DE3318829C2 - Ausgangsstufe einer Schnittstelle in einem Bussystem - Google Patents
Ausgangsstufe einer Schnittstelle in einem BussystemInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Ausgangsstufe einer
Schnittstelle in einem Bussystem mit mehreren Teilnehmergeräten gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist eine Fernsteuereinrichtung für eine Schnittstelle bekannt, die in der Lage ist,
bidirektionale Steuervorgänge zwischen verschiedenen Geräten, beispielsweise einer
Abstimmeinrichtung, einem Magnetbandrecorder, einem Verstärker usw.
durchzuführen.
In einer derartigen bereits bekannten Schnittstelleneinrichtung wird ein digitales
Steuersignal für die Schnittstelle, das von einem Mikroprozessor gebildet wird, an einen
gemeinsamen Eingangs-/Ausgangsanschluß geliefert und über eine Schnittstellenschaltung
der Datenbusleitung des Mikroprozessors zugeführt (oder das digitale Steuersignal wird
für diesen von der Datenbusleitung her gehalten). Die Schnittstellenschaltung dieser Art
enthält eine Halteschaltung, die als D-Flipflop realisiert ist, und eine Pufferschaltung,
die aus einem selbstleitenden n-Kanal-MOSFET (Metalloxidhalbleiter-
Feldeffekttransistor) gebildet ist. Es besteht hierbei jedoch die Gefahr, daß die
Pufferschaltung das Verhalten eines niederohmigen Widerstandes annimmt, wenn die
Stromversorgungsquelle ausgeschaltet wird (oder ausfällt) und das Signal an dem
Eingangs-/Ausgangsanschluß häufig auf Referenzpotential (Masse, Erde) geht. Wenn
beispielsweise die Stromversorgungsquelle eines Magnetbandrecorders ausgeschaltet ist,
ist ein Fernsteuerungsvorgang zwischen der Abstimmeinrichtung und dem Verstärker
unmöglich.
Aus der Veröffentlichung "Regelungstechnische Praxis", 24 (1982) Heft 4, Seite 21 bis
24, ist es bekannt, bei dem Abschalten eines Teilnehmers bei Open-Collector-
Bussystemen den Übergang eines selbstsperrenden Ausgangstransistors in seinen
hochohmigen Zustand zu erreichen.
Demgemäß liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die
eingangs genannte Ausgangsstufe der Schnittstelle so auszugestalten, daß bei
Zusammenschaltung mehrerer Geräte mit identischen Schnittstellen ein eine
Rückwirkung auf andere Teilnehmer-Geräte auslösender Kurzschluß aufgrund eines
Ausfalls der Stromversorgung der Schnittstelle eines Geräts sicher verhindert wird.
Gelöst wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Der
Unteranspruch bildet den Erfindungsgedanken weiter.
Erfindungsgemäß wird also eine Ausgangsstufe einer Schnittstelle in einem Bussystem
mit mehreren Teilnehmergeräten vorgeschlagen, aufweisend zumindest eine erste
Halteschaltung, welche ein erstes Signal von einer Datenbusleitung eines
Mikrocomputers aufnimmt, eine zweite Halteschaltung, die ein zweites Signal über
ihren Eingang aufnimmt und zu der Datenbusleitung des Mikrocomputers überträgt,
eine Pufferschaltung, die mit dem Ausgang der ersten Halteschaltung verbunden ist und
aus einem ersten selbstleitenden Feldeffekttransistor, dessen Source-Elektrode an Masse
liegt, und einem zweiten selbstleitenden Feldeffekttransistor, der zwischen einer
Gleichspannungs-Stromversorgungsquelle und der Drain-Elektrode des ersten
selbstleitenden Feldeffekttransistors als ein Lastwiderstand angeordnet ist, und einen
gemeinsamen Eingangs-/Ausgangsanschluß zum Empfangen des ersten und zweiten
Signals, wobei der gemeinsame Eingangs-/Ausgangsanschluß über einen Widerstand
mit der Gleichspannungs-Stromversorgungsquelle verbunden ist, eine Diode mit ihrer
Anode mit einem Ende des Widerstandes verbunden ist, das nicht an die
Gleichspannungs-Stromversorgungsquelle gelegt ist, und mit ihrer Kathode mit dem
gemeinsamen Eingangs-/Ausgangsanschluß verbunden ist, ein Transistor an seiner Basis
über einen Widerstand mit dem ersten Signal beliefert wird, mit seinem Kollektor mit
dem gemeinsamen Eingangs-/Ausgangsanschluß und mit seinem Emitter mit einem
Referenzpunkt (Masse) verbunden ist, und der Widerstand zwischen der Anode der
Diode und der Gleichspannungs-Stromversorgungsquelle angeordnet ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Schalter zwischen dem gemeinsamen
Eingangs-/Ausgangsanschluß und dem Referenzpunkt (Masse) angeordnet.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der im
folgenden anhand mehrerer Figuren gegebenen Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung ersichtlich. In den Figuren sind
gleiche oder vergleichbare Elemente und Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3, Fig. 4 zeigen jeweils Blockschaltbilder, die
Fernsteuereinrichtungen für Schnittstellen nach dem Stand der Technik darstellen.
Fig. 5 und Fig. 6 zeigen jeweils Blockschaltbilder eines Ausführungsbeispiels für eine
Fernsteuereinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Ausgangsstufe einer Schnittstelle.
Fig. 7A zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Bitmuster eines
Fernsteuerdatensignals darstellt, welches in der Fernsteuereinrichtung mit einer
Ausgangsstufe einer Schnittstelle gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
Fig. 7B und Fig. 7C zeigen jeweils Impulsdiagramme, die Einbitsignale mit niedrigem
Pegel für den Binärwert "0" und mit hohem Pegel für den Binärwert "1", beispielsweise
für Leitdaten, darstellen.
Vor der Beschreibung einer Ausgangsstufe einer Schnittstelle gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Fernsteuereinrichtung für eine Schnittstelle nach
dem Stand der Technik beschrieben, welche Fernsteuereinrich
tung in der Lage ist, bidirektionale Fernsteuervorgänge
zwischen einer Vielzahl von Geräten, beispielsweise einer
Abstimmeinrichtung, einem Magnetbandrecorder, einem Verstär
ker usw., durchzuführen. Eine derartige Fernsteuereinrich
tung nach dem Stand der Technik wird im folgenden anhand
der Fig. 1 . . . 4 beschrieben.
In diesen Figuren bezeichnen die Bezugszeichen 1, 2 und 3
eine Abstimmeinrichtung, einen Magnetbandrecorder bzw. ei
nen Verstärker, wobei der Verstärker mit einem Lautsprecher
(nicht gezeigt) verbunden ist. Die Abstimmeinrichtung 1,
der Magnetbandrecorder 2 und der Verstärker 3 enthalten
jeweils einen Mikrocomputer 1a, 2a bzw. 3a als ihren jewei
ligen Steuerabschnitt. Ein Eingangs-/Ausgangsanschluß 1b
des Mikrocomputers 1a in der Abstimmeinrichtung 1 ist mit
einem Eingangs-/Ausgangsanschluß 2b des Mikrocomputers 2a
in dem Magnetbandrecorder 2 verbunden. Der Verbindungspunkt
zwischen dem Eingangs-/Ausgangsanschluß 1b des Mikrocompu
ters 1a und dem Eingangs-/Ausgangsanschluß 2b des Mikrocom
puters 2a ist mit einem Eingangs-/Ausgangsanschluß 3b des
Mikrocomputers 3a verbunden. Obgleich nicht gezeigt, wird
ein Audiosignal von der Abstimmeinrichtung 1 dem Magnetband
recorder 2 und dem Verstärker 3 zugeführt, und ein Audiosi
gnal, das von dem Magnetbandrecorder 2 wiedergegeben wird,
wird dem Verstärker 3 zugeführt. Die Mikrocomputer 1a, 2a
und 3a enthalten jeweils eine Schnittstellenschaltung 1d, 2d
bzw. 3d, die jeweils zwischen eine Datenbusleitung 1c, 2c
bzw. 3c und den betreffenden Eingangs-/Ausgangsanschluß 1b,
2b bzw. 3b geschaltet sind, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.
Die Schnittstellenschaltungen 1d, 2d und 3d erlauben einen
Datenaustausch zwischen den Mikrocomputern 1a, 2a und 3a. Im
vorliegenden Fall kann, wenn auf die zentrale Verarbeitungs
einheit (im folgenden als CPU bezeichnet) - beispielsweise
eine 4-Bit-Einheit - in dem Mikrocomputer 1a zugegriffen
wird, die Schnittstellenschaltung 1d in der CPU jeweils auf
1 Bit aus 4 Bits zugreifen. Obgleich ebenfalls nicht ge
zeigt, enthält der Mikrocomputer 1a neben der Schnittstel
lenschaltung 1d weitere Schnittstellenschaltungen, die mit
den anderen 3 Bits aus den 4 Bits korrespondieren, welche
weiteren Schnittstellenschaltungen unabhängig (oder gleich
zeitig) auf die CPU zugreifen können. Im einzelnen wird
ein Signal von einer vorbestimmten der Busleitungsadern
innerhalb der Datenbusleitung 1c einer Signaleingangsklemme
1f einer Halteschaltung 1e, die als ein D-Flipflop reali
siert ist, zugeführt wird. Eine Signalausgangsklemme 1g der
Halteschaltung 1e ist mit der Gate-Elektrode eines selbstleitenden n-Kanal-
Isolationsgate-Feldeffekttransistors 1h verbunden, dessen
Source-Elektrode geerdet ist. Die Drain-Elektrode des n-Ka
nal-Isolationsgate-Feldeffekttransistors 1h ist mit der
Source-Elektrode eines weiteren n-Kanal-Isolationsgate-Feld
effekttransistors 1i verbunden, dessen Drain-Elektrode mit
einer Stromversorgungsanschlußklemme 1j verbunden ist, die
auf einem positiven Gleichspannungspotential liegt. Die
Gate-Elektrode des n-Kanal-Isolationsgate-Feldeffekttransi
stors 1i ist mit einem Verbindungspunkt zwischen den n-Ka
nal-Isolationsgate-Feldeffekttransistoren 1h und 1i verbun
den. Der Verbindungspunkt zwischen den n-Kanal-Isolations
gate-Feldeffekttransistoren 1h und 1i ist mit dem Ein
gangs-/Ausgangsanschluß 1b verbunden. Der Eingangs-/Aus
gangsanschluß 1b ist über eine Inverterschaltung 1k mit
einer Signaleingangsklemme 1m einer weiteren Halteschaltung
1l, die als ein D-Flipflop realisiert ist, verbunden. Eine
Signalausgangsklemme 1n der Halteschaltung 1l ist über
eine Pufferschaltung 1o mit der Datenbusleitung 1c und hier
in mit der vorbestimmten Busleitungsader verbunden. Die
Bezugszeichen 1p und 1g bezeichnen jeweils eine Taktsignal
eingangsklemme der Halteschaltung 1e bzw. der Halteschal
tung 1l. Über die Taktsignaleingangsklemmen 1p und 1g wer
den, wenn diesen die betreffenden Taktsignale zugeführt
werden, die Halteschaltung 1e bzw. die Halteschaltung 1l
in ihren Betriebszustand versetzt. Das Bezugszeichen 1r
bezeichnet eine Steuersignaleingangsklemme zum Ein- und
Ausschalten der Pufferschaltung 1o, die zwischen der Halte
schaltung 1l und der Datenbusleitung 1c angeordnet ist und
der ein Steuersignal zugeführt wird, das mit dem Taktsignal
synchronisiert ist, welches der Taktsignaleingangsklemme 1g
der Halteschaltung 1l zugeführt wird. Die Schnittstellen
schaltung 1d liefert das Signal, das über die Datenbuslei
tung 1c übertragen wird, an den Eingangs-/Ausgangsanschluß
1b, wenn die Halteschaltung 1e an ihrer Taktsignaleingangs
klemme 1p mit dem Taktsignal als einem Ausgabebefehl belie
fert wird. Derweilen ermöglicht die Schnittstellenschaltung 1d, daß
das Signal, das dem Eingangs-/Ausgangsanschluß 1b zugeführt wird, in
der Datenbusleitung 1c weiterhin zur Verfügung steht,
wenn die Halteschaltung 1l und die Pufferschaltung 1o an
ihren Taktsignaleingangsklemme 1g bzw. deren Steuersignal
eingangsklemme 1r mit dem Taktsignal bzw. dem Steuersignal
als Eingabebefehle beliefert werden.
Die Mikrocomputer 2a und 3a sind in gleicher Weise wie der
Mikrocomputer 1a aufgebaut.
Entsprechend einer derartigen Anordnung halten die Mikrocom
puter 1a, 2a und 3a in der Abstimmeinrichtung 1, dem Magnet
bandrecorder 2 bzw. dem Verstärker 3 in den Registern, die
in den CPU′s vorgesehen sind, die Signale an den Ein
gangs-/Ausgangsanschlüssen 1b, 2b bzw. 3b zu jedem vorbe
stimmten Intervall, beispielsweise 100 Mikrosekunden, und
prüfen, ob ein anderes der Geräte ein Startbitsignal er
zeugt oder nicht erzeugt. Wenn die Abstimmeinrichtung 1
ein Startbitsignal erzeugt, werden der Magnetbandrecorder 2
und der Verstärker 3 jeweils in einen Betriebszustand ver
setzt, in dem sie Signale empfangen können. Dann erfassen
die Mikrocomputer 2a und 3a in dem Magnetbandrecorder 2 bzw.
dem Verstärker 3, welches Gerät der Mikrocomputer 1a in der
Abstimmeinrichtung 1 adressiert. Wenn beispielsweise der
Verstärker 3 adressiert wird, wird ein Informationsaus
tausch zwischen dem Mikrocomputer 1a in der Abstimmeinrich
tung 1 und dem Mikrocomputer 3a in dem Verstärker 3 durchge
führt, und der Verstärker 3 wird in Übereinstimmung mit der
übermittelten Information gesteuert.
In dem erläuterten Beispiel für eine Einrichtung nach dem
Stand der Technik geht allerdings dann, wenn eines der Gerä
te, beispielsweise die Abstimmeinrichtung 1, nicht benutzt
wird und deren Stromversorgung ausgeschaltet ist, dagegen
der Magnetbandrecorder 2 und der Verstärker 3 benutzt wer
den, der selbstleitende n-Kanal-Isolationsgate-Feldeffekttransistor 1h in
der Schnittstellenschaltung 1d innerhalb der Abstimmeinrich
tung 1 in einem niederohmigen Zustand, wenn die Stromversorgung ausgeschal
tet ist, wodurch die Drain-Elektrode dieses Transistors auf
Erdpotential gelegt wird, was bedeutet, daß auch der Ein
gangs-/Ausgangsanschluß 1b auf Erdpotential gelegt wird.
Folglich werden die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 2b und 3b
der Mikrocomputer 2a und 3a jeweils geerdet, was zum Ergeb
nis hat, daß der Informationsaustausch zwischen dem Magnet
bandrecorder 2 und dem Verstärker 3, nämlich deren Steue
rung, unmöglich gemacht wird.
In einer anderen in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Fernsteuer
einrichtung nach dem Stand der Technik enthalten auf ähnli
che Weise eine Abstimmeinrichtung 4, ein Magnetbandrecorder
5 und ein Verstärker 6 jeweils einen Mikrocomputer 4a, 5a
bzw. 6a. Dabei ist ein Ausgangsanschluß 4b des Mikrocompu
ters 4a mit einem Eingangsanschluß 5c des Mikrocomputers 5a
in dem Magnetbandrecorder 5 und einem Eingangsanschluß 6c
des Mikrocomputers 6a des Verstärkers 6 verbunden. Ein Ein
gangsanschluß 4c des Mikrocomputers 4a ist mit Ausgangsan
schlüssen 5b und 6b des Mikrocomputers 5a bzw. des Mikrocom
puters 6a verbunden. Eine Systemtaktsignalklemme 4d des
Mikrocomputers 4a ist mit Systemtaktklemmen 5d und 6d des
Mikrocomputers 5 bzw. des Mikrocomputers 6 verbunden. Im
vorliegenden Fall wird der Mikrocomputer 4a der Abstimmein
richtung 4 zu einem "leitenden" Mikrocomputer (im folgenden
einfach als Mastercomputer bezeichnet) für die Mikrocompu
ter 5a und 6a in dem Magnetbandrecorder 5 bzw. dem Verstär
ker 6, während die Mikrocomputer 5a und 6a zu "geleiteten"
Mikrocomputer (im folgenden einfach als Slavecomputer be
zeichnet) werden.
Die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellenschaltungen des Master
computers 4a und der Slavecomputer 5a und 6a haben einen
ähnlichen Aufbau wie eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellen
schaltung 4e des Mastercomputers 4a, wie er in Fig. 4 ge
zeigt ist. Im einzelnen ist, wie in Fig. 4 gezeigt, eine
Datenbusleitung 4f über eine weitere Datenbusleitung 4g der
Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellenschaltung 4e mit einem Ein
gangs-/Ausgangsanschluß einer Seriellsignaldaten-Puffer
schaltung 4h verbunden, die in der Lage ist, Parallel/Seri
ell- und Seriell/Parallel-Umsetzungen durchzuführen. Eine
Seriellsignaldaten-Ausgangsklemme der Seriellsignaldaten-
Pufferschaltung 4h ist mit dem Ausgangsanschluß 4b verbun
den, während die Seriellsignaldaten-Eingangsklemme der Seri
ellsignaldaten-Pufferschaltung 4h mit dem Eingangsanschluß
4c verbunden ist. Die Seriellsignaldaten-Pufferschaltung 4h
arbeitet im Synchronismus mit dem Taktsignal, das einer
Taktsignaleingangsklemme 4i zugeführt wird. Hierzu wird das
Taktsignal, das einer Taktsignalausgangsklemme 4j von einem
Taktsignalgenerator (nicht gezeigt) zugeführt wird, um so
das Parallelsignal, welches über die Datenbusleitungen 4f
und 4g übertragen wird, an den Ausgangsanschluß 4b als das
Seriellsignal zu liefern, über eine Pufferschaltung 4k an
die Taktsignaleingangsklemme 4i geliefert. Ein Systemtaktsi
gnal, das einer Systemtaktsignalklemme 4d geliefert wird,
um ein Seriellsignal, das an dem Eingangsanschluß 4c von
der CPU zur Verfügung steht, aufzunehmen und als ein Paral
lelsignal über die Datenbusleitungen 4f und 4g abzugeben,
wird über eine weitere Pufferschaltung 4l an die Taktsignal
eingangsklemme 4i geliefert. Die Bezugszeichen 4m und 4n
bezeichnen Eingangssignalklemmen für Steuersignale, die die
Pufferschaltungen 4k und 4l zu deren Ein- und Ausschaltung
steuern.
Entsprechend einem derartigen Aufbau schalten der Mastercom
puter 4a in der Abstimmeinrichtung 4 und die Slavecomputer
5a und 6a in dem Magnetbandrecorder 5 bzw. dem Verstärker 6
immer diejenige der Pufferschaltungen 4k und 4l ein, an
welche das Systemtaktsignal geliefert wird, um festzustel
len, ob das Systemtaktsignal an die Systemtaktsignalklemme
geliefert wird oder nicht geliefert wird. Wenn beispielswei
se die Abstimmeinrichtung 4 das Startbitsignal und das Sy
stemtaktsignal erzeugt, erlauben der Magnetbandrecorder 5
und der Verstärker 6 den seriellen Pufferschaltungen 4k und
4l, das Startbitsignal und das Systemtaktsignal über die
Eingangsanschlüsse 5c und 6c und die Systemktaktsignalklem
men 5d und 6d zu empfangen, um so die Slavecomputer 5a und 6a
in den Zustand "Interrupt" zu versetzen. Auf diese Weise
wird das Seriellsignal, das in der Seriellsignaldaten-Puf
ferschaltung 4h gehalten wird, in das Parallelsignal durch
das Systemtaktsignal umgesetzt und in die CPU über die Da
tenbusleitung eingegeben und gehalten. Dann erfassen die
Slavecomputer 5a und 6a des Magnetbandrecorders 5 bzw. des
Verstärkers 6, welches Gerät der Mastercomputer 4a in der
Abstimmeinrichtung 4 adressiert. Wenn beispielsweise der
Magnetbandrecorder 5 adressiert wird, wird der Informations
austausch zwischen dem Mastercomputer 4a in der Abstimmein
richtung 4 und dem Slavecomputer 5a in dem Magnetbandrecor
der 5 durchgeführt, und der Magnetbandrecorder 5 wird in
Übereinstimmung mit der betreffenden Information gesteuert.
In dem Beispiel für eine Fernsteuereinrichtung, wie sie in
Fig. 3 und Fig. 4 gezeigt ist, wird selbst dann, wenn der
Magnetbandrecorder 5 oder der Verstärker 6 mit Ausnahme der
Abstimmeinrichtung 4, in welcher der Mastercomputer 4a ent
halten ist, nicht betrieben wird und die betreffende Strom
versorgung ausgeschaltet ist, der Informationsaustausch
zwischen dem Mastercomputer 4a in der Abstimmeinrichtung 4
und dem betriebenen Gerät, beispielsweise dem Slavecomputer
5a in dem Magnetbandrecorder 5, die Steuerung nicht unmög
lich. Indessen kann ein Informationsaustausch zwischen den
Slavecomputern 5a und 6a oder die betreffende Steuerung
nicht durchgeführt werden. Desweiteren wird die Fernsteuer
einrichtung gemäß dem Stand der Technik nur auf einen sol
chen Mikrocomputer angewendet, der das Seriellsignal halten
oder erzeugen kann.
Ein Ausführungsbeispiel für eine Fernsteuereinrichtung ge
mäß der vorliegenden Erfindung wird nun im folgenden anhand
von Fig. 5 und Fig. 6 beschrieben. In Fig. 5 und Fig. 6 sind
vergleichbare Teile, die mit denen korrespondieren, welche
in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt sind, mit den gleichen Bezugs
zeichen versehen und werden nicht nochmals in einzelnen
beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Eingangs-/Aus
gangsanschlüsse der Mikrocomputer 1a, 2a und 3a, die als
Steuerabschnitte der Abstimmeinrichtung 1, des Magnetbandre
corders 2 und des Verstärkers 3 arbeiten, in Reihe zusam
mengeschaltet. Dabei sind die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse
1b, 2b und 3b der Schnittstellenschaltungen 1d, 2d bzw. 3d
in den Mikrocomputern 1a, 2a bzw. 3a über Widerstände 1s,
2s bzw. 3s mit den Basisanschlüssen von npn-Transistoren
1t, 2t bzw. 3t verbunden. Die Emitteranschlüsse dieser npn-
Transistoren 1t, 2t und 3t sind jeweils geerdet, und die
Kollektoranschlüsse dieser Transistoren sind mit den Kato
denanschlüssen von Dioden 1u, 2u bzw. 3u verbunden. Die
Anoden dieser Dioden 1u, 2u und 3u sind über weitere Wider
stände 1v, 2v bzw. 3v mit Stromversorgungsanschlußklemmen
1j, 2j bzw. 3j verbunden. Die Verbindungspunkte zwischen
den Dioden 1u, 2u und 3u und den Widerständen 1v, 2v bzw. 3v
sind jeweils über eine Inverterschaltung 1k, 2k bzw. 3k mit
Signaleingangsklemmen 1m, 2m bzw. 3m von Halteschaltungen
1l, 2l bzw. 3l verbunden. Eingangs-/Ausgangsanschlüsse
1w, 1x, 2w, 2x und 3w, 3x sind paarweise parallel zu den Kol
lektor/Emitterstrecken der npn-Transistoren 1t, 2t bzw. 3t
angeordnet. Die Bezugszeichen 1y, 2y und 3y bezeichnen Schal
ter, die zwischen die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 1x, 2x
bzw. 3x und Erde geschaltet sind. Die Schalter 1y, 2y und
3y dienen jeweils dazu, daß Audiosignale nicht durch sog.
Doppelerdung verschlechtert werden. Wenn beispielsweise ein
Ausgangsanschluß für das Audiosignal in der Abstimmeinrich
tung 1 geerdet ist, wird der Schalter 1y geöffnet. Wenn
Widerstände mit geeigneten Widerstandswerten anstelle der
Schalter 1y, 2y und 3y verwendet werden, kann die Verschlech
terung des Audiosignals aufgrund der sog. Doppelerdung eben
falls auf ähnliche Weise vermieden werden. Der Eingangs-/
Ausgangsanschluß 1x des Mikrocomputers 1a in der Abstimmein
richtung 1 ist mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluß 2w des
Mikrocomputers 2a in dem Magnetbandrecorder 2 verbunden,
und der Eingangs-/Ausgangsanschluß 2x des Mikrocomputers 2a
ist mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluß 3w des Mikrocompu
ters 3a in dem Verstärker 3 verbunden. Im vorliegenden Fall
werden die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 1w, 1x; 2w, 2x; 3w,
3x in der Normalbetriebsweise der Geräte auf einen hohen
Pegel gelegt. Die Mikrocomputer 1a, 2a und 3a sind so pro
grammiert, daß sie Signale in Übereinstimmung mit den Über
tragungsformaten, deren Längen variiert werden können, wie
dies in Fig. 7A, Fig. 7B bzw. Fig. 7C gezeigt ist, erzeugen
können, wenn sie mit den entsprechenden Signalen betreffend
diese Übertragungsformate beliefert werden. Das betreffende
Gerät wird in Übereinstimmung mit den Inhalten der Signale,
die ihm zugeführt werden, gesteuert. Das Übertragungsformat
mit der variablen Länge, wie es in Fig. 7A, Fig. 7B bzw.
Fig. 7C gezeigt ist, besteht aus einem Startbitsignal , das
als ein Signal niedrigen Pegels von 400 Mikrosekunden zur
Kennzeichnung des Starts der Signalübertragung gebildet
ist, Leitdaten, bestehend aus 4 Bits, die auf das Startbit
signal folgen, um das zu steuernde Gerät zu adressieren,
einem Datenlängenkennzeichnungssignal, bestehend aus 4
Bits, die den Leitdaten folgen, um die Datenlänge n der
Daten anzuzeigen, und Daten, die aus dem n-fachen der Länge
von 8-Bit-Daten oder 8 × n Bits gebildet sind, welche der
Datenlängenkennzeichnung folgen, um den Inhalt der Daten zu
kennzeichnen.
In diesem Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung
ist das 1-Bit-Signal mit dem dem Binärwert "0" entsprechen
den niedrigen Pegel der Impuls, der während des Zeitinter
valls von t₀ bis t₁ von 35 Mikrosekunden einen hohen Pegel
und während des Zeitintervalls von t₁ bis t₄ von 65 Mikrose
kunden einen niedrigen Pegel annimmt, wie dies in Fig. 7B
gezeigt ist. Das 1-Bit-Signal hohen Pegels ist der Impuls,
der einen hohen Pegel während des Zeitintervalls von t₀ bis
t₃ von 65 Mikrosekunden und einen niedrigen Pegel während
des Zeitintervalls von t₃ bis t₄ von 35 Mikrosekunden an
nimmt, wie dies in Fig. 7C gezeigt ist. Das Signal mit dem
dem Binärwert "0" entsprechenden niedrigen Pegel und das
Signal mit dem dem Binärwert "1" entsprechenden hohen Pegel
werden durch Erfassen des Umstandes erkannt, ob dieser Im
puls zum Zeitpunkt t₂ oder 50 Mikrosekunden nach der vor
deren Flanke bei dem Zeitpunkt t₀, was einer halben Periode
entspricht, die durch das Eigentaktsignal bestimmt ist,
einen niedrigen oder hohen Pegel hat. Die weiteren Anordnun
gen haben den gleichen Aufbau wie beim Stand der Technik.
Entsprechend einem derartigen Aufbau liefert dann, wenn der
Mikrocomputer 1a in der Abstimmeinrichtung 1 den Mikrocompu
ter 3a in dem Verstärker 3 adressiert, um den betreffenden
Informationsaustausch für eine Steuerung durchzuführen,
dieser Mikrocomputer 1a das Signal, das das Übertragungsfor
mat hat, wie es in Fig. 7A gezeigt ist, an den Eingangs-/
Ausgangsanschluß 1x. Zu dieser Zeit wird in Abhängigkeit
von dem Signal, das an den Eingangs-/Ausgangsanschluß 1b
von der CPU über die Datenbusleitung 1c und die Schnitt
stellenschaltung 1d geliefert wird, der npn-Transistor 1t
ein- oder ausgeschaltet, um in der Folge das Signal mit dem
Übertragungsformat, das in Fig. 7A gezeigt ist, an den Ein
gangs-/Ausgangsanschluß 1x zu liefern. Derweilen prüfen die
Mikrocomputer 2a und 3a in dem Magnetbandrecorder 2 bzw. dem
Verstärker 3 fortlaufend die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse
2w und 3w, beispielsweise alle 100 Mikrosekunden. Dement
sprechend erkennen dann, wenn der Mikrocomputer 1a in der
Abstimmeinrichtung 1 das Startbitsignal niedrigen Pegels
von 400 Mikrosekunden erzeugt, die Mikrocomputer 2a und 3a
die Startbitsignale, die den Eingangs-/Ausgangsanschlüssen
2w und 3w zugeführt werden, um die betreffenden CPU′s in den
Zustand "Interrupt" zu versetzen, um so die folgenden Signa
le zu halten. Dabei werden in Abhängigkeit von den Signa
len, die den Eingangs-/Ausgangsanschlüssen 2w und 3w zuge
führt werden, die Dioden 2u und 3u jeweils ein- oder ausge
schaltet werden, um die Potentiale an den Verbindungspunk
ten zwischen den Dioden 2u und 3u und den Widerständen 2v und
3v in den betreffenden CPU′s über die Schnittstellenschal
tungen 2d, 3d und die Datenbusleitungen 2c und 3c zu hal
ten. Da dann, wenn die jeweilige Stromversorgung des Magnet
bandrecorders 2 und des Verstärkers 3 ausgeschaltet ist,
die Stromversorgungsanschlußklemme 2j bzw. die Stromversor
gungsanschlußklemme 3j nicht an einer Spannung, beispiels
weise 5 V, liegt, werden die Diode 2u und die Diode 3u in
Sperrichtung für die Datensignale (die Spannung beträgt 5 V,
wenn das Signal einen hohen Pegel entsprechend dem Binär
wert "1" einnimmt) an dem Eingangs-/Ausgangsanschluß 2w
bzw. 3w vorgespannt und somit ausgeschaltet. Auf diese Wei
se gelangen die Daten niemals zu der Innenseite der Ein
gabe-/Ausgabeschnittstelle. Dann wird das Gerät, das durch
die Leitdaten bezeichnet ist, beispielsweise der Magnetband
recorder 2, durch den Mikrocomputer 3a in Übereinstimmung
mit den Dateninhalten gesteuert. Wenn der Mikrocomputer 2a
in dem Magnetbandrecorder 2 die Abstimmeinrichtung 1 steu
ert, wird ein ähnlicher Vorgang abgewickelt. Auf diese Wei
se kann eine sog. bidirektionale Steuerung durchgeführt
werden. Wenn der Steuerungsvorgang nur zwischen der Abstimm
einrichtung 1 und dem Verstärker 3 durchgeführt wird und
die Stromversorgung des Magnetbandrecorders 2 ausgeschaltet
ist, wird der npn-Transistor 2t gesperrt, so daß die Ein
gangs-/Ausgangsanschlüsse 2w und 2x in keinem Fall geerdet
werden. Daher wird eine Steuerungsoperation zwischen der
Abstimmeinrichtung 1 und dem Verstärker 3 in keinem Fall
unmöglich gemacht.
Wie zuvor beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Erfin
dung, da die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse der Mikrocomputer
1a, 2a und 3a, die als die Steuerabschnitte der Abstimmein
richtung 1, des Magnetbandrecorders 2 bzw. des Verstärkers
3 fungieren, in Reihe zusammengeschaltet sind, ausreichend,
daß nur eine geringe Anzahl von Steuersignalleitungen auf
einanderfolgend zwischen den einzelnen Geräten, die mitein
ander zu verbinden sind, vorgesehen sind.
Desweiteren ist es, da gewöhnliche Schnittstellenschaltun
gen 1d, 2d und 3d verwendet werden, um zu ermöglichen, daß
Seriellsignale zwischen den Mikrocomputern 1a, 2a und 3a
übertragen werden, nicht notwendig, eine Eingabe-/Ausgabe-
Schnittstellenschaltung 4e nach dem Stand der Technik vorzu
sehen, die eine Seriellsignaldaten-Pufferschaltung 4h ent
hält, welche in der Lage ist, exklusive Seriell/Parallel-
und Parallel/Seriell-Umsetzungen vorzunehmen.
Desweiteren ist es, da die gewöhnlichen Schnittstellenschal
tungen 1d, 2d und 3d mit Schaltkreisen in einer einfachen
Anordnung versehen sind, möglich, bidirektionale Steuervor
gänge zwischen beliebigen der Geräte durchzuführen, ohne
dazu alle der Stromversorgungsquellen der Vielzahl der Gerä
te einschalten zu müssen.
Während in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel für
die vorliegende Erfindung die Vielzahl der Geräte aus drei
Geräten, nämlich der Abstimmeinrichtung 1, dem Magnetbandre
corder 2 und dem Verstärker 3 besteht, ist es für den Fach
mann selbstverständlich, daß die Anzahl der zu steuernden
Geräte erhöht werden kann.
Claims (2)
1. Ausgangsstufe einer Schnittstelle in einem Bussystem mit mehreren
Teilnehmergeräten aufweisend zumindest eine erste Halteschaltung (1e, 2e, 3e), welche
ein erstes Signal von einer Datenbusleitung (1c, 2c, 3c) aufnimmt, eine zweite
Halteschaltung (11, 21, 31), die ein zweites Signal über ihren Eingang (1m, 2m, 3m)
aufnimmt und zu der Datenbusleitung überträgt, eine Pufferschaltung, die mit dem
Ausgang (1g, 2g, 3g) der ersten Halteschaltung (1e, 2e, 3e) verbunden ist und aus einem ersten
selbstleitenden Feldeffekttransistor (1h, 2h, 3h), dessen Source-Elektrode an Masse
liegt, und einem zweiten selbstleitenden Feldeffekttransistor (1i, 2i, 3i) besteht, der
zwischen einer Gleichspannungs-Stromversorgungsquelle (1j, 2j, 3j) und der Drain-
Elektrode des ersten selbstleitenden Feldeffekttransistors (1h, 2h, 3h) als ein
Lastwiderstand angeordnet ist, und einen gemeinsamen Eingangs-/Ausgangsanschluß
(1x, 1w; 2x, 2w; 3x, 3w) zum Empfangen des ersten und zweiten Signals,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - der gemeinsame Eingangs-/Ausgangsanschluß (1x, 1w; 2x, 2w; 3x, 3w) über einen ersten Widerstand (1v, 2v, 3v) mit der Gleichspannungs-Stromversorgungsquelle (1j, 2j, 3j) verbunden ist,
- - eine Diode (1u, 2u, 3u) mit ihrer Anode mit einem Ende des ersten Widerstandes (1v, 2v, 3v) verbunden ist, das nicht an die Gleichspannungs-Stromversorgungsquelle gelegt ist, und mit ihrer Kathode mit dem gemeinsamen Eingangs-/Ausgangsanschluß (1x, 1w; 2x, 2w; 3x, 3w) verbunden ist,
- - ein Transistor (1t, 2t, 3t) an seiner Basis über einen zweiten Widerstand (1s, 2s, 3s) mit dem ersten Signal beliefert wird, wobei der Kollektor des Transistors (1t, 2t, 3t) mit dem gemeinsamen Eingangs-/Ausgangsanschluß (1x, 1w; 2x, 2w; 3x, 3w) und der Emitter des Transistors (1t, 2t, 3t) mit einem Referenzpunkt (Masse) verbunden ist, und
- - der erste Widerstand (1v, 2v, 3v) zwischen der Anode der Diode (1u, 2u, 3u) und der Gleichspannungs-Stromversorgungsquelle (1j, 2j, 3j) angeordnet ist.
2. Schnittstelle nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Schalter (1y, 2y, 3y) zwischen dem gemeinsamen Eingangs-/Ausgangsanschluß
(1x, 1w; 2x, 2w; 3x, 3w) und dem Referenzpunkt (Masse) angeordnet ist.
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