DE4412119C1

DE4412119C1 - Anordnung zum Übertragen von Daten zwischen einer Zentrale und einem von mehreren Datenendgeräten

Info

Publication number: DE4412119C1
Application number: DE19944412119
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl Ing Braun; Hartmut Dipl Ing Heinbach
Original assignee: Ritto Werk Loh GmbH and Co KG
Current assignee: Schneider Electric GmbH
Priority date: 1994-04-08
Filing date: 1994-04-08
Publication date: 1995-01-19
Anticipated expiration: 2014-04-09

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Übertragen von Daten zwischen einer Zentrale und einem von mehreren Datenendgeräten in beiden Übertragungsrichtungen.

Bei den bekannten Anordnungen (DE 26 28 753 B2) dieser Art sind zwischen der Zentrale und den Datenendgeräten vielfach eine große Anzahl von Leitungen erforderlich oder es ist ein erheblicher Steuerungsaufwand in der Zentrale und den Endgeräten erforderlich, um wahlweise die Datenübertragung in der Richtung vom Datenendgerät zur Zentrale oder in Richtung von der Zentrale zu einem ausgewählten Datenendgerät vornehmen zu können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der zwischen den Datenendgeräten und der Zentrale nur wenige Leitungen erforderlich sind und bei der mit einfachem Steuerungsaufwand die Datenübertragung wahlweise in beiden Richtungen eingeleitet und vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß jedes Datenendgerät über eine individuelle Datenübertragungsleitung, eine erste Steuerleitung und eine zweite Steuerleitung mit der Zentrale verbunden ist, daß die Daten in beiden Richtungen über die individuelle Datenübertragungsleitung gegen Erde übertragbar sind, daß zur Einleitung der Datenübertragung von einem Datenendgerät zur Zentrale das Datenendgerät die erste Steuerleitung aktiviert, daß bei Empfangsbereitschaft der Zentrale diese die zweite Steuerleitung aktiviert und damit im angesteuerten Datenendgerät die Datenübertragung über die Datenübertragungsleitung auslöst und die Aktivierung der ersten Steuerleitung aufhebt, daß die Zentrale nach dem Empfang der Daten die Aktivierung der zweiten Steuerleitung aufhebt, daß zur Einleitung der Datenübertragung von der Zentrale zu einem von der Zentrale ausgewählten Datenendgerät die Zentrale die zweite Steuerleitung aktiviert, daß bei Empfangsbereitschaft des Datenendgerätes dieses die erste Steuerleitung aktiviert und damit in der Zentrale die Datenübertragung über die Datenübertragungsleitung auslöst und die Aktivierung der zweiten Steuerleitung aufhebt und daß das Datenendgerät nach dem Empfang der Daten die Aktivierung der ersten Steuerleitung aufhebt.

Mit der Zuordnung der Steuerleitungen zu den beiden Richtungen und dem Wechselspiel der Aktivierungssignale auf den Steuerleitungen kann auf einfache Weise die Datenübertragung richtungsabhängig auf der individuellen Datenübertragungsleitung eingeleitet und durchgeführt werden. Der Steuerungsaufwand beschränkt sich auf Schaltungen zum Erzeugen und Auswerten der Aktivierungssignale, sowie zur Erzeugung der Datensignale.

Für die Datenübertragung ist nach einer Ausgestaltung bevorzugt vorgesehen, daß die Daten in Puls-Phasen-Modulation übertragbar sind.

Ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, daß die individuellen Datenübertragungsleitungen aller Datenendgeräte über eine Auswahllogik mit der Zentrale verbunden sind, dann können die Datenendgeräte von der Zentrale aus individuell ausgewählt und angesteuert werden.

Für das Senden und Empfangen der Aktivierungssignale in beiden Richtungen ist nach einer einfachen Ausgestaltung vorgesehen, daß jedem Datenendgerät in der Zentrale eine Anschlußschaltung zugeordnet ist, in der an die erste Steuerleitung eine Empfangsschaltung für das Aktivierungssignal und an die zweite Steuerleitung eine Sendeschaltung für das Aktivierungssignal angeschaltet sind, daß in jedem Datenendgerät an die erste Steuerleitung eine Sendeschaltung für das Aktivierungssignal und an die zweite Steuerleitung eine Empfangsschaltung für das Aktivierungssignal angeschaltet sind. Die Auslegung der Anordnung kann dabei mit wenig Aufwand dadurch erfolgen, daß das Aktivierungssignal auf den Steuerleitungen als Spannungsänderung gebildet ist, die mittels eines als Schalttransistor ausgebildeten Sendeschaltung erzeugbar ist, und daß die Spannungsänderung mittels einer als Komparator ausgebildeten Empfangsschaltung auswertbar ist, die mit einem Eingang mit der Steuerleitung und mit dem anderen Eingang an einer Bezugsspannung angeschaltet ist.

Die Erkennung einer Anforderung für die Datenübertragung wird dadurch vorgenommen, daß die parallelgeschalteten Ausgänge der Empfangsschaltungen aller Datenendgeräte in der Zentrale von einem Mikrokontroller zyklisch abtragbar sind, und daß der Ausgang der Empfangsschaltung in jedem Datenendgerät vom zugeordneten Mikrokontroller abfragbar ist.

Für die Datenübertragung ist die Anordnung so ausgebildet, daß an jeder individuellen Datenübertragungsleitung an beiden Enden sowohl eine Sendeschaltung als auch eine Empfangsschaltung angeschaltet ist, mit denen Spannungsänderungen auf der Datenübertragungsleitung erzeugbar und auswertbar sind. Für die Puls-Phasen-Modulation ist die Ausgestaltung so vereinfacht, daß mit den Sendeschaltungen bei Bitwechsel der Daten Spannungsspitzen über die Datenübertragungsleitung übertragbar sind.

Damit die Auswahl der Datenendgeräte eindeutig erfolgt, ist vorgesehen, daß die Ausgänge der als Komparator ausgebildeten Empfangsschaltungen über Gatterschaltungen auf den Mikrokontroller der Zentrale geschaltet sind, die über die Auswahllogik beim Auswählen des Datenendgerätes freigebbar sind.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung als Stromlaufplan dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine Zentrale mit einem Mikrokontroller µcZ, an die mehrere Datenendgeräte EG angeschaltet sind. Dabei ist die Anschaltung über jeweils eine Leitung Ltg mit einer Datenübertragungsleitung L₁ und zwei Steuerleitungen L₂ und L₃. Jede Leitung Ltg führt in der Zentrale Z über eine Anschlußschaltung EG-An auf den Mikrokontroller µcZ, wobei die Anschlüsse AKT, ANF, DÜS, MODE und DÜE aller Anschlußleitungen EG-An vielfachgeschaltet sind. Lediglich der Anschluß AUSW ist individuell pro Anschlußschaltung EG-An und dient zur gezielten Auswahl und Ansteuerung eines bestimmten Datenendgerätes EG. In jedem Datenendgerät EG ist ein Mikrokontroller µcEG vorgesehen, der ebenso wie der Mikrokontroller µcZ der Zentrale Z die ankommende Steuerleitung L₂ bzw. L₃ zyklisch auf das Auftreten eines Aktivierungssignals abfragt. Das Auftreten eines Aktivierungssignals auf der ersten Steuerleitung L₂ zeigt an, daß das Datenendgerät EG eine Datenübertragung vornehmen will, während das Auftreten des Aktivierungssignals auf der zweiten Steuerleitung L₃ anzeigt, daß die Zentrale Z eine Datenübertragung vornehmen will. Nachfolgend werden diese beiden Betriebsarten näher erläutert.

Wird in dem Datenendgerät EG eine Taste betätigt, dann wird die erste Steuerleitung L₂ aktiviert. Die als Schaltstufe ausgebildete Sendeschaltung T-SHG ändert den Gleichspannungspegel auf der Steuerleitung L₂. In der Anschlußschaltung EG-An wird diese Pegeländerung durch die als Komparator ausgebildete Empfangsschaltung K-HSZ erkannt. Der Komparator vergleicht den Pegel auf der Steuerleitung L₂ mit einer Bezugsspannung Ur₁. Ist die Steuerleitung L₂ aktiviert, tritt am Ausgang der Empfangsschaltung K-HSZ, d. h. am Ausgang des Komparators, ein Pegelwechsel auf, der auch am Eingang der nachgeschalteten Gatterschaltung G-HSZ ansteht.

Der Mikrokontroller µcZ der Zentrale Z fragt die Anschlußschaltungen EG-An über die Anschlusse AUSW zyklisch ab. Die Auswahllogik AWL steuert über die Leitung AW die Gatterschaltungen G-HSZ und G-DÜZ an. Auf dem Anschluß ANF wird dem Mikrokontroller µcZ angezeigt, daß das zugeordnete Datenendgerät EG eine Datenübertragung wünscht. Der Mikrokontroller µcZ steuert dann den Anschluß AKT an, so daß die Sendeschaltung T-HSZ das Aktivierungssignal auf die zweite Steuerleitung L₃ gibt. Auch diese Sendeschaltung T-HSZ ist als Schaltstufe ausgebildet und im Datenendgerät EG wird diese Anforderungsbestätigung durch eine als Komparator ausgebildete Empfangsschaltung K-HSEG aufgenommen. Der Komparator vergleicht den Pegel auf der Steuerleitung L₃ wieder mit der Bezugsspannung Ur₁ und gibt an den Mikrokontroller µcEG das Aktivierungssignal weiter. Der Mikrokontroller µcEG beginnt nun mit der Datenübertragung auf der Datenübertragungsleitung L₁. Dabei wird die als Schaltstufe ausgebildete Sendeschaltung T-DÜEG angesteuert, wobei bei jedem Bitwechsel der in Puls-Phasen-Modulation übertragenen Daten eine Spannungsspitze auf der Datenübertragungsleitung L₁ erzeugt wird. Diese Spannungsspitzen werden in der Anschlußschaltung EG-An von einer als Komparator ausgebildeten Empfangsschaltung K-DÜZ aufgenommen und über die freigegebene Gatterschaltung G-DÜZ über den Anschluß DÜE an den Mikrokontroller µcZ der Zentrale Z weitergegeben. Der Komparator vergleicht die Spannungsspitzen mit einer Bezugsspannung Ur₂. Mit dem Beginn der Datenübertragung wird im Endgerät EG von dem Mikrokontroller µcEG die Aktivierung der Steuerleitung L₂ aufgehoben. Hat die Zentrale Z die Daten aufgenommen, schaltet der Mikrokontroller µcZ das Aktivierungssignal am Anschluß AKT ab. Damit ist die Datenübertragung beendet. Die Datenübertragung erfolgt gegen Ende, wie die Leitung L₄ zeigt.

Auch in den Datenendgeräten EG wird vom Mikrokontroller µcEG zyklisch die ankommende zweite Steuerleitung L₃ abgefragt. Wird über die als Komparator ausgebildete Empfangsschaltung K-HSEG die Aktivierung der Steuerleitung L₃ erkannt, dann wird dem Mikrokontroller µcEG angezeigt, daß die Zentrale Z Daten an das Datenendgerät EG übertragen will. Die Aktivierung erfolgt über den Anschluß AKT nach der Auswahl des individuellen Anschlusses AUSW und die Freigabe der Gatterschaltungen G-HSZ und G-DÜZ. Hat das Datenendgerät EG die Aktivierung erkannt, dann wird vom Mikrokontroller µcEG die erste Steuerleitung L₂ aktiviert. Die als Schaltstufe ausgebildete Sendeschaltung T-HSEG verändert den Gleichspannungspegel auf der Steuerleitung L₂. In der Anschlußschaltung EG-An spricht die als Komparator ausgebildete Empfangsschaltung K-HSZ an. Das Ausgangssignal passiert die freigegebene Gatterschaltung G-HSZ und am Anschluß ANF wird dem Mikrokontroller µcZ angezeigt, daß er mit der Datenübertragung beginnen kann. Mit dem Beginn der Datenübertragung wird die Ansteuerung des Anschlusses AKT und damit die Aktivierung der zweiten Steuerleitung L₃ aufgehoben. Die Datenübertragung erfolgt über den Anschluß DÜS, die ausgewählte Auswahllogik AWL und die Leitung DÜL. Die als Schaltstufe ausgebildete Sendeschaltung T-DÜZ gilt bei jedem Bitwechsel der in Puls-Phasen-Modulation übertragenen Daten eine Spannungsspitze auf die Datenübertragungsleitung L₁.

Im Datenendgerät EG nimmt die als Komparator ausgebildete Empfangsschaltung K-DÜEG diese Daten auf und leitet sie dem Mikrokontroller µcEG zu. Ist die Datenübertragung beendet, dann schaltet der Mikrokontroller µcEG die Aktivierung der ersten Steuerleitung L₂ ab. Das Signal auf dem Anschluß ANF verschwindet und zeigt auch dem Mikrokontroller µcZ an, daß das Datenendgerät EG die Daten empfangen hat.

Claims

1. Anordnung zum Übertragen von Daten zwischen einer Zentrale und einem von mehreren Datenendgeräten in beiden Übertragungsrichtungen, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Datenendgerät (EG) über eine individuelle Datenübertragungsleitung (L₁), eine erste Steuerleitung (L₂) und eine zweite Steuerleitung (L₃) mit der Zentrale (Z) verbunden ist,
daß die Daten in beiden Richtungen über die individuelle Datenübertragungsleitung (L₁) gegen Erde übertragbar sind,
daß zur Einleitung der Datenübertragung von einem Datenendgerät (EG) zur Zentrale (Z) das Datenendgerät (EG) die erste Steuerleitung (L₂) aktiviert,
daß bei Empfangsbereitschaft der Zentrale (Z) diese die zweite Steuerleitung (L₃) aktiviert und damit im angesteuerten Datenendgerät (EG) die Datenübertragung über die Datenübertragungsleitung (L₁) auslöst und die Aktivierung der ersten Steuerleitung (L₂) aufhebt,
daß die Zentrale (Z) nach dem Empfang der Daten die Aktivierung der zweiten Steuerleitung (L₃) aufhebt,
daß zur Einleitung der Datenübertragung von der Zentrale (Z) zu einem von der Zentrale (Z) ausgewählten Datenendgerät (EG) die Zentrale (Z) die zweite Steuerleitung (L₃) aktiviert,
daß bei Empfangsbereitschaft des Datenendgerätes (EG) dieses die erste Steuerleitung (L₂) aktiviert und damit in der Zentrale (Z) die Datenübertragung über die Datenübertragungsleitung (L₁) auslöst und die Aktivierung der zweiten Steuerleitung (L₃) aufhebt und
daß das Datenendgerät (EG) nach dem Empfang der Daten die Aktivierung der ersten Steuerleitung (L₂) aufhebt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten in Puls-Phasen-Modulation (PPM) übertragbar sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die individuellen Datenübertragungsleitungen (L₁) aller Datenendgeräte (EG) über eine Auswahllogik (AWL) mit der Zentrale (Z) verbunden sind.

4. Anordnung nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß jedem Datenendgerät (EG) in der Zentrale (Z) eine Anschlußschaltung (EG-An) zugeordnet ist, in der an die erste Steuerleitung (L₂) eine Empfangsschaltung (KHSZ) für das Aktivierungssignal und an die zweite Steuerleitung (L₃) eine Sendeschaltung (T-HSZ) für das Aktivierungssignal angeschaltet sind,
daß in jedem Datenendgerät (EG) an die erste Steuerleitung (L₂) eine Sendeschaltung (T-HSEG) für das Aktivierungssignal und an die zweite Steuerleitung (L₃) eine Empfangsschaltung (K-HSEG) für das Aktivierungssignal angeschaltet sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Aktivierungssignal auf den Steuerleitungen (L₂, L₃) als Spannungsänderung gebildet ist, die mittels eines als Schalttransistor ausgebildeten Sendeschaltung (T-SHEG, T-HSZ) erzeugbar ist, und
daß die Spannungsänderung mittels einer als Komparator ausgebildeten Empfangsschaltung (K-HSZ, K-HSEG) auswertbar ist, die mit einem Eingang mit der Steuerleitung (L₂ bzw. L₃) und mit dem anderen Eingang an einer Bezugsspannung (Ur₁) angeschaltet ist.

6. Anordnung nach einem der Anspruche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die parallelgeschalteten Ausgänge der Empfangsschaltungen (K-HSZ) aller Datenendgeräte (EG) in der Zentrale (Z) von einem Mikrokontroller (µcZ) zyklisch abtragbar sind, und
daß der Ausgang der Empfangsschaltung (K-HSEG) in jedem Datenendgerät (EG) vom zugeordneten Mikrokontroller (µcEG) abfragbar ist.

7. Anordnung nach einem der Anspruche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder individuellen Datenübertragungsleitung (L₁) an beiden Enden sowohl eine Sendeschaltung (T-DÜEG, T-DÜZ) als auch eine Empfangsschaltung (K-DÜZ, K-DÜEG) angeschaltet ist, mit denen Spannungsänderungen auf der Datenübertragungsleitung (L₁) erzeugbar und auswertbar sind.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Sendeschaltungen (T-DÜEG, T-DÜZ) bei Bitwechsel der Daten Spannungsspitzen über die Datenübertragungsleitung (L₁) übertragbar sind.

9. Anordnung nach einem der Anspruche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der als Komparator ausgebildeten Empfangsschaltungen (K-DÜZ, K-HSZ) über Gatterschaltungen (G-DÜZ, G-HSZ) auf den Mikrokontroller (µcZ) der Zentrale (Z) geschaltet sind, die über die Auswahllogik (AWL) beim Auswählen des Datenendgerätes (EG) freigebbar sind.