DD206298A1

DD206298A1 - Bidirktionales serielles uebertragungssystem fuer digitale informationen

Info

Publication number: DD206298A1
Application number: DD24020382A
Authority: DD
Inventors: Fritz Melzer
Original assignee: Babelsberg Masch Veb
Priority date: 1982-05-27
Filing date: 1982-05-27
Publication date: 1984-01-18
Also published as: DE3315956A1

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN BIDIREKTIONALES SERIELLES UEBERTRAGUNGSSYSTEM FUER DIGITALE INFORMATIONEN, FUER WELCHES FUER DIE UEBERTRAGUNG VON STELLSIGNALEN, MESS- UND KONTROLLGROESSEN IN DER ALLGEMEINEN BETRIEBS-, MESS-, STEUERUNGS- UND REGELUNGSTECHNIK EIN BREITES ANWENDUNGSGEBIET BIETET. DABEI KOMMEN VORZUGSWEISE SOLCHE ANLAGEN ODER EINRICHTUNGEN IN BETRACHT, BEI DENEN ZWEI ENDSTELLEN NICHT ODER NUR MIT ERHOEHTEM AUFWAND MIT DER ERFORDERLICHEN ANZAHL VON LEITERN VERBUNDEN WERDEN KOENNEN. DAS ZIEL DER ERFINDUNG BESTEHT IN DER VERMEIDUNG ZUSAETZLICHER UEBERTRAGUNGSWEGE NEBEN EINES EINZIGEN UND DABEI FUER DIE BIDIREKTIONALE UEBERTRAGUNG VON DIGITALEN INFORMATIONEN NUR EINEM EINFACHEN AUFWAND AN SCHIEBEREGISTERKETTEN IN JEDER ENDSTELLE ERFORDERT. ES WERDEN EIN UEBERTRAGUNGSCODE UND DIE ELEKTRONISCHEN SCHALTUNGSANORDNUNGEN FUER JEDE ENDSTELLE BESCHRIEBEN.

Description

Anwendung sgeb ie fr der Erfindung

Die Erfindung' betrifft ein bidirektionales serielles Übertragung ssystem für digitale Informationen, welches für die übertragung von Stallsignalen oder/und MeB- und Kontrollgrößen ein breites Anwendungsgebiet in der allgemeinen Betriebs-, Meß-, Steuerungs- und Hege longstechnik hat. .Anwendungsgebiete sind z.B. Anlagen, in denen eine bestimmt« Anzahl von Informationen für die Steuerung' und Überwachung eines am Ort, A. ablaufenden Prozesses von und zu einer zentrale'n Meßwarte an einem Ort B zu übertragen ist, wobei die Orte A und B nicht direkt mittels Kabel der erforderlichen Anzahl von Leitern oder nur mit erhöhtem. Aufwand an technischen Mitteln oder mit erhöhtem,Raumbedarf durch Kabel verbunden' werden können*

Sin weiteres Anwendungsgebiet besteht in der bidirektional ei übertragung auf dem Funkweg oder mit optischen Mitteln in solchen Fällen, bei denen für beide Übertragungsrichtungen die gleiche Trägerfrequenz verwendet werden muß oder vorteilhaft verwendet werden kann*

Sin spezielles'Anwendungsgebiet ist die Übertragung der Informationen zwischen dem'endlos drehbaren Kranteil und dem Unterwagen' eines'^; Autodrehkranes.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus der Mikroprszessortechnik sind B us sys te nie bekannt_} die eine bidirektionale serielle Übertragung auf den Busleitunge ermöglichen» _; . . , .·.':.

Der ITachteil solcher Bussystase für das Anwendungsgebiet der Erf ind-ung besteht in. dar ,Uotwendigkeit· von- separaten

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Wegen zur Steuerung bzw. Synchronisierung neben dam Übertragungsweg der Information. Ss sind weitere serielle Übertragungssystem bekannt,. z.B. Bi-Phase-System, die zwar eine hohe Bitrate erlauben, jedoch für eine zwei-Richtungs-Verbindung zwei voneinander unabhängig oder miteinander synchronisierte Systeme und somit ebenfalls zusätzliche Übertragungswege oder a,a. einen doppelten Aufwand an Schieberegisterketten erfordern.

Ziel der Brfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Vermeidung zusätzliche! Übertragungswege neben eines einzigen Übertragungsweges und dabei für die. bidirektionale Übertragung von digitalen Informationen, nur einen einfachen Aufwand an Schieberegisterketten in jeder Endstelle erfordert.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der· Erfindung ist es, einen Code für eine bidirektionale serielle übertragung digitaler Informationen einschließlich der erforderlichen elektronischen Anordnungen für beide Bndstellen festzulegen unter Anwendung nur eines Übertragungsweges -zwischen den. Endstellen..

Erf indungsgesäß m. rd die Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden Sindstellen in Haupt- und Nebenstelle unterschieden werden, wobei nur.-dia Hauptstelle eine Schaltung zur Takterzeugung enthält, die eine der Hauptstelle zugeordnete Schieberegisterkette mit. Ausgangsspeicher für den bidirektionalen Betrieb steuert und außerdem in regelmäßiger Polge periodische Impulsserien abgibt, bei der in der Impulsbreite die zu übertragende Information aufmoduliert ist, die einer kombinierten Sende- und 3apfängerschaltung zugeführt werden und diese so steuert, daß während der Dauer, eines Impulses der Sender aktiviert ist und der Empfänger gesperrt' ist und während der Dsuer, der Impuls lücke der Sender gesperrt und der Sapfänger aktiviert ist.

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Die Hebenstelle enthält eine mit der der Hauptstelle identische Sender-Sapfänger-Kombination, wobei der Smpf anger a as gang die von der Haupt; stelle gesendeten Impulse einer Identifikationssehaltung zuführt, welche aus dem Impulsgemisch system- und funktionsgerechte Signale für den. bidirektionalen Betrieb einer der Hebenstelle zugeordneten Schieberegisterkette mit Ausgsngsspeicher bereitstellt und außerdem die Sender-Smpfäiiger-Konibination der WebensteXIe in der erforderlichen Art and Weise zu steuern vermag.

Ausfüfarungsbeispiel

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert,

Pig. 1: zeigt die vereinfachte Darstellung der gesamten ' Schaltungsanordnung beider Sndstellen

Fig. 2: zeigt -das Impulsscheaa einiger Leitungsabschnitte der 5¹Ig. 1 · . ...

Gemäß-der Aufgabenstellung.. ist die an den η Eingängen T der Hauptstelle anliegenden digitale Information, an die η Ausgänge 2 der nebenstelle und die an den m Eingängen der lebenstelle anliegende, digitale Information an die m· Ausgänge 4- der Hauptstelle' seriell zu übertragen über eine" räumliche Entfernung"' durch einen, einzigen "übertragungsweg 5.

Hin;, freilaufender- Taktgenerator 6 liefert ununterbrochen symmetrische Rechteckimpulse 7 mit der Breite t an einen. 2:1 Teiler 8, dieser seine Impulse 9 an einen weiteren 2:1 Teiler 10 und dieser seine Impulse 11 an einen weiteren vorzugsweise unsymmetrischen Teiler 12, dessen Teilungsverhältnis mindestens den größeren Wert .von (2m+1):1 bzw, (2h+1):1 hat und an dessen Ausgang Impulse 13 bereitstehen· Die Impulse, 7, SU 11 und, 13 sowie, die,, am seriellen Ausgang der Schiäberegisterkstte' 15 abgehende' variable Impulsfolge

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werden in einer ,entsprechend dem Stand der Technik realisierbaren Logikschaltung 17 zur Erzielung der gewünschten Impulsserie 18 genutzt· Dabei entspricht die Impulsbreite der Impulsserie 18 in .Abhängigkeit vom Potential 'am seriellen Ausgang 14· der Schiebekette 15 entweder t oder 2 t, während der L-Phase des Impulses 13. Während Η-Phase des Impulses 13 werden die Impulse 18 unterdrückt, Die erforderlichen Taktimpulse 19 für die Schiebung bzw. Übernahme werden, in einer weiteren ebenfalls entsprechend dem Stand der Technik realisierbaren Logikschaltung 20 aus den Impulsen 7, 9, 11.and ¹13 gewonnen und dem Takteingang 21 der Schie.bekette 15 zugeführt. Die vom Teiler 12 gelieferte Impulsfolge 13 wird dem Steuereingang 22 der Schiebekette 15 zugeführt und schaltet diese auf Serien- bzw. Parallelbetrieb. Das über das Differenzierglied 23 gewonnene Signal der Impulsfolge 13 wird zur Realisierung des Übernahmetaktes zwecks Übernahme- der. an den Eingängen 1 anliegenden Informationen in' das Register der Schiebekette 15 der Logikschaltung 20 zugeführt, die den Übernahmetakt an den Takteingang 21 der Schiebekette liefert.

Außerdem wird das differenzierte Signal der Impulsfolge 13 dem Übernahmeeingang 24 eines Speichers 25 zugeführt, deren Bingänge mit den Ausgängen.-der Schiebekette 15'verbunden sind« Durch die Laufzeit in der Logikschaltung 2o wird der Übernahmeimpuls für die Schiebekette 15 gegenüber dem Übernahmeimpuls für den Speicher 25 in der gewünschten.Weise verzögert. Der Ausgang des Smpfängers 26 ist "mit dem seriellen Eingang 27 des Schieberegisters 15 verbunden und übernimmt bei jedem.Schiebetakt am Eingang 15 die von der Hebenstelle gelieferte Information in das Register der Schiebekette 15.

Die Impulsserie... 18 am Ausgang der Logikschaltung 17 aktiviert kontrahar Treiber oder Sender 52. und Smpfänger 26 der Hauptstelle und gelangt über" den Übertragungsweg 5 an den Smpfänger 28 der Nebenstelle.

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Yon der Vorderflanke', jedes Impulses der Inipulsserie 18 wird ein nicht nachtriggerbares Monoflop 29 mit der Haltezeit T₄ gesetzt, wobei die Bedingung t <: t, < 2 t erfüllt ist. Aus dessen Ausgangsimpulsfolge 30 werden in einer LITD-Logikschaltung y\- in Abhängigkeit von der Breite der . Einzelimpulse der Folge 18 Setzimpulse für einen Aoffangspeicher 32 geliefert bzw. nicht geliefert,dessen Ausgang mit dem seriellen Eingang 33 einer der Nebenstelle zugeordneten Schieberegisierkette 34- verbanden ist.

Von der Vorderflanke- jedes. Impulses der Impulsserie 18 wird ein weiteres nicht nachtriggerbares Monoflop 35 nit der Haltezeit 2^ gesetzt, die Bedingung 4 t^T₂^ 8- t erfüllt ist... Der Ausgang des Monoflop 35 ist über eine ODSR-Logik 36 und einem Differenzierglied 37 mit dem 'Takteingang 38 der Schiebekette 34· verbunden. Der Ausgang des Differenziergliedes 37 ist gleichzeitig über eine eventuell erforderliche Pufferstufe 39 and einem weiteren Differenz£©s glied 4-0 mit des Hücksetzeingang des Auffangspeichers '32 verbunden·

Der Ausgang des Monoflops 35 ist über''ein Differenzierglied 41 mit dem Bucksetseingang eines Sendespeichers 42 verbunden, dessen Ausgang Treiber oder Sender 43 und Empfänger 28 der Sehens te He kontrahär aktiviert«. Mittels

eines Differenziergliedes 44 wird von der hinteren Flanke eines ,jeden Impulses, der Impulsserie 18 .ein Setz impuls für den Sendespeicher 42 erzeugt, der jedoch infolge der 3infügung einer Tor-Logik 45 nur dann den Setζ eingang/: des Sende Speichers 42 erreicht, wenn der serielle Ausgang 46 der Schiebekette 34- in Abhängigkeit von der anliegenden Information das Tor offen halt.

Die Impulsserie 18 steuert ein nachtriggerbares Monoflop 47 mit der Haltezeit' ^? wobei die Bedingung 7 t< Ύ~ <ι 16 erfüllt ist. Damit wird das Inde einer jeden Impulsserie 18

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erkannt· Die am insgang des Monoflops 47 entstehende Potentialänderung ya.ra dem Steuereingang 4-8 der Schiebekette 34 zugeführt und schaltet diese auf Serien- bzw. Parallelbetrieb. Außerdem ist der Ausgang des Monoflops 47 über eine Diode 53 mi ^ dem Rücksetzeingang des Sendespeichers verbunden und verhindert so eine sonst nicht ausschliefTbare Blockierung des Smpfanges der lebenstelle durch Eintreten eines unerwünschten Zustandes nach dem Einschalten oder durch Störimpulse.-

Sin Differenzierglied 4-9 überführt die Potentialänderung am Ausgang des Monoflops 47 in eine -q Übernahme impuls, der sowohl dem Übernahaeeingang 50 eines Speichers 51 zur Auslösung der Übernahme der an den Ausgängen der Schiebekette 34-anliegenden Potentiale als auch über die ODER-Logik 36 und dem Differenzierglied 37 verzögert dem Takteingang 33 der Schiebekette 34 zugeführt wird und damit auch die Übernahme der an den lingängen 3 der Schiebe^te 34- in deren Register steuert*

Claims

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lrfind ting s ansprach

Bidirektionales- serielles übertragungssystem für digitale Informationen mit einem einzigen Übertragungsweg ohne zusätzliche Steuerwege mit einer Haupt- und einer Nebenstelle unter Verwendung von Schieberegistern und Ausgangsspeichern, eines Taktgenerators und von Teilern dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang eines symmetrischen Rechteckgenerators (6) mit zwei in Reihe liegenden '2^iT-Teilern (8,10) sowie einem daran anschließenden der Anzahl der zu übertragenden Bits angepaßten vorzugsweise unsymmetrischen Teiler (12) verbunden ist, deren Ausgänge zusammen mit dem seriellen Ausgang (14) eines Schieberegisters (15) in einer Logikschaltung- (17) derart verknüpft sind, daß am Ausgang der Logikschaltung' (77) periodische Impulsserien (18) verfügbar sind, deren Sinzelimpulsbreite- von dem seriellen Ausgang (14). umschaltbar ist und das Ende jeder Impulsserie durch eine Impulslücke sonst nicht vorkommender Größe charakterisiert ist, der Ausgang der Logikschaltung (17) mit den kontrahären Aktivierungseingängen eines Treibers oder Senders (52) und eines. Impfängers (26) verbunden ist, wobei der. Ausgang-des Smpf angers (26) mit... dein seriellen Hingang (27) des Schieberegisters (15) der Eingang des Smpfäng? (26) mit einem Ende des Übertragungsweges (5) und der Ausgang, des Senders (52) mit dem. gleichen Snde des Übertragungsweges (5) verbanden sind,, an das andere Snde des Übertragungsweges eine identische Kombination.von Sender (4-3) und Smpfänger (28) angeschlossen, ist, wobei der Aus — gan@-.;des;: Impf angers :( 28) mit einem nicht nachtriggerbaren Monoflop (29) mit einer Haltezeit größer als die kleinste Impulsbreite und kleiner als die größte Impulsbreite der vom Sender (52) abgebenen Impulse (18) verbunden ist und dessen Ausgang sowie der Ausgang des Impfangers (28) an einer IMD-Lpgik (31) angeschlossen sind und deren Ausgangmit dem Setzeingang eines Speichers (32) verbunden is t, dessen Ausgang an den seriellen Eingang,- (33) eines weiteren Schieberegisters- (34) ahleschlos-aen ist, der Ausgang das Impfangers (28) mit einem weiteren nicht nachtriggerbare'n

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Monoflop (35)" verbunden ist, dessen. Halte ze it größer als die Haltezeit des anderen nicht nachtriggerbaren Monoflops (29) and kleiner als die Periodendauer der vom Sender (52) innerhalb der Inipulsserie abgegebenen Impulse (18) ist und dessen Ausgang über ein Differenzierglied (41) mit dem Setzeingang eines weiteren Speichers (42') sowie über eine ODIE-Logik (36), ein Differenzierglied (37) mit-dem Takteingang (38) des Schieberegisters (34) sowie mit dem Rückset ze ingang- des Speichers 32 verbunden, ist, der Ausgang des Smpfägers (28) mit dem Eingang eines nachtriggerbaren Monoflop (47) mit einer Halteze it größer als die Periodendauer der vom Sender (52) innerhalb der Impulsserie abgegebenen Impulse (18) und kleiner als die zwischen den Impulsserien gewählte Impuls lücke ist und dessen Ausgang mit dem Steuereingang (48) des Schieberegisters (34) sowie über

ein Differenzierglied (49) sowohl mit dem Übernahmeeiig-ang (5°) als auch mit dem anderen lingang der ODlH-Logik .(36) verbunden ist, der lusgang des Empfängers (28) über ein Differenzialglied. (44) mit einer Tor-Logik (45). verbunden ist, dessen weiterer. Eingang an dem seriellen'Ausgang (46) des Schieberegisters (34) angeschlossen ist und dessen Ausgang mit dem Setzeingang' des Speichers (42) verbunden ist, wobei der Ausgang des Speichers (42) mit den kontrahären Akti-Vierungseingängen des Treibers oder Senders (43) und des Smpfängers (28) verbunden ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen