DE3937807A1

DE3937807A1 - Verfahren zum uebertragen von daten zwischen zwei sendenden und empfangenden stationen

Info

Publication number: DE3937807A1
Application number: DE3937807A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Manz; Franz-Josef Wertenbruch
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: VAILLANT GMBH, 42859 REMSCHEID, DE
Priority date: 1988-11-19
Filing date: 1989-11-14
Publication date: 1990-05-23
Anticipated expiration: 2009-11-15
Also published as: DE3937807C2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen zwei sendenden und emp fangenden Stationen, insbesondere Mikroprozessoren, gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.

Es ist bekannt, zwischen zwei Mikroprozessoren Daten zu übertragen. Hierzu sind mindestens drei Verbindungslei tungen zwischen beiden Mikroprozessoren vorgesehen, und zwar neben einer gemeinsamen Masseleitung eine Datensen deleitung des einen Mikroprozessors, die in einen Daten empfangsanschluß des anderen Mikroprozessors mündet, und eine weitere Datensendeleitung, die vom Geberanschluß des zweiten Mikroprozessors ausgeht und zu einem Emp fangsanschluß am ersten Mikroprozessor führt. Bei dieser Art der Verschaltung ergibt sich der Nachteil, daß in je dem der beiden Mikroprozessoren ein Baustein für eine asynchrone Sende- und Empfangsweise vorgesehen sein muß. Ist ein solcher Baustein zwar vorhanden, aber für andere Benutzungshandlungen belegt, fehlt für das Kommunizieren mit einem weiteren Mikroprozessor ein solcher Baustein, der aber nicht zusätzlich integrierbar ist. Ist er bei dem Mikroprozessor nicht vorhanden, müßte er zusätzlich noch beschafft und beschaltet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zu grunde, unabhängig vom Vorhandensein eines solchen Bau steins eine sowohl serielle wie auch parallele Übertra gung von Daten in beiden Richtungen zu ermöglichen.

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß in den kennzeichnenden Teilen der beiden unabhängigen Patentan sprüche.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren der Zeichnung in der folgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Diagramm für eine serielle Datenüber tragung,

Fig. 2 ein zweites Diagramm für eine parallele Daten übertragung,

Fig. 3 das Blockschaltbild, gehörend zur Datenübertra gung nach Fig. 1,

Fig. 4 das Blockschaltbild, gehörend zur Datenübertra gung nach Fig. 2 und

Fig. 5 die Schaltung der Sende- und Empfangsteile in beiden Mikroprozessoren.

Ausgehend von der Fig. 3 ist ein erster Mikroprozessor 1 vorhanden, der über ein Leitungsbündel 2 mit einem zwei ten Mikroprozessor 3 Daten austauschen soll. Das Lei tungsbündel besteht aus einer ersten Leitung 4, die beide Mikroprozessoren miteinander verbindet und an Masse 5 ge legt ist. Eine zweite Leitung 6 ist die eigentliche Seriendaten-Übertragungsleitung. Weiterhin sind eine er ste Quittungsleitung 7, eine zweite Quittungsleitung 8 und eine Startleitung 9 vorhanden.

Das Verfahren der Datenübertragung gemäß Fig. 3 wird nun anhand des Diagramms der Fig. 1 näher erläutert, das die Spannungszustände der einzelnen Leitungen in Abhängigkeit von der Zeit wiedergibt. Es gilt generell, daß nach einer Übertragung von Daten vom Mikrocomputer 1 auf den Mikro computer 3 der letztere seinerseits Daten an den erstge nannten überträgt und umgekehrt. Die Zustände auf der DATA-Leitung 6 sind durch zwei Arten von Schraffuren festgelegt, wobei eine Schraffur von links oben nach rechts unten eine Datensendung vom Mikrocomputer 3 bedeu tet, während eine Schraffur von links unten nach rechts oben gültige Daten gesendet vom Mikrocomputer 1 zum In halt hat. Zu Beginn der Betrachtungsweise, das heißt in Zeitpunkt t ₀, bedeutet das, daß gerade auf der DATA- Leitung 6 Daten vom Mikrocomputer B gültig sind bezie hungsweise gesendet werden beziehungsweise gesendet wor den sind. Das Potential der Quittungsleitung Q 1 (7) be findet sich auf hohem Potential, während das Potential der Quittungsleitung Q 2 (8) sich sowohl auf hohem wie auch auf niedrigem Potential befinden kann, und zwar je nach dem, ob dem Zeitpunkt t ₀ das Einschalten der Daten verbindung oder das anderweitige Senden irgendwelcher Da ten vorausging. Das Potential der Startleitung BS (9) be findet sich auf hohem Potential. Zum Zeitpunkt t ₁ springt das Potential auf der Quittungsleitung Q 2 auf hohes Po tential. Dieses Wechseln auf hohes Potential beziehungs weise Bleiben auf hohem Potential signalisiert, daß der Mikrocomputer 3 nunmehr empfangsbereit ist. Zum Zeitpunkt t ₂ ist der Mikrocomputer 1 nunmehr an der Reihe, seiner seits Daten an den Mikrocomputer 3 zu übertragen. Dieses Senden von Daten des Mikrocomputers 1 an den Mikrocompu ter 3 beginnt in seiner Vorbereitung zum Zeitpunkt t ₂, und zwar damit, daß der Mikrocomputer 1 ein Datenbild auf die DATA-Leitung (6) legt, und gleichzeitig wird beim Übertragen des ersten Bits eines Bytes vom Mikrocomputer 1 die Startleitung BS auf niedriges Potential gelegt. An schließend signalisiert der Mikrocomputer 1 zum Zeitpunkt t ₃ durch Herablegen des Potentials auf der Quittungslei tung Q 1 das Vorhandensein eines gültigen Datenbits. Hier auf gibt der Mikrocomputer 3 die DATA-Leitung 6 frei, was zum Zeitpunkt t ₄ geschieht. Dies bedeutet, daß zwischen den Zeitpunkten t ₂ und t ₄ auf der DATA-Leitung Daten von beiden Mikrocomputern anliegen, was unkritisch ist, da in dieser Zeitspanne keine Daten ausgewertet werden. Nach der Freigabe liest der Mikrocomputer 3 das erste Datenbit von der DATA-Leitung. Zum Zeitpunkt t ₅ legt der nunmehr sendende Mikrocomputer 3 seinerseits sein zu sendendes Datenbit auf die DATA-Leitung. Die Auswertung des gerade gesendeten ersten Bits des Mikrocomputers 1 ist irgend wann in der Zeitspanne zwischen den Punkten t ₄ und t ₅ beendet. Es ist ersichtlich, daß im Zeitraum zwischen den Zeitpunkten t ₄ und t ₅ nur ein Datenbit vom gerade gesen det habenden Mikrocomputer 1 auf der DATA-Leitung vorhan den ist. Nachdem ab dem Zeitpunkt t ₅ der Mikrocomputer 3 am Senden ist, liegen bis zu einem weiteren Zeitpunkt t ₆ wieder Datenbits von beiden Mikrocomputern auf der DATA- Leitung, ohne daß hier eine Auswertung stattfindet. Zwi schen den Zeitpunkten t ₅ und t ₆ liegt der Zeitpunkt t₇, zudem auf der Quittungsleitung Q 2 (8) das High-Potential auf Low-Potential wechselt, weil der Mikrocomputer 3 da mit signalisiert, daß das von dem Mikrocomputer 1 gerade gesendete Datenbit einwandfrei empfangen wurde und was gleichzeitig bedeutet, daß das jetzt vom Mikrocomputer 3 zu sendende gültige DATA-Bit auf der DATA-Leitung liegt. Im Zeitpunkt t ₆ nimmt der Mikrocomputer 1 sein gerade gesendetes Datenbit von der DATA-Leitung weg, so daß ab dem Zeitpunkt t ₆ nur das zu sendende Datenbit vom Mikro computer 3 auf der DATA-Leitung liegt. Dieses Datenbit wird bis zum Zeitpunkt t ₈ vom Mikrocomputer 1 gelesen be ziehungsweise ausgewertet. Ab dem Zeitpunkt t ₈ springt das Potential auf der Quittungsleitung Q 1 (7) wieder auf hohes Potential. Mit diesem Potentialwechsel signalisiert der Mikrocomputer 1, daß er das zuletzt gesendete Daten bit vom Mikrocomputer 3 ordnungsgemäß empfangen hat. Als nächstes springt im Zeitpunkt t ₉ das Potential der Quit tungsleitung Q 2 (8) wieder auf hohes Potential. Dies ent spricht dem Zeitpunkt t ₁, so daß sich ab hier die Vorgän ge wiederholen, bis ein gesamtes Byte von beiden Mikro computern bitweise nacheinander übertragen wurde bezie hungsweise bis mehrere Bytes im gleichen System von bei den Mikrocomputern ausgetauscht wurden.

Nach Ablauf der Übertragung des ersten Bits eines Bytes springt zum Zeitpunkt t ₁₀ das Potential auf der Startlei tung BS (9) wieder auf hohes Potential. Der Zeitpunkt t ₁₀ entspricht dem Zeitpunkt t ₂, was zur Folge hat, daß auf der Datenleitung 6 ab diesem Moment wieder ein Bit beider Mikroprozessoren anliegt, aber nicht ausgewertet wird.

Es leuchtet ein, daß diese eben beschriebene serielle Übertragung von Bit nach Bit relativ lange dauert. Will man diese Zeit abkürzen, ist es vorteilhaft, nicht nur eine DATA-Leitung, sondern 8 DATA-Leitungen - in der Fig. 2 mit Data 0 bis 7 bezeichnet - vorzusehen, damit kann auf jeder der einzelnen DATA-Leitungen zeitlich pa rallel je ein Bit übertragen werden, das heißt, mit ei nem Übertragungsvorgang in der Zeit gemäß Fig. 1 kann ein Byte übertragen werden. Die Potentiale der Quittungs leitungen Q 1 und Q 2 sind entsprechend den zeitlichen Vor gängen nach Fig. 1, die Startleitung BS (9) kann hierbei entfallen.

Aus der Fig. 4 geht die Verschaltung der beiden Mikro prozessoren 1 und 3 hervor und das Leitungsbündel der DATA-Leitungen 0 bis 7. Weiterhin ist ersichtlich, daß die beiden Quittungsleitungen Q 1 und Q 2 und die gemeinsa me Masseleitung 4 vorhanden sind.

Aus der Fig. 5 ist die Verschaltung der Anschlüsse der DATA-Leitung(en) der beiden Mikroprozessoren 1 und 3 er sichtlich. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Verschaltung in beiden Mikroprozessoren nur einmal vor handen, beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 jeweils für eine der DATA-Leitungen 0 bis 7. Die Sende- bezie hungsweise Empfangseingänge 10 und 11 sind demgemäß in jedem der beiden Mikroprozessoren 1 oder 3 einfach oder mehrfach vorhanden. Von einer positiven Gleichspannungs quelle 12 führt eine Leitung 13 zu einem Widerstand 14 und von dort zu einem Verzweigungspunkt 15, an den die DATA-Leitung 6 angeschlossen ist. An den Verzweigungs punkt 5 ist weiterhin eine Leitung 16 angeschlossen, die zu einem Verstärker 17 führt, von dem eine Ausgangslei tung 18 zum Mikroprozessor abgeht. Aus dem Mikroprozessor kommt eine Leitung 19, die zum Basisanschluß 20 eines Transistors 21 führt, dessen Emitter 22 mit Masse 5 verbunden ist. Der Kollektor 23 des Transistors 21 ist über eine Leitung 24 mit dem Verzweigungspunkt 15 verbun den.

Die Verschaltung des Eingangsteils 11 des anderen Mikro computers ist analog.

Die Funktion der Schaltung gemäß Fig. 5 ist folgende:

Im Ruhezustand sind beide Transistoren gesperrt, das heißt, die Verzweigungspunkte 15 innerhalb der Sende- und Empfangseingänge 10 und 11 liegen auf dem Potential des Punktes 12, das heißt positiver Betriebsspannung. Zum Empfangen einer gesendeten Bitfolge muß der Transistor 21 des empfangenden Mikroprozessors hochohmig sein und blei ben. Der Transistor 21 des sendenden beziehungsweise Da ten abgebenden Mikroprozessors wird jeweils im Takt der Impulsfolge eines Bits durchgeschaltet oder gesperrt. Wird der Transistor 21 des empfangenden Mikroprozessors leitend, ist keine Dateneinlesung in dem empfangenden Mi kroprozessors möglich.

Abschließend soll noch darauf hingewiesen werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur zur Datenkommunizie rung zwischen zwei Mikroprozessoren verwendet werden kann, eine Anwendung des Verfahrens ist gleichermaßen möglich bei Rechnern aller Art und bei sonstigen Statio nen, die sowohl senden wie auch empfangen können, also beispielsweise bei einer Kommunikation zwischen einem Terminal und einem Rechner oder Terminals untereinander oder Rechnern untereinander.

Claims

1. Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen zwei sendenden und empfangenden Stationen, insbeson dere Mikroprozessoren, die über wenigstens zwei Leitungen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß neben einer Datenübertra gungsleitung zwei Quittierleitungen und eine Startleitung vorhanden sind und daß zunächst von der empfangenden Station durch Potentialänderung auf einer Quittungsleitung eine Bereitschaft zum Empfangen von Daten signalisiert wird, daß an schließend von der sendenden Station das erste Datenbit auf die Datenübertragungsleitung gelegt ist und zugleich auf der Startleitung durch Po tentialwechsel der Beginn des ersten Bits ange zeigt wird, daß anschließend die sendende Sta tion mit einem Potentialwechsel auf der zweiten Quittungsleitung das Anliegen eines gültigen Da tenbits signalisiert wird, wonach die empfangen de Station die Datenübertragungsleitung freigibt und das Datenbit von dieser Leitung liest, womit die Datenübertragung in der einen Richtung been det ist, worauf die zunächst empfangende Station ihrerseits das zu sendende Datenbit auf die Da tenübertragungsleitung legt und mit einem er neuten Potentialwechsel auf der erstgenannten Quittungsleitung signalisiert, daß das zuerst gesandte Datenbit empfangen wurde und daß das in der Gegenrichtung zu sendende gültige Datenbit auf der Datenleitung anliegt, worauf die jetzt empfangende Station die Datenleitung freigibt und das Datenbit von der Datenleitung liest, und daß schließlich die jetzt empfangende Station mit einem Potentialwechsel auf der zweitgenann ten Quittungsleitung signalisiert, daß die Daten von der zuletzt sendenden Station akzeptiert wurden.

2. Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen zwei sendenden und empfangenden Stationen, insbeson dere Mikroprozessoren, die wenigstens über zwei Leitungen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß neben mehreren Datenübertra gungsleitungen zwei Quittungsleitungen vorhanden sind und daß zunächst von der empfangenden Sta tion durch Potentialänderung auf einer Quit tungsleitung eine Bereitschaft zum Empfangen von Daten signalisiert wird, daß anschließend von der sendenden Station das erste Datenwort auf die Datenübertragungsleitungen gelegt wird, daß anschließend die sendende Station mit einem Po tentialwechsel auf der zweiten Quittungsleitung das Anliegen eines gültigen Datenwortes signali siert, wonach die empfangende Station die Daten übertragungsleitungen freigibt und das Datenwort von diesen Leitungen liest, womit die Datenüber tragung in der einen Richtung beendet ist, wor auf die zunächst empfangende Station ihrerseits das zu sendende Datenwort auf die Datenübertra gungsleitungen legt und mit einem erneuten Po tentialwechsel auf der erstgenannten Quittungs leitung signalisiert, daß das zuerst gesandte Datenwort empfangen wurde und daß das in der Ge genrichtung zu sendende gültige Datenwort auf den Datenleitungen anliegt, worauf die jetzt empfangende Station die Datenleitungen freigibt und das Datenwort von den Datenleitungen liest, und daß schließlich die jetzt empfangende Sta tion mit einem Potentialwechsel auf der zweitge nannten Quittungsleitung signalisiert, daß die Daten von der zuletzt sendenden Station akzep tiert wurden.