CN105591707A - 通信状态显示方法以及通信状态显示装置 - Google Patents

通信状态显示方法以及通信状态显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及通信状态显示方法以及通信状态显示装置，即使串行通信的速度为高速，也能够以简易的结构来确认通信状态。通信状态显示装置(3)包括：由LED构成的发送状态显示器(LD1)；由LED构成的接收状态显示器(LD2)；驱动发送状态显示器(LD1)的发送状态显示器驱动电路(DR1)；驱动接收状态显示器(LD2)的接收状态显示器驱动电路(DR2)；设置在缓冲器(B1)的输出端子和发送状态显示器驱动电路(DR1)的输入端子之间、并且延长发送信号的脉冲宽度的发送信号脉冲展宽电路(P1)；以及设置在缓冲器(B2)的输出端子和接收状态显示器驱动电路(DR2)的输入端子之间、并且延长接收信号的脉冲宽度的接收信号脉冲展宽电路(P2)。

Description

通信状态显示方法以及通信状态显示装置
技术领域
本发明涉及一种能够通过LED等显示器的点亮来确认通用串行通信的通信状态的通信状态显示方法以及通信状态显示装置。
背景技术
以往，一般使用通用串行通信(RS232、RS485等)作为工业用设备等的通信。各种串行通信的特点如表1所示(参照非专利文献1)。
【表1】
在搭载有串行通信功能的工业用设备中，有时以串行通信的布线检查等为目的，采用LED(发光二极管(LightEmittingDiode))等显示器来显示物理的发送状态以及接收状态。作为显示通信状态的方法，具有(1)通过串行通信的发送信号或者接收信号来驱动LED等显示器的方法、以及(2)为了使工业用设备中内置的CPU(中央处理器(CentralProcessingUnit))等控制部显示自身的通信状态而驱动LED等显示器的方法。
作为方法(2)的例子，提出有如下的串行通信系统：控制单元的CPU向与串行信号干线连接的多个终端设备输出确认信号，各终端设备根据该确认信号回复自己的频道数，对与控制单元连接的上位控制装置所接收到的频道数进行一览显示，从而能够确认布线(参照专利文献1)。但是，采用方法(2)的话，需要CPU等，存在结构变复杂这样的问题。另一方面，方法(1)在不会为了显示通信状态而使用CPU的执行能力、程序等资源这一点上是优异的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002－369272号公报
非专利文献
非专利文献1：“RS232/RS422/RS485の特長比較”，日本電線工業株式会社，＜http://www.nihondensen.co.jp/？p＝376＞
发明内容
发明所要解决的课题
通用串行通信的速度在规格上没有被明确规定，但根据表1，能够设为90kbps～10Mbps。以往，大多以比较低的速度(100kbps以下)来使用，但由于近年来的CPU的高速化、通用收发设备的性能提高，即使在超过100kbps的区域，作为工业用通信总线等而被利用的情况也变多。
如上述的方法(1)那样，在通过串行通信的发送信号或者接收信号来驱动LED等显示器的情况下，LED的点亮需要足够的信号脉冲宽度。在通信速度为100kbps以上的情况下，即使想要通过信号来驱动LED，由于信号脉冲宽度在通信速度为100kbps时较短，为10μs，所以存在LED不以能够视觉辨认的程度点亮这样的问题点。为了能够视觉确认LED的点亮，需要例如500μs以上的脉冲宽度。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种即使串行通信的速度为高速也能够以简易的结构来确认通信状态的通信状态显示方法以及通信状态显示装置。
用于解决课题的手段
本发明是用于在通过串行通信与其他设备进行信号收发的通信装置中确认通信状态的通信状态显示方法，其特征在于，包括：脉冲展宽步骤，延长通过串行通信在所述通信装置和其他设备之间进行收发的信号的脉冲宽度；以及显示器驱动步骤，使电流基于被延长了所述脉冲宽度的信号而流过显示器，使所述显示器仅在电流流过的期间点亮。
另外，本发明是设置于通过串行通信与其他设备进行信号收发的通信装置中的通信状态显示装置，其特征在于，包括：显示器驱动电路，其使电流基于被输入的信号而流过显示器，使所述显示器仅在电流流过的期间点亮；以及脉冲展宽电路，其将通过串行通信在所述通信装置和其他设备之间进行收发的信号的脉冲宽度延长，并输入至所述显示器驱动电路。
另外，在本发明的通信状态显示装置的一个构成例中，其特征在于，如果将串行通信的电平以低电平-高电平-低电平的方式进行切换的1位(bit)的信号定义为正脉冲信号的话，则所述脉冲展宽电路在被输入了所述正脉冲信号的情况下，通过二极管，不使上升沿的信号延迟而直接传送，下降沿信号通过由电阻和电容器构成的RC电路而延长脉冲宽度，所述显示器驱动电路根据从所述脉冲展宽电路输入的正脉冲信号，使电流流过所述显示器。
另外，在本发明的通信状态显示装置的一个构成例中，其特征在于，如果将串行通信的电平以高电平-低电平-高电平的方式进行切换的1位的信号定义为负脉冲信号的话，则所述脉冲展宽电路在被输入了所述负脉冲信号的情况下，通过二极管，不使下降沿的信号延迟而直接传送，上升沿信号通过由电阻和电容器构成的RC电路而延长脉冲宽度，所述显示器驱动电路根据从所述脉冲展宽电路输入的负脉冲信号，使电流流过所述显示器。
发明效果
根据本发明，即使串行通信的速度为高速，也能够将高速的发送信号或者接收信号的脉冲宽度延长至在显示器的点亮方面能够视觉辨认的程度的脉冲宽度，能够视觉辨认与在通信装置和其他设备之间进行收发的信号相应的显示器的点亮。其结果，在本发明中，即使串行通信的速度为高速，也能够以不使用CPU的执行能力、程序等资源的简易的结构来确认通信状态，能够对布线的错误等进行确认。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的通信装置的结构的框图。
图2是示出本发明的第一实施方式所涉及的发送信号脉冲展宽电路以及发送状态显示器驱动电路的结构的一例的电路图。
图3是示出以往的通信状态显示装置的结构的一例的电路图。
图4是示出本发明的第一实施方式所涉及的发送信号脉冲展宽电路和发送状态显示器驱动电路的各部的信号波形的图。
图5是示出本发明的第2实施方式所涉及的通信装置的结构的框图。
图6是示出本发明的第2实施方式所涉及的发送信号脉冲展宽电路以及发送状态显示器驱动电路的结构的一例的电路图。
图7是示出以往的通信状态显示装置的结构的一例的电路图。
图8是示出本发明的第2实施方式所涉及的发送信号脉冲展宽电路和发送状态显示器驱动电路的各部的信号波形的图。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下，参照附图对本发明实施方式进行说明。图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的通信装置的结构的框图。通信装置1设置在未图示的工业用设备的内部或者装置独立地设置，包括：经由串行通信端子4与其他设备进行通信的CPU等控制部2；通信状态显示装置3；设置在控制部2的输出端子和串行通信端子4之间、并且将来自控制部2的发送信号Tx1发送至串行通信端子4的串行通信驱动器D1；设置在控制部2的输入端子和串行通信端子4之间、并且将从串行通信端子4接收到的接收信号Rx1送至控制部2的串行通信接收器R1；通信装置1的发送状态显示用的缓冲器B1；以及通信装置1的接收状态显示用的缓冲器B2。
通信状态显示装置3包括：阳极与电源电压Vcc连接的由LED构成的发送状态显示器LD1；阳极同样与电源电压Vcc连接的由LED构成的接收状态显示器LD2；驱动发送状态显示器LD1的发送状态显示器驱动电路DR1；驱动接收状态显示器LD2的接收状态显示器驱动电路DR2；设置在缓冲器B1的输出端子和发送状态显示器驱动电路DR1的输入端子之间、并且延长发送信号的脉冲宽度的发送信号脉冲展宽电路P1；以及设置在缓冲器B2的输出端子和接收状态显示器驱动电路DR2的输入端子之间、并且延长接收信号的脉冲宽度的接收信号脉冲展宽电路P2。
在图1中，Tx2是从控制部2输入并通过了缓冲器B1之后的发送信号，Rx2是从串行通信接收器R1输入并通过了缓冲器B2之后的接收信号，Tx3是由发送信号脉冲展宽电路P1延长了脉冲宽度之后的发送信号，Rx3是由接收信号脉冲展宽电路P2延长了脉冲宽度之后的接收信号。
来自控制部2的发送信号Tx1通过串行通信驱动器D1被输出至串行通信端子4。进一步地，发送信号Tx1通过缓冲器B1被输入至发送信号脉冲展宽电路P1，发送状态显示器驱动电路DR1根据由发送信号脉冲展宽电路P1延长了脉冲宽度之后的发送信号Tx3来驱动发送状态显示器LD1。
来自串行通信端子4的接收信号Rx1通过串行通信接收器R1被输入至控制部2。进一步地，接收信号Rx1通过缓冲器B2被输入至接收信号脉冲展宽电路P2，接收状态显示器驱动电路DR2根据由接收信号脉冲展宽电路P2延长了脉冲宽度之后的接收信号Rx3来驱动接收状态显示器LD2。
图2是示出发送信号脉冲展宽电路P1以及发送状态显示器驱动电路DR1的结构的一例的电路图。发送信号脉冲展宽电路P1包括：阳极与发送信号脉冲展宽电路P1的输入端子(缓冲器B1的输出端子)连接、并且阴极与发送信号脉冲展宽电路P1的输出端子(发送状态显示器驱动电路DR1的输入端子)连接的二极管D1；一端与发送信号脉冲展宽电路P1的输入端子连接、并且另一端与发送信号脉冲展宽电路P1的输出端子的电阻Re1；以及一端与发送信号脉冲展宽电路P1的输出端子连接、并且另一端接地的电容器C1。
发送状态显示器驱动电路DR1包括：发射极接地的NPN晶体管Q1；一端与发送状态显示器驱动电路DR1的输入端子连接、并且另一端与晶体管Q1的基极连接的电阻Re2；一端与电阻Re2的另一端以及晶体管Q1的基极连接、并且另一端接地的电阻Re3；以及一端与晶体管Q1的集电极连接、并且另一端与发送状态显示器驱动电路DR1的输出端子(发送状态显示器LD1的阴极)连接的电阻Re4。
图3是示出以往的通信状态显示装置的结构的一例的电路图。在此，仅示出发送信号侧的结构。根据图2、图3可知，本实施方式的通信状态显示装置3是在以往的通信状态显示装置中增加了发送信号脉冲展宽电路P1以及接收信号脉冲展宽电路P2而得到的装置。
图4的(A)、图4的(B)、图4的(C)是示出发送信号脉冲展宽电路P1和发送状态显示器驱动电路DR1的各部的信号波形的图，图4的(A)是示出从缓冲器B1输入至发送信号脉冲展宽电路P1的发送信号Tx2的电压波形的图，图4的(B)是示出由发送信号脉冲展宽电路P1延长了脉冲宽度之后的发送信号Tx3的电压波形的图，图4的(C)是示出流过发送状态显示器LD1的电流的波形的图。
一旦图4的(A)那样的串行通信的1位数据的发送信号Tx2被输入至发送信号脉冲展宽电路P1，则如图4的(B)所示那样的波形的发送信号Tx3被输入至发送状态显示器驱动电路DR1。即，由于二极管D1，上升沿信号没有被延迟而直接被传送，信号的下降沿信号由于电阻Re1和电容器C1而被延迟，脉冲宽度被延长。根据这样被延长了脉冲宽度的电压，晶体管Q1导通，所以晶体管Q1的导通时间与以往的通信状态显示装置的情况相比变长，如图4的(C)所示，电流流过发送状态显示器LD1的时间变长。
在以上的说明中，以发送信号脉冲展宽电路P1和发送状态显示器驱动电路DR1为例进行了说明，但接收信号脉冲展宽电路P2的结构与发送信号脉冲展宽电路P1相同，接收状态显示器驱动电路DR2的结构与发送状态显示器驱动电路DR1相同。
如上所述，在本实施方式中，在缓冲器B1和发送状态显示器驱动电路DR1之间设置发送信号脉冲展宽电路P1，在缓冲器B2和接收状态显示器驱动电路DR2之间设置接收信号脉冲展宽电路P2，因此即使串行通信的速度为高速(例如100kbps以上)，也能够将高速的发送信号或者接收信号的脉冲宽度延长至在LED显示方面能够视觉辨认的程度的脉冲宽度，能够视觉辨认与发送信号或者接收信号对应的LED的点亮。其结果，在本实施方式中，即使串行通信的速度为高速，也能够以不使用CPU的执行能力、程序等资源的简易的结构来确认通信状态，能够对布线的错误等进行确认。
[第2实施方式]
在第1实施方式中，针对在被输入了正脉冲(电平以低电平－高电平－低电平的方式进行切换的1位的信号)的发送信号Tx2、接收信号Rx2时使电流流过发送状态显示器LD1、接收状态显示器LD2而使其点亮的情况进行了说明，但是在被输入了负脉冲(电平以高电平－低电平－高电平的方式进行切换的1位的信号)的发送信号Tx2、接收信号Rx2时使电流流过发送状态显示器LD1、接收状态显示器LD2而使其点亮的情况也是可能的。图5是示出本发明的第2实施方式所涉及的通信装置的结构的框图，对与图1相同的结构标注相同的符号。
本实施方式的通信装置1a设置在未图示的工业用设备的内部或者装置独立地设置，包括：控制部2、通信状态显示装置3a、串行通信驱动器D1、串行通信接收器R1以及缓冲器B1、B2。
通信状态显示装置3a包括：阴极接地的由LED构成的发送状态显示器LD1；阴极同样接地的由LED构成的接收状态显示器LD2；驱动发送状态显示器LD1的发送状态显示器驱动电路DR1a；驱动接收状态显示器LD2的接收状态显示器驱动电路DR2a；设置在缓冲器B1的输出端子和发送状态显示器驱动电路DR1a的输入端子之间、并且延长发送信号的脉冲宽度的发送信号脉冲展宽电路P1a；以及设置在缓冲器B2的输出端子和接收状态显示器驱动电路DR2a的输入端子之间、并且延长接收信号的脉冲宽度的接收信号脉冲展宽电路P2a。
图6是示出本实施方式的发送信号脉冲展宽电路P1a以及发送状态显示器驱动电路DR1a的结构的一例的电路图。发送信号脉冲展宽电路P1a包括：阴极与发送信号脉冲展宽电路P1a的输入端子(缓冲器B1的输出端子)连接、并且阳极与发送信号脉冲展宽电路P1a的输出端子(发送状态显示器驱动电路DR1a的输入端子)连接的二极管D2；一端与发送信号脉冲展宽电路P1a的输入端子连接、并且另一端与发送信号脉冲展宽电路P1a的输出端子连接的电阻Re5；以及一端与发送信号脉冲展宽电路P1a的输出端子连接、并且另一端接地的电容器C2。
发送状态显示器驱动电路DR1a包括：发射极与电源电压Vcc连接的PNP晶体管Q2；一端与发送状态显示器驱动电路DR1a的输入端子连接、并且另一端与晶体管Q2的基极连接的电阻Re6；一端与电阻Re6的另一端以及晶体管Q2的基极连接、并且另一端与电源电压Vcc连接的电阻Re7；以及一端与晶体管Q2的集电极连接、并且另一端与发送状态显示器驱动电路DR1a的输出端子(发送状态显示器LD1的阳极)连接的电阻Re8。
图7是示出以往的通信状态显示装置的结构的一例的电路图。在此，仅示出发送信号侧的结构。根据图6、图7可知，本实施方式的通信状态显示装置3a是在以往的通信状态显示装置中增加了发送信号脉冲展宽电路P1a以及接收信号脉冲展宽电路P2a而得到的装置。
图8的(A)、图8的(B)、图8的(C)是示出发送信号脉冲展宽电路P1a和发送状态显示器驱动电路DR1a的各部的信号波形的图，图8的(A)是示出从缓冲器B1输入至发送信号脉冲展宽电路P1a的发送信号Tx2的电压波形的图，图8的(B)是示出由发送信号脉冲展宽电路P1a延长了脉冲宽度之后的发送信号Tx3的电压波形的图，图8的(C)是示出流过发送状态显示器LD1的电流的波形的图。
一旦图8的(A)那样的串行通信的1位数据的发送信号Tx2被输入至发送信号脉冲展宽电路P1a，则如图8的(B)所示那样的波形的发送信号Tx3被输入至发送状态显示器驱动电路DR1a。即，由于二极管D2，下降沿信号没有被延迟而直接被传送，信号的上升沿信号由于电阻Re5和电容器C2而被延迟，脉冲宽度被延长。根据这样被延长了脉冲宽度的电压而晶体管Q2导通，所以晶体管Q2的导通时间与以往的通信状态显示装置的情况相比变长，如图8的(C)所示那样，电流流过发送状态显示器LD1的时间变长。
在以上的说明中，以发送信号脉冲展宽电路P1a和发送状态显示器驱动电路DR1a为例进行了说明，但接收信号脉冲展宽电路P2a的结构与发送信号脉冲展宽电路P1a相同，接收状态显示器驱动电路DR2a的结构与发送状态显示器驱动电路DR1a相同。
这样，当在被输入了负脉冲的发送信号Tx2、接收信号Rx2时使电流流过发送状态显示器LD1、接收状态显示器LD2而使其点亮的情况下，也能够得到与第1实施方式相同的效果。
另外，在图1、图5中，以RS485的全双工通信的例子进行了记载，但对于半双工通信的情况也能够适用本发明。另外，作为能够适用本发明的通用串行通信，在这之外还有RS232。
工业上的可利用性
本发明能够适用于对通用串行通信的通信状态进行确认的技术。
符号说明
1，1a…通信装置、2…控制部、3，3a…通信状态显示装置、4…串行通信端子、B1，B2…缓冲器、D1…串行通信驱动器、R1…串行通信接收器、DR1，DR1a…发送状态显示器驱动电路、DR2，DR2a…接收状态显示器驱动电路、P1，P1a…发送信号脉冲展宽电路、P2，P2a…接收信号脉冲展宽电路、LD1…发送状态显示器、LD2…接收状态显示器、D1，D2…二极管、Q1，Q2…晶体管、Re1～Re8…电阻、C1，C2…电容器。

Claims (4)

1.一种通信状态显示方法，其是用于在通过串行通信与其他设备进行信号收发的通信装置中确认通信状态的通信状态显示方法，所述通信状态显示方法的特征在于，包括：
脉冲展宽步骤，延长通过串行通信在所述通信装置和其他设备之间进行收发的信号的脉冲宽度；以及
显示器驱动步骤，使电流基于被延长了所述脉冲宽度的信号而流过显示器，使所述显示器仅在电流流过的期间点亮。
2.一种通信状态显示装置，其设置于通过串行通信与其他设备进行信号收发的通信装置中，所述通信状态显示装置的特征在于，包括：
显示器驱动电路，其使电流基于被输入的信号流过显示器，使所述显示器仅在电流流过的期间点亮；以及
脉冲展宽电路，其将通过串行通信在所述通信装置和其他设备之间进行收发的信号的脉冲宽度延长并输入至所述显示器驱动电路。
3.如权利要求2所述的通信状态显示装置，其特征在于，
如果将串行通信的电平以低电平-高电平-低电平的方式进行切换的1位的信号定义为正脉冲信号的话，
则所述脉冲展宽电路在被输入了所述正脉冲信号的情况下，通过二极管，不使上升沿的信号延迟而直接传送，下降沿信号通过由电阻和电容器构成的RC电路而延长脉冲宽度，
所述显示器驱动电路根据从所述脉冲展宽电路输入的正脉冲信号使电流流过所述显示器。
4.如权利要求2所述的通信状态显示装置，其特征在于，
如果将串行通信的电平以高电平-低电平-高电平的方式进行切换的1位的信号定义为负脉冲信号的话，
所述脉冲展宽电路在被输入了所述负脉冲信号的情况下，通过二极管，不使下降沿的信号延迟而直接传送，上升沿信号通过由电阻和电容器构成的RC电路而延长脉冲宽度，
所述显示器驱动电路根据从所述脉冲展宽电路输入的负脉冲信号使电流流过所述显示器。
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