JP2005136571A - シリアル通信回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 シリアルラインに対して並列に接続される接続機器の台数にかかわらず、その接続機器からのシリアル信号を確実に受信可能とする。
【解決手段】 シリアルライン３に対して複数台の機器（リモコン）２が並列として接続されるともに、シリアルライン３に１台以上の受信側機器（室内機）１が接続され、各リモコンからのシリアル信号の電圧波形と比較基準電圧とを比較回路１０ａで比較し、その比較出力信号に基づいてシリアル信号を認識して室内機１側で受信するシリアル通信回路において、シリアルライン３に接続されるリモコン２の台数を設定するスイッチ手段１２と、接続されるリモコン２の台数に応じて求められた複数の比較基準電圧値を記憶手段に記憶し、スイッチ手段１２にて設定されたリモコン２の台数に応じた比較基準電圧値を上記記憶手段から読み出して比較回路１０ａに与える制御手段１１とを備え、リモコン２の接続台数に応じて比較基準電圧値を変化させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シリアルラインに並列に接続された複数台の接続機器の各々から送出されるシリアル信号を受信側機器で受信するシリアル通信回路に関し、さらに詳しく言えば、接続機器の台数にかかわらず各接続機器から送出されるシリアル信号を正確に受信可能とするシリアル通信回路に関するものである。

この種のシリアル通信回路の一例として、図４にエアコンの室内機１に対してシリアルライン３を介して複数台のリモコン２を接続した例を示す。この例において、室内機１が受信側機器であり、リモコン２がシリアルライン３に対して並列に接続される接続機器である。この場合、室内機１が１台であることから各リモコン２からは同時にリモコン信号が送信されないように制御がかけられている。

別の例として、図５にリモコン２によって制御される室内機１を複数台に増やし、これに対応してリモコン２をさらに増加した例えばビルなどの大型建物に適用される大規模のエアコン制御システムを示す。この場合には、各室内機１および各リモコン２にそれぞれ固有の通信アドレスを設定しておくことにより、所定のリモコン２によって所定の室内機１の運転状態を適宜設定することができる。

図６に例示するように、上記室内機１は各リモコン２から送出されるシリアル信号を受信するシリアル受信回路４を備えている。この受信回路４は、入力端子Ａを介して入力される各リモコン２からのシリアル信号を比較基準電圧とを比較し、その比較信号を出力端子Ｂから室内機１の受信部である例えばマイクロコンピュータ（図示省略）に出力する。

受信回路４は、入力端子Ａから入力されるシリアル信号を所定電圧に分圧する抵抗回路５と、分圧された所定電圧と比較基準電圧とを比較する比較回路６と、その比較結果を出力信号に変換するための出力回路７とを備えている。

この例において、抵抗回路５は入力シリアル信号電圧を分圧するための直列に接続された２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２を有し、その一方の抵抗Ｒ１には装置内電源（例えば１２Ｖ）が印加され、他方の抵抗Ｒ２はＧＮＤに接続されている。抵抗Ｒ１，Ｒ２の値は任意に決められる。

比較回路６は、負帰還抵抗Ｒ５を有し比較基準電圧が反転入力端子（−）に入力されるとともに、入力シリアル信号（受信信号）が非反転入力端子（＋）に入力される非反転型のコンパレータ６ａを主体とし、分圧抵抗Ｒ３，Ｒ４によって装置内電源電圧（１２Ｖ）から比較基準電圧を得ている。

その比較結果の信号は抵抗Ｒ６ないしＲ８によって出力され、トランジスタ６ｂによって波形整形等のために所定に増幅され、これが抵抗９，Ｒ１０によって例えば５Ｖレベルとされる。出力回路７は５Ｖレベルの受信信号を雑音に強い負信号（反転信号）とするためにトランジスタ７ａで反転してこれを抵抗Ｒ１１によって出力端子Ｂから出力する。

しかしながら、上記受信回路４によると、シリアルラインに並列接続されるリモコン２の台数が増加した場合、シリアルラインを介したシリアル信号のＬレベルが上昇し、比較基準電圧よりも高くなって受信信号が得られなくなることがある。

すなわち、各リモコン２の出力段にはプルアップ抵抗Ｒが設けられ、これら並列のプルアップ抵抗Ｒが受信側の入力段の抵抗Ｒ１と並列に接続されるため、接続されるリモコン２の台数が多くなると、入力端子Ａから入力される信号のＬレベルが上昇して当初に設定された比較基準電圧を越えることがある。

例えば、当初シリアルライン３に接続されるリモコン２の台数が２台程度である場合には、入力端子Ａから入力される信号のＬレベルは比較的低いため、抵抗Ｒ３，Ｒ４により比較基準電圧が図７（ａ）に示すように入力信号のほぼ中央値あたりに設定される。

しかしながら、比較基準電圧をそのままとして、その後にリモコン２の台数が増やされると、上記したように入力信号のＬレベルが上昇して図７（ｂ）に示すように比較基準電圧より高くなり入力信号を認識し得なくなる。本発明の課題は、これを解決することである。

上記課題を解決するため、本発明は、シリアルラインに対して複数台の機器が並列に接続されるともに、上記シリアルラインに１台以上の受信側機器が接続され、上記接続機器から送出されるシリアル信号を上記受信側機器で受信するにあたって、上記シリアル信号の電圧波形と比較基準電圧とを比較回路で比較し、その比較出力信号に基づいて上記シリアル信号を認識して上記受信側機器で受信するシリアル通信回路において、上記シリアルラインに対して並列に接続される上記接続機器の台数を設定するスイッチ手段と、予め上記接続機器の台数に応じて求められた複数の比較基準電圧値を記憶手段に記憶し、上記スイッチ手段にて設定された上記接続機器の台数に応じた比較基準電圧値を上記記憶手段から読み出して上記比較回路に与える制御手段とを備えていることを特徴としている。

上記接続機器の台数が増えるほど入力信号のＬレベルが上昇するため、上記記憶手段に記憶される上記比較基準電圧値は、上記接続機器の台数に比例した値とされることが好ましい。

また、上記課題を解決するため、本発明は、シリアルラインに対して複数台の機器が並列に接続されるともに、上記シリアルラインに１台以上の受信側機器が接続され、上記接続機器から送出されるシリアル信号を上記受信側機器で受信するにあたって、上記シリアル信号の電圧波形と比較基準電圧とを比較回路で比較し、その比較出力信号に基づいて上記シリアル信号を認識して上記受信側機器で受信するシリアル通信回路において、上記シリアル信号の電圧振幅を検出してデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、上記デジタル値により上記シリアル信号の電圧振幅（Ｖｈ）の中央値（Ｖｈ／２）を算出し、その中央値（Ｖｈ／２）をアナログに変換して上記比較基準電圧として上記比較回路に与える制御手段とを備えていることを特徴としている。

本発明の好ましい態様によれば、上記制御手段は、上記受信側機器の零電位（ＧＮＤ）に対する上記シリアル信号のＬレベル電位ΔＶを検出し、上記中央値（Ｖｈ／２）に上記Ｌレベル電位ΔＶを加算して上記比較回路に与える上記比較基準電圧とする。
本発明のシリアル通信回路は、上記受信側機器がエアコンであり、上記接続機器が上記エアコンに制御信号を与えるリモコンであるエアコン制御システムに特に好適である。

本発明のシリアル通信回路は、シリアルラインを介した入力シリアル信号と比較基準電圧とを比較して同シリアル信号を受信する際に、その比較基準電圧をそのシリアルラインに並列に接続された機器台数に応じて可変し、あるいはそのシリアル信号の電圧振幅の中央値に変えことから、接続機器の台数が変動し、特にその接続機器の台数が増えても、シリアル信号の誤検出を低減することができ、シリアル信号の確実な受信が可能である。

本発明のシリアル通信回路は、シリアルラインを介して機器からのシリアル信号と比較する比較基準電圧を可変する手段を備え、シリアルラインに並列に接続されている機器の台数にかかわらず、最適な比較基準電圧を発生して入力シリアル信号を確実に受信可能としている。

図１は、本発明のシリアル通信回路を示す概略的回路図である。なお図中、図３と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。なおこの例においても、シリアルラインに接続される受信側機器はエアコンの室内機で、接続機器はリモコンであってよい。

このシリアル通信回路の受信回路１０は、マイクロコンピュータ１１のＤ／Ａ変換ポートから出力される比較基準電圧と、入力端子Ａから入力されるリモコン２のシリアル信号とを比較回路１０ａで比較し、この比較結果をもってシリアル信号を受信する。

マイクロコンピュータ１１は、外部に設けた例えばＤＩＰスイッチなどのスイッチ１２からの台数信号を入力ポートで受信し、この台数信号によりシリアルライン３に対して並列に接続されているリモコン２の台数を判断するとともに、予めメモリ１１ａに記憶している下記表１を参照して比較基準電圧を決定し、これをアナログ信号に変換してＤ／Ａ変換ポートから出力する。

表１から明らかなように、比較基準電圧値はシリアルライン３に接続されるリモコン２の台数ごとに異なり、その台数が多いほど高い値としている。なお、この表１のデータは経験により求めた一例であり、任意に決められてよい。 また、マイクロコンピュータ１１は室内機１の制御手段と兼用することもできる。

次に、上記構成としたシリアル通信回路の動作を図２のタイムチャート図を参照して説明する。図２（ａ）は先の図７（ａ）に対応しており、シリアルライン３に接続されるリモコン２の台数が例えば２台程度と少ない場合を表している。

この状態から、シリアルライン３に接続するリモコン２の台数を増加する場合、ユーザーは例えば既接続台数を含めてシリアルライン３に接続するリモコン２の総台数をスイッチ１２で設定する。すると、マイクロコンピュータ１１はその台数に応じた比較基準電圧をメモリ１１ａの表１から読み出し、これをアナログ変換してＤ／Ａ変換ポートから受信回路１０の入力端子Ｃに出力する。

入力端子Ｃから入力される比較基準電圧は、接続されているリモコン２の台数が多くなるほど高い電圧値である。したがって、図２（ｂ）に示すようにリモコン２の台数が多くなり、入力端子Ａからの入力シリアル信号のＬレベルが上昇しても、それに伴って比較基準電圧が高くなるために、比較回路１０ａのコンパレータ４ａからは信号が出力される。

このように、シリアルライン３に接続されるリモコン２の台数が増減しても、最適な比較基準電圧を得ることができ、それらリモコン２からのシリアル信号を受信回路１０で確実に受信することができる。なお先にも説明したように、リモコン２からのシリアル信号は１台づつに限られており、複数台のリモコン２から同時に信号が送出されないようにシステムが組まれている。

次に、図３により本発明の他の実施例について説明する。なお図中、図１と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略し、また、回路動作については図２を参照されたい。

この実施例においては、受信回路２０に各リモコン２から入力されるシリアル信号を分圧して出力する出力端子Ｄを備え、この出力端子Ｄからのシリアル信号をＡ／Ｄ変換回路２１でＡ／Ｄ変換し、そのデジルタ信号を受信側機器の制御手段であるマイクロコンピュータ２２の入力ポートに与える。

マイクロコンピュータ２２は、そのデジルタ信号によりシリアル信号のＬレベル電位およびＨレベルを得て、それらの差分である電圧振幅Ｖｈの中央値（Ｖｈ／２）を算出するとともに、この算出値（Ｖｈ／２）にそのシリアル信号のＬレベル電位の上昇分ΔＶを加算する（図２（ｂ）参照）。

なお、シリアル信号のＬレベル電位の上昇分ΔＶは当該回路の零電位（ＧＮＤ）に対する入力シリアル信号Ｌレベルの電位として求める。そして、その加算した電位値（Ｖｈ／２＋ΔＶ）を比較基準電圧としてＤ／Ａ変換ポートからアナログ値でコンパレータ４ａに出力する。

この実施例では比較基準電圧を現入力シリアル信号の電圧振幅Ｖｈから得ている。したがって、シリアルライン３に接続されているリモコン２の台数にかかわらず、その入力信号と比較基準電圧とを比較するコンパレータ４ａからは適切な信号が出力され、つまり入力シリアル信号の誤検出もなく、確実な信号受信が実現される。

本発明のシリアル通信回路は、マイクロコンピュータを備えていれば実現可能であることから、室内機および多数のリモコンによるエアコン制御システム、多数の室内機および多数のリモコンによるエアコン制御システムだけなく、シリアルラインを介して信号を送受信する機器間であれば広く利用が可能である。

本発明の第１実施例に係るシリアル通信回路の概略的回路図。 上記第１実施例の動作を説明する概略的タイムチャート図。 本発明の第２実施例に係るシリアル通信回路の概略的回路図。 従来のシリアル通信回路を用いたシステムを示す概略的ブロック線図。 従来のシリアル通信回路を用いた別のシステム示す概略的ブロック線図。 上記従来例におけるシリアル通信回路を示す概略的回路図。 上記従来例の動作を説明する概略的タイムチャート図。

符号の説明

１ 室内機
２ リモコン
３ シリアルライン
１０，２０ 受信回路
４ａ コンパレータ
６，１０ａ 比較回路
１１，２２ マイクロコンピュータ（受信側機器の）
１１ａ メモリ
１２ スイッチ
２１ Ａ／Ｄ変換回路
Ａ，Ｃ 入力端子
Ｂ，Ｄ 出力端子

Claims (5)

1. シリアルラインに対して複数台の機器が並列に接続されるともに、上記シリアルラインに１台以上の受信側機器が接続され、上記接続機器から送出されるシリアル信号を上記受信側機器で受信するにあたって、上記シリアル信号の電圧波形と比較基準電圧とを比較回路で比較し、その比較出力信号に基づいて上記シリアル信号を認識して上記受信側機器で受信するシリアル通信回路において、
   上記シリアルラインに対して並列に接続される上記接続機器の台数を設定するスイッチ手段と、予め上記接続機器の台数に応じて求められた複数の比較基準電圧値を記憶手段に記憶し、上記スイッチ手段にて設定された上記接続機器の台数に応じた比較基準電圧値を上記記憶手段から読み出して上記比較回路に与える制御手段とを備えていることを特徴とするシリアル通信回路。
2. 上記記憶手段に記憶される上記比較基準電圧値は、上記接続機器の台数に比例した値である請求項１に記載のシリアル通信回路。
3. シリアルラインに対して複数台の機器が並列に接続されるともに、上記シリアルラインに１台以上の受信側機器が接続され、上記接続機器から送出されるシリアル信号を上記受信側機器で受信するにあたって、上記シリアル信号の電圧波形と比較基準電圧とを比較回路で比較し、その比較出力信号に基づいて上記シリアル信号を認識して上記受信側機器で受信するシリアル通信回路において、
   上記シリアル信号の電圧振幅を検出してデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、上記デジタル値により上記シリアル信号の電圧振幅（Ｖｈ）の中央値（Ｖｈ／２）を算出し、その中央値（Ｖｈ／２）をアナログに変換して上記比較基準電圧として上記比較回路に与える制御手段とを備えていることを特徴とするシリアル通信回路。
4. 上記制御手段は、上記受信側機器の零電位（ＧＮＤ）に対する上記シリアル信号のＬレベル電位ΔＶを検出し、上記中央値（Ｖｈ／２）に上記Ｌレベル電位ΔＶを加算して上記比較回路に与える上記比較基準電圧とする請求項３に記載のシリアル通信回路。
5. 上記受信側機器がエアコンであり、上記接続機器が上記エアコンに制御信号を与えるリモコンである請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシリアル通信回路。

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