PICマイコンのMCLR端子を出力として使用：Design Ideas

[Antonio Munoz,Pilar Molina，EDN]

　マイクロコントローラ（以下、マイコン）のベンダーは、機器設計者のニーズに合致するものを提供したいと考えて製品開発を行っている。しかし、当然のことながら、その思いがどのような場合にも達成されるわけではない。特に端子数が8本以下のマイコンを使用する小型機器の設計においては、「マイコンの出力端子が1本足りない」というケースが多く見られる。本稿では、こうしたケースに対処可能な一例として、米Microchip Technology社のマイコン製品「PIC10F222」を紹介する。

　PIC10F222は、パッケージがSOT23-6で、I/O端子が3本、入力端子が1本という仕様である。非常に小さな製品だが、RAM、フラッシュメモリー、A-Dコンバータを内蔵している。そのプログラミング時には、I/O端子2本とMCLR端子を使用する。また。プログラミングモードへの移行には、MCLR端子を用いる。プログラミングモードに切り換える際には、MCLR端子に電源電圧以上の電圧を印加する。これにより、このマイコンは通常モードからプログラミングモードに切り換わる。通常動作時には、MCLR端子を外部リセット端子、または入力専用端子としてコンフィギュレーション（構成）することができる。

　図1の回路は、6本の端子のうち、1本をアナログ入力として用い、ほかの3本を出力に使用する例である。通常の使い方では出力が1本足りないので、MCLR（GP3/MCLR）端子を出力として使用するのだ。なお、この図は簡略化したものなので、MCLR以外のI/O端子への接続は示していない。

図1　MCLR端子を出力として使用する例

　この回路では、MCLR端子を出力として用いるために、マイコンが備えるコンフィギュレーション可能な弱プルアップ機能を使用する。GP3/MCLR端子がMCLR端子としてコンフィギュレーションされていれば、コンフィギュレーションワードにより弱プルアップを有効にすることができる。

　供給電圧によって異なるが、弱プルアップによる抵抗値は20kΩ〜150kΩ程度となる。LEDのような負荷の大きいものを駆動するために、図1の回路ではトランジスタQ₁を利用している。弱プルアップを解除すると、抵抗R₁がトランジスタQ₁をオフにする。すなわち、トランジスタQ₁のゲートは抵抗R₁を利用して駆動することになるので、最大トグル周波数は選択したトランジスタに依存することになる。また、過電圧/過電流などの問題が発生した場合には、Q₁をオフにする必要がある。その場合、トランジスタがオフするまでの時間は、R₁の値やQ₁のゲート‐ソース間の容量値によって決まる。

　プログラミングモードへの移行時には、MCLR端子に電源電圧よりも高い電圧をかける。そのため、Q₁のゲート‐ソース間の耐圧はその電圧より高くなければならない。図1では、±18Vに耐えるMOSFETを使用している。

　なお、この回路は、PICファミリのほかの製品や、米Freescale Semiconductor社のマイコンファミリ「RS08KA」に適用することもできる。