제어신호로 수신하며 상기 모드제어데이타의 논리에 따라 상기 패드를 풀업 및 플로팅시키는 제2스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로 콘트롤러의 입출력 제어회로.
3. 제2항에 있어서, 상기 제2스위치가 모오스 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 마이크로 콘트롤러의 입출력 제어회로.
4. 제2항에 있어서, 상기 출력수단이, 데이타 버스와 연결되고 출력제어신호를 제어신호로 수신하며 상기 출력제어신호 수신시 스위칭되어 출력 데이타의 통로를 형성하는 출력스위치와, 상기 출력스위치와 패드사이에 연결되며 상기 출력데이타를 래치하여 상기 패드로 출력하는 래치수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로 콘트롤러의 입출력 제어회로.
5. 제4항에 있어서, 상기 입력수단이, 상기 패드와 연결되며 상기 패드를 통해 수신되는 입력데이타를 버퍼링하는 수단과, 상기 버퍼수단과 데이타 버스 사이에 연결되고 입력제어신호를 제어신호로 수신하며 상기 입력제어신호 수신시 스위칭되어 상기 입력데이타를 데이타 버스로 인가하는 입력스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로 콘트롤러의 입출력 제어회로.