JP2005050238A - シリアル通信方式および通信端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マスタ端末とスレーブ端末の設定の誤りが発生しない半二重通信データ線とリクエスト信号線とによるシリアル通信方式および通信端末装置を提供する。
【解決手段】相手通信端末から半二重通信データ線を通して初期化要求コマンドを受信した場合は、自端末をスレーブ端末に設定する第１の設定ステップと、リクエスト信号線上のリクエスト オン信号を検出した場合は、自端末をマスタ端末に設定する第２の設定ステップとを備え、この２つの設定ステップの結果から初期化設定動作を行うことで設定の誤りが発生しないシリアル通信方式および通信端末装置が提供できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、マスタ端末とスレーブ端末とを半二重通信データ線とリクエスト信号線とで接続するシリアル通信装置に係り、特に、マスタ端末とスレーブ端末とを自動的に判別する方式および装置に関する。

従来から、データ伝送方式として半二重通信データ線とリクエスト信号線を用いて通信を行う手段がある（例えば、特許文献１参照）。この伝送方式の場合、マスタ端末とスレーブ端末の主従関係を定めて通信を行う方法があるが、あらかじめマスタ端末とスレーブ端末とが決められている装置の場合には機能上の問題はないが、システムが固定されてしまい、自由度が損なわれる欠点があった。
また、設定スイッチを内部に持ち、マスタ端末とするかスレーブ端末とするかを選択できる装置もあるが、設定を誤る可能性があった。

図５は、従来のマスタ端末とスレーブ端末との接続例を図示したもので、同図（Ａ）（Ｂ）は機能が固定されている機器を組み合せた場合で、（Ａ）の組み合せの場合は通信が行えるが、（Ｂ）の組み合せではマスタ端末同士なので通信が行えない接続である。
また、（Ｃ）（Ｄ）は設定スイッチを内部に持っている機器の場合であるが、（Ｄ）の組み合せのように選択を誤ると通信が出来ない問題があった。
特開平５−２１６７９３号公報

設定スイッチによって、マスタ端末とするかスレーブ端末とするかを切り換える方法は、自由度はあるが設定の誤りを招くという問題点がある。殊に相手通信端末が不明の場合には設定が極めて面倒であった。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、設置時において、自動的にマスタ端末あるいはスレーブ端末に設定出来るようにするものであり、また相手通信端末が変わった場合にも、自動的に判別して対応し、通信を可能とする方法および装置を提供するものである。

本発明は、上記課題を解決する手段として以下の（１）（２）に記載の構成からなる。すなわち、
（１）相手通信端末との間を半二重通信データ線と通信要求のためのリクエスト信号線とで接続されており、初期状態において、前記半二重通信データ線または前記リクエスト信号線を通して送信されてくる前記相手通信端末からの送信状態によって、前記相手通信端末とマスタ／スレーブ関係を定めて通信を行う通信端末の設定方法において、
前記通信端末は、前記相手通信端末から前記半二重通信データ線を通して初期化要求コマンドを受信する受信ステップと、
前記受信ステップに引き続き、自身をスレーブ端末に設定する第１の設定ステップと、
前記リクエスト信号線上のリクエストオン信号を検出する検出ステップと、
前記検出ステップに引き続き、自身をマスタ端末に設定する第２の設定ステップと、
前記第１の設定ステップまたは前記第２の設定ステップの設定に引き続き、前記通信端末を初期化する初期化ステップと
を備えたことを特徴とする通信端末の設定方法。
（２）相手通信端末との間を半二重通信データ線と通信要求のためのリクエスト信号線とで接続されており、初期状態において、前記半二重通信データ線または前記リクエスト信号線を通して送信されてくる前記相手通信端末からの送信状態によって、前記相手通信端末とマスタ／スレーブ関係を定めて通信を行うシリアル通信端末装置において、
前記半二重通信データ線を通してコマンドを受信する受信部と、
前記リクエスト信号線を通してリクエストオン信号を検出する検出部と、
前記受信部が初期化要求コマンドを受信したときは、前期通信端末装置をスレーブ端末に設定し、
前記検出部がリクエストオン信号を検出したときは、前期通信端末装置をマスタ端末に設定する設定部と、
前記設定部の設定に引き続き、前期通信端末装置を初期化する初期化部と
を備えたことを特徴とする通信端末装置。

半二重通信データ線を用いてシリアル通信を行うにあたって、相手通信端末の種類が分からない場合であっても、接続して電源を入れると、自動的に種類を判別し、初期設定が行えるので、設定誤りを無くすことができ、常に正しい接続が可能となる。
また、この機能を有することにより、システム構成に柔軟性を持たせることができる。

以下、本発明のシリアル通信方式および通信端末装置の実施形態につき、好ましい実施例により図面を参照して説明する。

図１は本発明に係るマスタ／スレーブの自動判別機能付端末（以下、自動判別端末）の一実施例を示すブロック図、図２は自動判別端末とマスタ端末との相互接続を示したブロック図、図３は自動判別端末とスレーブ端末との相互接続を示したブロック図、図４は自動判別端末の判別方法および設定の手順を示した図である。
また、図６は従来のマスタ端末とスレーブ端末の相互接続を示したブロック図、図７はマスタ端末とスレーブ端末間の通信方法を示したタイミング図、図８はマスタ端末とスレーブ端末間の初期化の手順を示した図である。

まず本実施例の自動判別端末による動作を説明する前に、固定のマスタ端末とスレーブ端末の接続および初期化設定について簡単に説明する。
図６は、マスタ端末２とスレーブ端末３の相互接続を示した図である。マスタ端末２およびスレーブ端末３は、共に内部にマイコン部２１、３１と、送受信切替回路２２、３２を有し、夫々図のように接続されており、この部分は両方ともに同一の構成になっている。そして、送受信切替回路２２、３２の出力側は、半二重通信データ線で相互に接続されている。
一方、マスタ端末２のマイコン部２１にはリクエスト信号の入力ポートが有り、また、スレーブ端末３のマイコン部３１にはリクエスト信号の出力ポートが用意されている。この両ポートは、図示するようにリクエスト信号線を介して相互に接続されている。なお、スレーブ端末３のマイコン部３１の出力ポートはオープンコレクタ形式で出力されているので、マスタ端末２のマイコン部２１の入力ポートは、プルアップ（抵抗を介して電源に接続する回路）が必要となる。

次に、この両端末間の通信方法を説明する。まず、定常状態ではマスタ端末２の送受信切替回路２２は送信状態に、スレーブ端末３の送受信切替回路３２は受信状態になっている。 また、マスタ端末２のマイコン部２１の入力ポートは、常時受信状態になっている。
図７（Ａ）はマスタ端末からスレーブ端末に、半二重通信データ線でコマンド（データ）を送信する場合を示したもので、この場合は同図（ａ）のようにどのタイミングからでも送信できる。
一方、図７（Ｂ）は逆にスレーブ端末からマスタ端末に送信するデータがある場合で、この場合には、まずスレーブ端末からリクエスト信号線を使ってリクエストオン信号を送信する（同図（ｃ））。マスタ端末はこの信号を受信後、半二重通信データ線でコマンド（ステータスリクエスト）を送信し（同図（ａ））、送信が終了後送受信切替回路２２を受信状態にする。スレーブ端末はこのコマンドを受信後、送受信切替回路３２を送信に切替え、ステータス（データ）を送信する（同図（ｂ））。この送信が終了したら送受信切替回路３２を受信状態に戻し、リクエスト信号を再びオフにする（同図（ｃ））。
このようにして両端末間の通信が行われる。

次に、両端末の初期化方法について図８を用いて説明する。同図では信号の流れは矢印で示し、上から下へ時間が経過する表示である。また、半二重通信データ線の伝送は実線で、リクエスト信号線の伝送は破線で示している。
図８において、電源投入後、マスタ端末から「初期化要求コマンド」が送信され、スレーブ端末はリクエストオン信号を送信する。マスタ端末はこのリクエストオン信号を受信して「ステータスリクエスト」コマンドを送信し、受信状態に切替え、スレーブ端末から送信される「初期化完了」のステータスコマンドの受信を待つ。
スレーブ端末は、マスタ端末からの「ステータスリクエスト」コマンドを受信後、送信に切替え、「初期化完了」のステータスコマンドを送信し、送信が終了したら受信状態に戻し、次いでリクエスト信号をオフにする。以上でシリアル通信の初期化が完了する。

次に、本実施例の自動判別端末による動作を説明する。
図１は自動判別端末の回路構成を示すブロック図である。この構成で単独機能のマスタ端末やスレーブ端末と大きく異なるところは、リクエスト信号線接続回路１３が加わっていることと、マイコン１１にリクエスト信号の出力ポートと入力ポートの両方が存在することである。
この自動判別端末の電源投入時の初期動作は次の通りである。まず送受信切替回路１２は「受信」状態に、リクエスト信号の出力ポートはオフに、同じく入力ポートは受信状態に夫々を設定されている。

図２は自動判別端末１とマスタ端末２との接続を、図３は自動判別端末１とスレーブ端末との接続を夫々示したものであるが、両図から分かるように、自動判別端末１から見たときは、相手通信端末がどちらでも半二重通信データ線とリクエスト信号線への接続は同一となる。すなわち、自動判別端末１は、相手通信端末の種類が不明の場合であっても接続は可能である。

図４は、自動判別端末が図２あるいは図３のような組合せで接続が行われたとき、相手通信端末を自動判別する方法と初期化の手順を示した図である。
同図（Ａ）は、相手通信端末がマスタ端末の場合である。まず、接続後の電源投入時は上記したように、自動判別端末の送受信切替回路は受信状態であるから、マスタ端末からの初期化要求コマンドを受信することになる。これにより自動判別端末は、同図に示すように自身をスレーブ端末に設定する。こうしてスレーブ端末としての動作に切替え、まずリクエストオン信号を送信し、以下は図８で説明した過程と同じようにスレーブ端末としての初期化設定動作が行われる。

また、図４（Ｂ）は相手通信端末がスレーブ端末の場合である。このときは接続後の電源投入時にスレーブ端末からのリクエストオン信号が受信される。これにより自動判別端末は同図に示すように自身をマスタ端末に設定し、マスタ端末として、まずステータスリクエストコマンドを送信し、以下は図８で説明した過程と同じ初期化設定動作を行う。

以上詳述したように、本実施例で説明した自動判別端末は、相手通信端末が不明の場合であっても、接続後の電源投入時の初期状態において、入力してきた信号の種類から自身をマスタ端末と設定すべきかスリーブ端末と設定すべきかを自動で判別できることになる。
このようにして、相手通信端末と自身の端末が特定できれば、初期化設定動作や、その後のシリアル通信を正常に行うことが出来るようになる。

マスタ／スレーブの自動判別機能を持った端末のブロック図である。 マスタ／スレーブの自動判別機能を持った端末とマスタ端末との相互接続を示したブロック図である。 マスタ／スレーブの自動判別機能を持った端末とスレーブ端末との相互接続を示したブロック図である。 自動判別方法および設定の手順を示した図である。 従来の相互接続状態の課題を説明するための図である。 従来のマスタ端末とスレーブ端末の相互接続を示したブロック図である。 マスタ端末とスレーブ端末間の通信方法を示したタイミング図である。 マスタ端末とスレーブ端末間の初期化の手順を示した図である。

符号の説明

１ 自動判別端末
２ マスタ端末
３ スレーブ端末
１１ 自動判別端末のマイコン回路
１２ 自動判別端末の送受信切替回路
１３ 自動判別端末のリクエスト信号線接続回路
２１ マスタ端末のマイコン回路
２２ マスタ端末の送受信切替回路
３１ スレーブ端末のマイコン回路
３２ スレーブ端末の送受信切替回路

Claims (2)

1. 相手通信端末との間を半二重通信データ線と通信要求のためのリクエスト信号線とで接続されており、初期状態において、前記半二重通信データ線または前記リクエスト信号線を通して送信されてくる前記相手通信端末からの送信状態によって、前記相手通信端末とマスタ／スレーブ関係を定めて通信を行う通信端末の設定方法において、
   前記通信端末は、前記相手通信端末から前記半二重通信データ線を通して初期化要求コマンドを受信する受信ステップと、
   前記受信ステップに引き続き、自身をスレーブ端末に設定する第１の設定ステップと、
   前記リクエスト信号線上のリクエストオン信号を検出する検出ステップと、
   前記検出ステップに引き続き、自身をマスタ端末に設定する第２の設定ステップと、
   前記第１の設定ステップまたは前記第２の設定ステップの設定に引き続き、前記通信端末を初期化する初期化ステップと
   を備えたことを特徴とする通信端末の設定方法。
2. 相手通信端末との間を半二重通信データ線と通信要求のためのリクエスト信号線とで接続されており、初期状態において、前記半二重通信データ線または前記リクエスト信号線を通して送信されてくる前記相手通信端末からの送信状態によって、前記相手通信端末とマスタ／スレーブ関係を定めて通信を行うシリアル通信端末装置において、
   前記半二重通信データ線を通してコマンドを受信する受信部と、
   前記リクエスト信号線を通してリクエストオン信号を検出する検出部と、
   前記受信部が初期化要求コマンドを受信したときは、前期通信端末装置をスレーブ端末に設定し、
   前記検出部がリクエストオン信号を検出したときは、前期通信端末装置をマスタ端末に設定する設定部と、
   前記設定部の設定に引き続き、前期通信端末装置を初期化する初期化部と
   を備えたことを特徴とする通信端末装置。
   
   

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