DE102011105966A1

DE102011105966A1 - Kommunikationsvorrichtung und -verfahren einer speicherprogrammierbaren Steuerung

Info

Publication number: DE102011105966A1
Application number: DE102011105966A
Authority: DE
Inventors: Jo Dong PARK
Original assignee: LSIS Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2031-06-30
Also published as: JP5244219B2; CN102331734A; CN102331734B; JP2012018677A; US8549195B2; KR101426983B1; DE102011105966B4; KR20120004771A; US20120008667A1

Abstract

Es wird eine Kommunikationsvorrichtung und ein Kommunikationsverfahren in einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) offenbart. In einem Kommunikationsverfahren ermittelt eine Mikroprozessoreinheit (MPU), ob ein Interruptsignal erzeugt wurde oder nicht. Wenn festgestellt wurde, dass das Interruptsignal erzeugt worden ist, kommuniziert die Mikroprozessoreinheit mit einem externen Werkzeug zum Programmieren und Debuggen (PADT).

Description

Gebiet der Erfindung
Ein Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Kommunikationsvorrichtung sowie ein Kommunikationsverfahren und insbesondere auf eine Kommunikationsvorrichtung und ein Kommunikationsverfahren, die in einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) verwendet werden.
Stand der Technik
In einer speicherprogrammierbaren Steuerung mit einem Universalmikroprozessor hat der Mikroprozessor wenigstens zwei universelle asynchrone Eingangs- und Ausgangs-Ports bzw. Empfangs- und Sende-Ports (Universal Asynchronous Receiver Transmitter, kurz UART Ports).
Von den wenigstens zwei UART Ports kommuniziert ein erster UART Port mit einem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen (programming and debugging tool (PADT)), um ein vorgegebenes, von einem Benutzer bzw. User mit Hilfe eines Werkzeugs zum Programmieren und Debuggen entwickeltes Anwenderprogramm herunterzuladen.
Die speicherprogrammierbare Steuerung hat ein eingebautes Kommunikationsmodul für die Kommunikation mit einem externen Gerät wie zum Beispiel einer speicherprogrammierbaren Steuerung. Ein zweiter UART Port des Mikroprozessors führt die Kommunikation mit dem in den Mikroprozessor eingebauten Kommunikationsmodul aus.
In der speicherprogrammierbaren Steuerung kommuniziert der erste UART Port des Mikroprozessors mit dem Werkzeug zum Programmieren und Debugger nur beim Herunterladen des vorgegeben Anwenderprogramms. In dem Zustand, in dem das Herunterladen des vorgegebenen Anwenderprogramms abgeschlossen ist, kommuniziert der erste UART Port nicht länger.
Der Mikroprozessor kommuniziert dagegen häufig mit dem Kommunikationsmodul. Das Kommunikationsmodul muss jedoch nur sehr selten das vorgegebene Anwenderprogramm unter Ausführung einer Kommunikation mit dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen herunterladen.
Folglich wird der erste UART Port, der mit dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen kommuniziert, nur benutzt, wenn das Anwenderprogramm heruntergeladen werden muss. Dies ist eine Vergeudung von Hardware.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausführungsformen der Erfindung stellen eine Kommunikationsvorrichtung und ein Kommunikationsverfahren in einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) bereit, bei denen ein Universal Asynchronous Receiver Transmitter(kurz UART; universeller asynchroner Empfangs-Sende-)Port in einem Mikroprozessor (einer Mikroprozessoreinheit (MPU)) vorgesehen ist und der Mikroprozessor wahlweise mit einem externen Kommunikationsmodul oder einem externen Werkzeug zum Programmieren und Debuggen unter Verwendung des einen UART Ports kommuniziert.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, die umfasst: einen Mikroprozessor, der zur wahlweisen Kommunikation mit einem externen Kommunikationsmodul oder einem externen Werkzeug zum Programmieren und Debuggen (PADT) ausgebildet ist; einen ersten Leitungstreiber (Leitungsverstärker(-wandler)), der zwischen dem Mikroprozessor und dem Kommunikationsmodul vorgesehen ist, um so das Senden/Empfangen von Daten zwischen dem Mikroprozessor und dem Kommunikationsmodul zu ermöglichen, einen zweiten Leitungstreiber (Leitungsverstärker(-wandler)), der zwischen dem Mikroprozessor und dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen vorgesehen ist, um so das Senden/Empfangen von Daten zwischen dem Mikroprozessor und dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen zu ermöglichen, wobei der zweite Leitungstreiber (Leitungsverstärker) ein Interruptsignal ausgibt, wenn vorgegebene Daten von dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen empfangen werden, und eine Schalteinheit, die zum Schalten derart ausgestaltet ist, dass der Mikroprozessor wahlweise mit dem Kommunikationsmodul oder dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen gesteuert vom Mikroprozessor kommuniziert.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Kommunikationsverfahren bereitgestellt, das umfasst: Entscheiden bzw. Erkennen mit Hilfe eines Mikroprozessors, ob ein Interruptsignal erzeugt wird; und Kommunizieren mit Hilfe des Mikroprozessors mit einem externen Werkzeug zum Programmieren und Debuggen, wenn erkannt wird, dass das Interruptsignal erzeugt worden ist.
Wie bereits oben beschrieben ist, hat bei der Kommunikationsvorrichtung und dem Kommunikationsverfahren gemäß der Erfindung der Mikroprozessor einen Universal Asynchronous Receiver Transmitter (kurz UART) (einen universellen asynchronen Empfangs-Sende-)Port zur wahlweisen Kommunikation mit dem externen Kommunikationsmodul oder dem externen Werkzeug zum Programmieren und Debuggen und minimiert so die Vergeudung von Hardware.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Aspekte sowie Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen von Ausführungsformen der Erfindung deutlicher und verständlicher.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer gewähnlichen Kommunikationsvorrichtung in einer speicherprogrammierbaren Steuerung.
2 ist eine schematische Ansicht einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Kommunikationsverfahren nach einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
Ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung wird nachfolgend ausführlicher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind, beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in vielen anderen Ausbildungsformen verkörpert sein und soll nicht als auf die hier vorgestellten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden. Diese Ausführungsformen dienen vielmehr der vollständigen Offenbarung der Erfindung und vermitteln die vollständige Breite der vorliegenden Erfindung für den Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet.
Auch wenn hier Begriffe wie ”erste (r, s)”, ”zweite (r, s)” usw. für verschiedene Teile verwendet werden, versteht es sich, dass diese Teile durch die Verwendung dieser Begriffe nicht auf diese beschränkt sein sollen. Diese Begriffe werden nur zur Unterscheidung eines (Bau)-Teils von einem anderen (Bau-)Teil verwendet. Somit kann ein weiter unten beschriebenes ”erstes” Teil auch als ein ”zweites” Teil bezeichnet werden, ohne von der Lehre der Offenbarung abzuweichen. Die Folge von Operationen (oder Schritten) ist nicht auf die in den Patentansprüchen oder den Zeichnungen angegebene Reihenfolge beschränkt, es sei denn, dass diese besonders hervorgehoben ist.
Wenn ein Teil als mit einem anderen Teil ”gekoppelt” oder ”verbunden” angegeben ist, versteht es sich ferner, dass dieses mit dem anderen Teil unmittelbar gekoppelt oder verbunden sein kann oder dass Zwischenelemente vorgesehen sein können. Andererseits sind keine zwischengeschalteten Teile (Zwischenelemente) vorgesehen, wenn ein Element (Teil) als ”unmittelbar bzw. direkt gekoppelt” oder ”unmittelbar verbunden” mit einem anderen Element (Teil) bezeichnet ist. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der ganzen Beschreibung die gleichen Teile. Hier umfasst der Begriff ”und/oder” jegliche und alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen, aufgelisteten Begriffe.
Die hier verwendete Terminologie hat nur den Zweck der Beschreibung besonderer Ausführungsformen und ist nicht beabsichtigt, die Offenbarung zu beschränken. Hier soll der Singular ”ein”, ”eine” und ”einer” sowie ”der”, ”die” und ”das” den Plural ebenfalls einschließen, es sei denn, dass sich aus dem Zusammenhang etwas anderes klar ergibt.
Schließlich versteht es sich, dass die Begriffe ”umfasst” und/oder ”umfassend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet sind, das Vorhandensein von genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Teilen und/oder Komponenten bezeichnet aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Teile, Komponenten und/oder Gruppen hierzu nicht ausschließt.
In den Zeichnungen können die Größen und relativen Größen der Lage und Bereiche zum Zwecke der Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein. Die Zeichnungen sind nicht maßstäblich. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in der ganzen Beschreibung auf die gleichen Teile.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer gewöhnlichen Kommunikationsvorrichtung in einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS). Hier bezeichnet das Bezugszeichen 100 einen Mikroprozessor (eine Mikroprozessoreinheit (MPU)). Der Mikroprozessor 100 steuert den gesamten Betrieb der speicherprogrammierbaren Steuerung. Der Mikroprozessor 100 hat einen ersten Universal Asynchronous Receiver Transmitter (kurz UART) (universellen asynchronen Empfangs-Sende-)Port 102 und einen zweiten UART Port 104 und kommuniziert mit einem externen Gerät über den ersten und den zweiten UART Port 102 und 104.
Beispielsweise kommuniziert der Mikroprozessor 102 mit einem externen Kommunikationsmodul 110 über den ersten UART Port 102. Der Mikroprozessor 100 lädt ein vorgegebenes Anwenderprogramm durch Kommunikation mit einem externen Werkzeug zum Programmieren und Debuggen (programming and debugging tool (PADT)) 140 über den zweiten UART Port 104 herunter.
Das Bezugszeichen 120 bezeichnet einen ersten Verbinder (Buchse). Der erste Verbinder 120 ist elektrisch mit einem Verbinder 112, der in dem externen Kommunikationsmodul 110 vorgesehen ist, verbunden, so dass ein vorbestimmtes elektrisches Signal zwischen dem Mikroprozessor 100 und dem externen Kommunikationsmodul 110 übertragen wird.
Mit dem Bezugszeichen 130 wird ein erster Leitungstreiber (Leitungsverstärker) bezeichnet. Dieser erste Leitungstreiber (Leitungsverstärker(-Wandler)) 130 wandelt den Spannungspegel von vorbestimmten Daten (eines vorbestimmten Datensignals), die von einem Übertragungs- bzw. Sendeanschluss TX0 des ersten UART Ports 102 des Mikroprozessors 100 ausgegeben werden, in einen für das Kommunikationsmodul 110 geeigneten Spannungspegel und gibt dann die vorbestimmten Daten mit dem gewandelten (neuen) Spannungspegel an den Verbinder 112 des Kommunikationsmoduls 110 über den ersten Verbinder 120 aus. Der erste Leitungstreiber 130 wandelt den Spannungspegel von bestimmten Daten, die über den Verbinder 112 des Kommunikationsmoduls 110 ausgegeben und dann über den ersten Verbinder 120 weitergegeben werden, in einen für den Mikroprozessor geeigneten Spannungspegel und gibt dann die vorbestimmten Daten mit dem gewandelten Spannungspegel an einen Empfangsanschluss (Eingang) RX0 des ersten UART Ports 102 ab.
Das Bezugszeichen 140 bezeichnet ein Werkzeug zum Programmieren und Debuggen (programming and debugging tool (PADT)). Mit dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen 140 wird ein bestimmtes Anwenderprogramm erzeugt, mit dem die speicherprogrammierbare Steuerung unter Anweisung eines Nutzers betrieben wird und erlaubt es dem Mikroprozessor 100, das erzeugte Anwenderprogramm herunterzuladen und zu speichern.
Das Bezugszeichen 150 kennzeichnet einen zweiten Verbinder. Der zweite Verbinder 150 ist elektrisch mit einem nicht dargestellten, an dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen 140 vorgesehenen Verbinder verbunden, so dass ein vorbestimmtes elektrisches Signal zwischen dem Mikroprozessor 100 und dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen 140 übertragen werden kann.
Mit dem Bezugszeichen 160 ist ein zweiter Leitungstreiber (Leitungsverstärker(-wandler)) bezeichnet. Der zweite Leitungstreiber 160 wandelt den Spannungspegel von vorbestimmten Daten, die van einem Übertragungsanschluss TX1 des zweiten UART Ports 140 in dem Mikroprozessor ausgegeben werden, auf einen für das Werkzeug zum Programmieren und Debuggen 140 geeigneten Spannungspegel und gibt dann die vorbestimmten Daten mit dem gewandelten Spannungspegel an das Werkzeug zum Programmieren und Debuggen 140 über den zweiten Verbinder 150 ab. Der zweite Leitungstreiber 160 wandelt den Spannungspegel von vorbestimmten Daten, die durch den zweiten Verbinder 150 des Werkzeugs zum Programmieren und Debuggen 140 eingegeben werden, in einen für den Mikroprozessor 100 geeigneten Spannungspegel und gibt die vorbestimmten Daten mit dem gewandelten Spannungspegel an einen Empfangsanschluss (Eingang) RX1 des zweiten UART Ports 104 ab.
Bei der Kommunikationsvorrichtung in der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), die wie oben beschrieben ausgestaltet ist, werden die vorbestimmten Daten über den Übertragungs- bzw. Sendeanschluss EX0 des ersten UART Ports 102 ausgegeben, wenn der Mikroprozessor 100 eine Kommunikation mit einem externen Gerät ausführt.
Der Spannungspegel der vorbestimmten, von dem Übertragungsanschluss TX0 des ersten UART Ports 102 ausgegebenen Daten wird in dem ersten Leitungstreiber 130 in einen für das Kommunikationsmodul 110 geeigneten Spannungspegel gewandelt und dann in das Kommunikationsmodul 110 über den ersten Verbinder 120 und den Verbinder 112 eingegeben, um so an das externe Gerät gesendet bzw. übertragen zu werden.
Die vorbestimmten Daten, die von dem externen Gerät an das Kommunikationsmodul 110 abgegeben werden, werden in den ersten Leitungstreiber 130 über den Verbinder 112 und den ersten Verbinder 120 eingegeben. Der erste Leitungstreiber 130 wandelt den Spannungspegel der vorbestimmten in das Kommunikationsmodul 110 eingegebenen Daten auf einen für den Mikroprozessor 100 geeigneten Spannungspegel und gibt die vorbestimmten Daten mit dem gewandelten Spannungspegel an den Mikroprozessor 100 über den Empfangs- bzw. Eingangsanschluss TX1 des zweiten UART Ports 102 ab.
Das bedeutet, dass der Mikroprozessor 100 die vorbestimmten Daten ausgibt/eingibt, die das Kommunikationsmodul 110 überträgt bzw. sendet an/empfängt von dem externen Gerät durch Kommunikation mit dem Kommunikationsmodul 110 über den ersten UART Port 102.
Wenn der Mikroprozessor 100 ein vorgegebenes Anwenderprogramm von dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen 140 herunterlädt wird ferner der Spannungspegel der von dem Übertragungsanschluss TX1 des zweiten UART Ports 104 des Mikroprozessors 100 abgegebenen vorbestimmten Daten in einen für das Werkzeug zum Programmieren und Debuggen 140 geeigneten Spannungspegel über den zweiten Leitungstreiber 160 gewandelt und dann an das Werkzeug zum Programmieren und Debuggen 140 über den zweiten Verbinder 150 übertragen bzw. gesendet.
Der Spannungspegel des vorgegebenen Anwenderprogramms, das von dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen 140 bereitgestellt wird, wird in den zweiten Leitungstreiber 160 über den zweiten Verbinder 150 eingespeist, um so auf einen für den Mikroprozessor 100 geeigneten Spannungspegel gewandelt zu werden, und wird dann in den Mikroprozessor 100 über den Empfangsanschluss RX1 des zweiten UART Ports 104 eingespeist.
In der Kommunikationsvorrichtung in der speicherprogrammierbaren Steuerung weist der Mikroprozessor 100 den ersten UART Port 102 und den zweiten UART Port 104 auf.
Der erste UART Port 102 kommuniziert häufig mit dem Kommunikationsmodul 110 der speicherprogrammierbaren Steuerung. Der zweite UART Port 104 kommuniziert jedoch mit dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen 140 nur dann, wenn ein Austausch des vorgegebenen Anwenderprogramms durch Herunterladen erfolgt. Ansonsten befindet sich der zweite UART Port 104 in einem Ruhe- bzw. Wartezustand.
Da der Mikroprozessor 100 nur sehr selten durch Herunterladen des vorgegebenen Anwenderprogramms aktualisiert wird, ist der zweite UART Port 104 mit einer geringen Anzahl von Kommunikationsvorgängen an den Mikroprozessor 100 betraut und daher wird Hardware vergeudet.
In dem Fall, in dem ein vergleichsweise preiswert beschaffbarer Universalmikroprozessor in die speicherprogrammierbare Steuerung eingesetzt ist, wird somit zweckmäßigerweise nur ein UART Port für den Mikroprozessor vorgesehen, sodass der Mikroprozessor wahlweise mit einem Kommunikationsmodul und einem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen kommunizieren kann.
2 zeigt den Aufbau einer Kommunikationsvorrichtung in einer speicherprogrammierbaren Steuerung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Wie es in dieser Figur dargestellt ist, bezeichnet das Bezugszeichen 200 einen Mikroprozessor. Der Mikroprozessor 200 steuert den gesamten Betrieb der speicherprogammierbaren Steuerung. Der Mikroprozessor 200 weist nur einen UART Port auf, der aus einem Empfangsanschluss RX und einem Übertragungsanschluss TX besteht. Der Mikroprozessor 200 kommuniziert wahlweise mit einem externen, nicht dargestellten Kommunikationsmodul oder einem nicht dargestellten externen Werkzeug zum Programmieren und Debuggen über den UART Port während ein Steuersignal an einen Steueranschluss CNT auf ein Interrupt-Signal hin abgegeben wird, das in einen Interruptanschluss INT eingegeben wird.
Das Bezugszeichen 210 bezeichnet einen ersten Leitungstreiber (auch Leitungsverstärker, -konverter oder -wandler). Der erste Leitungstreiber 210 ist mit dem Kommunikationsmodul über einen Verbinder 212 elektrisch verbunden. Der erste Leitungstreiber 210 wandelt den Spannungspegel vorbestimmter Daten, die vom Mikroprozessor 200 abgegeben werden, auf einen für das Kommunikationsmodul geeigneten Spannungspegel und überträgt dann die vorbestimmten Daten mit dem gewandelten Spannungspegel an das Kommunikationsmodul über den Verbinder 212. Der erste Leitungstreiber 210 wandelt den Spannungspegel der von dem Kommunikationsmodul über den Verbinder 212 bereitgestellten bestimmten Daten auf einen für den Mikroprozessor 200 geeigneten Spannungspegel.
Das Bezugszeichen 220 bezeichnet einen zweiten Leitungstreiber (Leitungsverstärker bzw. -wandler). Der zweite Leitungstreiber 220 ist mit dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen über einen Verbinder 222 verbunden. Der zweite Leitungstreiber 220 wandelt den Spannungspegel von vorbestimmten Daten, die von dem Mikroprozessor 200 bereitgestellt werden, auf einen für das Werkzeug zum Programmieren und Debuggen geeigneten Spannungspegel und überträgt dann die vorbestimmten Daten mit dem gewandelten Spannungspegel an das Werkzeug zum Programmieren und Debuggen über den Verbinder 222. Der zweite Leitungstreiber 220 wandelt den Spannungspegel vorbestimmter Daten, die vom Werkzeug zum Programmieren und Debuggen über den Verbinder 222 bereitgestellt werden, auf einen für den Mikroprozessor 200 geeigneten Spannungspegel. In dem Fall, in dem die vorbestimmten Daten von dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen empfangen werden, erzeugt der zweite Leitungstreiber ein Interrupt-Signal und gibt das erzeugte Interrupt-Signal an den Interruptanschluss INT ab.
Das Bezugszeichen 230 kennzeichnet eine Verzögerungseinheit. Die Verzögerungseinheit 230 verzögert die von dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen über den zweiten Leitungstreiber ausgegebenen Daten um eine vorgegebene Zeitspanne.
Mit dem Bezugszeichen 240 ist eine Schalteinheit bezeichnet. Die Schalteinheit 240 führt ein Umschalten aus, sodass der Mikroprozessor wahlweise mit dem externen Kommunikationsmodul oder dem externen Werkzeug zum Programmieren und Debuggen auf ein Steuersignal hin kommuniziert, das an den Steueranschluss CNT durch den Mikroprozessor 200 ausgegeben wird.
Die Schalteinheit 240 umfasst einen ersten Übertrager 242, einen zweiten Übertrager 244 und einen Inverter INV.
Der erste Übertrager 242 aktiviert Puffer BF1 und BF2 in Antwort auf das an den Steueranschluss CNT vom Mikroprozessor 200 abgegebene Steuersignal. Somit gibt der erste Übertrager 242 die von dem Kommunikationsmodul durch den ersten Leitungstreiber 210 empfangenen Daten an den Empfangsanschluss RX des Mikroprozessors 200 ab und überträgt die an den Übertragungsanschluss TX durch den Mikroprozessor 200 abgegebenen Daten an den ersten Leitungstreiber 210.
Der Inverter INV invertiert das an den Steueranschluss CNT durch den Mikroprozessor 200 abgegebene Steuersignal.
Der zweite Übertrager 244 wird auf ein Ausgangssignal des Inverters INV hin aktiviert. Demnach gibt der zweite Übertrager 244 Daten, die von der Verzögerungseinheit 230 ausgegeben werden, an den Empfangsanschluss RX des Mikroprozessors ab und überträgt die an den Übertragungsanschluss TX durch den Mikroprozessor 200 ausgegebenen Daten an den zweiten Leitungstreiber 220.
In der speicherprogrammieren Steuerung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung, die wie oben beschrieben ausgestaltet ist, gibt der Mikroprozessor 200 zunächst eine hohe Spannung für den logischen Wert '1' an den Steueranschluss CNT ab. Die hohe Spannung des logischen Werts '1' wird an die Steueranschlüsse der Puffer BF1 und BF2 in dem ersten Übertrager 242 der Umschalteinheit 240 eingespeist und gleichzeitig wird sie durch den Inverter INV zu einer niedrigen Spannung für den logischen Wert '0' invertiert. Die niedrige Spannung des logischen Werts '0', invertiert im Inverter INV, wird den Steueranschlüssen der Puffer BF3 und BF4 des zweiten Übertragers 244 zugeführt. Dann werden die Puffer BF1 und BF2 aktiviert, um die eingegebenen Daten passieren zu lassen und die Puffer BF3 und BF4 befinden sich dann in einem abgetrennten Zustand, um die Daten abzutrennen.
In diesem Zustand wird der über den Verbinder 212 vom Kommunikationsmodul an den ersten Leitungstreiber 210 abgegebene Spannungspegel auf einen für den Mikroprozessor 200 geeigneten Spannungspegel im ersten Leitungstreiber 210 gewandelt und werden dann die Daten mit dem gewandelten Spannungspegel an den Empfangsanschluss RX des Mikroprozessor 200 durch den Puffer BF1 geleitet.
Die an den Übertragungsanschluss TX durch den Mikroprozessor 200 ausgegebenen Daten werden in den ersten Leitungstreiber 210 über den Puffer BF2 eingegeben. Der Spannungspegel der Daten wird auf einen für das Kommunikationsmodul geeigneten Spannungspegel gewandelt und dann werden die Daten mit dem gewandelten Spannungspegel über den Verbinder 212 an das Kommunikationsmodul übertragen.
Das bedeutet, dass in dem Fall, in dem der Mikroprozessor 200 eine hohe Spannung des logischen Werts '1' an den Steueranschluss CNT abgibt, der Mikroprozessor 200 mit dem externen Kommunikationsmodul kommuniziert.
In dem Fall, in dem das externe Werkzeug die zum Programmieren und Debuggen bestimmten Daten überträgt, werden die von dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen übertragenen Daten in den zweiten Leitungstreiber 220 über den Verbinder 222 eingespeist. Folglich wird der Spannungspegel der Daten auf einen für den Mikroprozessor 200 geeigneten Spannungspegel gewandelt und dann werden die Daten mit dem gewandelten Spannungspegel ausgegeben.
Die von dem zweiten Leitungstreiber 220 abgegebenen Daten werden in die Verzögerungseinheit 230 eingespeist, so dass sie um eine vorgegebene Zeitspanne verzögert werden und gleichzeitig als ein Interruptsignal an den Interruptanschluss INT des Mikroprozessors 200 aufgegeben werden.
Dann entscheidet der Mikroprozessor, dass die von dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen übertragenen Daten übertragen worden sind und gibt die niedrige Spannung als den logischen Wert '0' an den Steueranschluss CNT ab.
Die niedrige Spannung des logischen Werts '0', die vom Steueranschluss CNT abgegeben wird, wird an die Steueranschlüsse der Puffer BF1 und BF2 des ersten Übertragers 242 angelegt. Gleichzeitig wird die niedrige Spannung des logischen Werts '0' zur hohen Spannung des logischen Werts '1' über den Inverter INV invertiert und wird dann die hohe Spannung als logischer Wert '1' auf die Steueranschlüsse der Puffer BF3 und BF4 im zweiten Übertrager 244 gegeben. Die Puffer BF1 und BF2 befinden sich in einem abgetrennten Zustand und die Puffer BF3 und BF4 sind in einem aktiven Zustand und lassen somit die Daten passieren.
In diesem Zustand werden die durch die Verzögerungseinheit 230 verzögerten Daten an den Empfangs- bzw. Eingangsanschluss RX des Mikroprozessors 200 über den Puffer BF3 eingegeben. Die an den Übertragungsanschluss TX des Mikroprozessors 200 ausgegebenen Daten werden auf den zweiten Leitungstreiber 220 über den Puffer BF4 gegeben, so dass der Spannungspegel der Daten auf einen für das Werkzeug zum Programmieren und Debuggen geeigneten Spannungspegel gewandelt wird und dann die Daten mit dem gewandelten Spannungspegel an das Werkzeug zum Programmieren und Debuggen über den Verbinder 222 übertragen werden.
Hier werden alle von dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen übertragenen Daten notwendigerweise ohne Verluste an den Mikroprozessor 200 übertragen. Hierfür hat die Kommunikationsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Verzögerungseinheit 230 und die Verzögerungszeitspanne der Verzögerungseinheit 230 kann auf eine ausreichende Zeitspanne oder länger eingestellt werden, die von dem Zeitpunkt, zu dem das Interruptsignal an den Interruptanschluss INT des Mikroprozessors 200 aufgegeben wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Puffer BF3 durch Erzeugung des Steuersignals des logischen Werts '0' an dem Steueranschluss CNT des Mikroprozessors 200 aktiviert wird, reicht.
3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Kommunikationsverfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt und die Betriebsweise des Mikroprozessors 200 erläutert.
Bezugnehmend auf 3, kommuniziert der Mikroprozessor 200 zunächst mit dem an dem Verbinder 212 angeschlossenen Kommunikationsmodul durch Ausgabe einer hohen Spannung als logischen Wert '1' an dem Steueranschluss CNT (S300).
Das heißt, dass während die hohe Spannung des logischen Werts '1' vom Mikroprozessor 200 an den Steueranschluss CNT ausgegeben wird, sich die Puffer BF1 und BF2 im ersten Übertrager 242 in einem aktiven Zustand befinden, um Daten durchzulassen. Somit werden die an den Übertragungsanschluss TX vom Mikroprozessor 200 ausgegebenen Daten an den ersten Leitungstreiber 210 über den Puffer BF2 abgegeben, um so verarbeitet zu werden, und dann an das Kommunikationsmodul über den Verbinder 212 ausgegeben. Die von dem Kommunikationsmodul übermittelten Daten werden auf den ersten Leitungstreiber 210 über den Verbinder 212 aufgegeben, um so verarbeitet zu werden, und werden dann an den Empfangs- bzw. Eingangsanschluss RX des Mikroprozessors 200 über den Puffer BF1 aufgegeben, so dass der Mikroprozessor 200 mit dem Kommunikationsmodul kommuniziert.
Zu diesem Zeitpunkt entscheidet der Mikroprozessor 200, ob ein Interrupt-Signal an den Interruptanschluss INT (S302) eingegeben wurde oder nicht. Im Falle der Abgabe des Interruptsignals an den Interrupt-Anschluss INT erkennt der Mikroprozessor 200, ob das Interruptsignal für eine vorgegebene Zeit oder länger ausgegeben wurde (S304).
Das bedeutet, dass in dem Fall, in dem das Interrupt-Signal an den Interruptanschluss INT eingegeben wurde, das Interruptsignal sofort mit Hilfe eines Rauschsignals oder dergleichen eingegeben werden kann. In dem Fall, in dem das Interruptsignal eingegeben wurde, entscheidet der Mikroprozessor 200, ob das Interruptsignal ein wahres bzw. tatsächliches Interruptsignal ist, das für eine vorgegebene Zeit oder länger aufrechterhalten wird.
In dem Fall, wenn erkannt wurde, dass das Interrupt-Signal nicht länger eingegeben wird oder das eingegebene Interruptsignal über die vorgegebene Zeitspanne oder darüber hinaus nicht aufrechterhalten wird, entscheidet der Mikroprozessor 200, keine Kommunikation mit dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen auszuführen. Folglich gibt der Mikroprozessor 200 die hohe Spannung des logischen Werts '1' an den Steueranschluss CNT (S306) aus und sendet/empfängt vorbestimmte Daten an/von dem mit dem Verbinder 212 verbundenen Kommunikationsmodul (S308).
In dem Fall, in dem erkannt wurde, dass das Interruptsignal an den Interruptanschluss TNT abgegeben wurde, und das abgegebene Interruptsignal für eine vorgegebene Zeitspanne oder darüber hinaus aufrechterhalten wurde, gibt der Mikroprozessor 200 eine niedrige Spannung als logischen Wert '0' an den Steueranschluss CNT ab, um so eine Kommunikation mit dem mit dem Verbinder 222 verbundenen Werkzeug zum Programmieren und Debuggen auszuführen (S310).
Das bedeutet, dass in jenem Fall, in dem der Mikroprozessor 200 die niedrige Spannung als logischer Wert '0' an den Steueranschluss CNT abgibt, die niedrige Spannung des logischen Werts '0' in eine hohe Spannung des logischen Werts '1' mit Hilfe des Inverters INV konvertiert wird, und dass dann die hohe Spannung als logischer Wert '1' an die Steueranschlüsse der Puffer BF3 und BF4 angelegt wird. Somit lassen die Puffer BF3 und BF4 in ihrem aktiven Zustand die Daten durch.
Dann werden die am Übertragungsanschluss TX durch den Mikroprozessor 200 ausgegebenen Daten in den zweiten Leitungstreiber 220 über den Puffer BF4 eingegeben, um verarbeitet zu werden, und dann an das Werkzeug zum Programmieren und Debuggen über den Verbinder 222 übertragen. Die ausgegebenen Daten des Werkzeugs zum Programmieren und Debuggen werden in den zweiten Leitungstreiber 220 über den Verbinder 222 eingegeben und in der Verzögerungseinheit 230 verzögert. Anschließend werden die Daten in den Empfangsanschluss RX des Mikroprozessors 200 über den Puffer BF3 eingegeben, um sich so in einem kommunikationsfähigen Zustand zu befinden.
In diesem Zustand führt der Mikroprozessor 200 eine Kommunikation mit dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen (S312) aus. Der Mikroprozessor 200 kann durch eine vorbestimmtes vom Werkzeug zum Programmieren und Debuggen zur Verfügung gestelltes Programm aktualisiert werden.
Auch wenn die vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden ist, dienen die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lediglich der Erläuterung und sollen nicht als den Umfang der vorliegenden Erfindung einschränkend betrachtet werden. Es versteht sich für den Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet, dass verschiedene Abänderungen und Abwandlungen innerhalb des Grundgedankens der Erfindung, deren Schutzbereich durch die Patentansprüche bestimmt ist, vorgenommen werden können.

Claims

Kommunikationsvorrichtung zum Ausführen einer Datenkommunikation in einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), wobei die Kommunikationsvorrichtung gekennzeichnet ist durch: eine Mikroprozessoreinheit (MPU), die zur wahlweisen Kommunikation mit eifern externen Kommunikationsmodul oder einem externen Werkzeug zum Programmieren und Debuggen (PADT) ausgebildet ist; einen ersten Leitungstreiber, der zwischen der Mikroprozessoreinheit und dem Kommunikationsmodul vorgesehen ist, um so das Senden/Empfangen von Daten zwischen der Mikroprozessoreinheit und dem Kommunikationsmodul zu ermöglichen; einen zweiten Leitungstreiber, der zwischen der Mikroprozessoreinheit und dem Werkzeug zum Programmieren und Debugger vorgesehen ist, um so das Senden/Empfangen von Daten zwischen der Mikroprozessoreinheit und dem Werkzeug zum Programmieren und Debugger zu ermöglichen, wobei der zweite Leitungstreiber ein Interruptsignal ausgibt, wenn vorgegebene Daten von dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen empfangen werden; und eine Schalteinheit, die derart zum Schalten ausgestaltet ist, dass die Mikroprozessoreinheit wahlweise mit dem Kommunikationsmodul oder dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen gesteuert von der Mikroprozessoreinheit kommuniziert.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroprozessoreinheit einen universellen asynchronen Empfangs-Sende-(UART)Port bestehend aus Empfangs- und Sendeanschlüssen aufweist und ein Steuersignal zum wahlweisen Kommunizieren mit dem Kommunikationsmodul oder dem Werkzeug zum Programmieren und Debugger in Antwort auf das in einen Interruptanschluss eingegebene Interruptsignal ausgibt.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leitungstreiber Daten sendet/empfängt zwischen der Mikroprozessoreinheit und dem Kommunikationsmodul durch Wandeln des Spannungspegels der von dem Kommunikationsmodul eingegebenen Daten auf einen für die Mikroprozessoreinheit geeigneten Spannungspegel und durch Wandeln des Spannungspegels der von der Mikroprozessoreinheit bereitgestellten Daten auf einen für das Kommunikationsmodul geeigneten Spannungspegel.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Leitungstreiber Daten sendet/empfängt zwischen der Mikroprozessoreinheit und dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen durch Wandeln des Spannungspegels der von dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen eingegebenen Daten in einen für die Mikroprozessoreinheit geeigneten Spannungspegel und durch Wandeln des Spannungspegels der von der Mikroprozessoreinheit bereitgestellten Daten in einen für das Werkzeug zum Programmieren und Debuggen geeigneten Spannungspegel.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenn Daten von dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen eingegeben werden, der zweite Leitungstreiber das Interruptsignal für eine vorgegebene Zeitspanne ausgibt und die von dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen eingegebenen Daten an die Mikroprozessoreinheit sendet.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit umfasst: einen ersten Übertrager, der zwischen der Mikroprozessoreinheit und dem ersten Leitungstreiber vorgesehen ist und in Antwort auf das von der Mikroprozessoreinheit ausgegebene Steuersignal aktiviert wird, um so Daten durchzulassen, einen Inverter, der zum Invertieren des von der Mikroprozessoreinheit ausgegebenen Steuersignals ausgebildet ist, und einen zweiten Übertrager, der zwischen der Mikroprozessoreinheit und dem zweiten Leitungstreiber vorgesehen ist und in Antwort auf ein Ausgangssignal des Inverters aktiviert wird, um so Daten durchzulassen.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit ferner eine Verzögerungseinheit umfasst, die dazu ausgebildet ist, die von dem zweiten Leitungstreiber ausgegebenen Daten um eine vorgegebene Zeitspanne zu verzögern und die verzögerten Daten an die Mikroprozessoreinheit abzugeben.
Kommunikationsverfahren zum Ausführen einer Datenkommunikation in einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), wobei das Kommunikationsverfahren umfasst: Entscheiden, mit Hilfe einer Mikroprozessoreinheit, ob ein Interruptsignal erzeugt wurde oder nicht, und Kommunizieren, mit Hilfe der Mikroprozessoreinheit, mit einem externen Werkzeug zum Programmieren und Debuggen, wenn erkannt wurde, dass ein Interruptsignal erzeugt worden ist.
Kommunikationsverfahren nach Anspruch 8, weiter umfassend Kommunizieren, mit Hilfe der Mikroprozessoreinheit, mit einem externen Kommunikationsmodul.
Kommunikationsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunizieren mit dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen umfasst: Ausgeben eines Steuersignals, um eine Kommunikation zwischen der Mikroprozessoreinheit und dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen auszuführen, wenn das Interruptsignal eingegeben wird und das eingegebene Interruptsignal über eine vorbestimmte Zeitdauer aufrechterhalten bleibt, und Senden/Empfangen von Daten zwischen der Mikroprozessoreinheit und dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen in Antwort auf das Steuersignal.
Kommunikationsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunizieren mit dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen ferner das Empfangen der um eine vorgegebene Zeitspanne verzögerten Daten umfasst, wobei die Daten von dem Werkzeug zum Programmieren und Debuggen eingegeben worden sind.
Kommunikationsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zeitspanne auf eine Zeitspanne oder länger festgelegt wird, die von dem Zeitpunkt, zu dem das Interruptsignal aufgegeben wird bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Steuersignal ausgegeben wird, abgeleitet ist.