JPS61136326A - 二線式デ−タ伝送装置 - Google Patents

二線式デ−タ伝送装置

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JPS61136326A
JPS61136326A JP25879384A JP25879384A JPS61136326A JP S61136326 A JPS61136326 A JP S61136326A JP 25879384 A JP25879384 A JP 25879384A JP 25879384 A JP25879384 A JP 25879384A JP S61136326 A JPS61136326 A JP S61136326A
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Terutaka Hirata
平田 輝孝
Kiyoshi Odohira
▲てつ▼ 尾土平
Megumi Katayama
片山 芽
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロプロセッサを利用して、物埋置を4
〜2抛Aのアナログ電気信号に変換して通信を行う二線
式データ伝送装置に関する。特に、物理量をディジタル
的に信号処理し、これをアナログ電気信号に変換して通
信を行う装置に関する。
〔従来の技術〕
二線式データ伝送装置は、二線式データ伝送線に4〜2
0m^の範囲の電流を供給し、この電流の変化により伝
送線の両端に接続されたアナログ通信装置の間でアナロ
グ通信を行う。このような二線式データ通信装置は、遠
隔の位置の物理量を伝送する装置に広く使用されている
。すなわち、二線式データ伝送線の一方の端に接続され
る一方のアナログ通信装置を遠隔の位置に設置し、その
位置の物理量をアナログ信号に変換して他方のアナログ
通信装置に出力する。
さらに、遠隔の位置に設置された装置からさらに多数の
情報を得るため、あるいはアナログ通信装置のパラメー
タを変更するために、既設の二線式データ伝送線を利用
して一時的にディジタル通信を行うディジタル通信装置
が併設される装置が知られている。
しかし、従来の二線式データ伝送装置では、二本の伝送
線に供給される電流は定常状態では4〜20mAの範囲
に制限されているので、この電流を遠隔装置の電源電流
として使用する場合には、遠隔装置の消費電流は4mA
以下に設計しなければならない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このために、従来は低消費電力のCMO5素子を用いて
いたが、標準市販品が少なく、特別製品を使用しなけれ
ばならない欠点があった。また、消費電流を小さくする
ために、遠隔通信装置内のディジタル回路のクロック信
号を低周波数にする必要があり、演算速度が遅い欠点が
あった。演算速度を高速化するために演算プロセッサ等
を用いることも可能であるが、消費電流が増えたり通信
装置が高価になる欠点があった。
本発明は、以上の欠点を解決し、消費電流の比較的大き
な部品を用いて、少なくとも定常状態では4mA以下の
消費電流で動作させる二線式データ伝送装置を提供する
ことを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
直流電流が供給された二線式データ伝送線と、送信信号
をディジタル的に処理しアナログ信号に変換する信号処
理手段と、この信号処理手段の出力アナログ信号を上記
伝送線の直流電流の変化として送信するアナログ通信装
置と、このアナログ通信装置に併設され、上記伝送線に
ディジタル信号の送受信を行うディジクル通信装置とを
備え、上記アナログ通信装置は、上記伝送線から供給さ
れる直流電流により、上記信号処理手段および上記ディ
ジタル通信装置に電源電流を供給する手段を含み、上記
信号処理手段は、マイクロプロセッサと、このマイクロ
プロセッサにバスにより接続されたそれぞれ一個または
複数個の読出し専用メモリ、電気的に消去可能なプログ
ラム可能読出し専用メモリおよびランダムアクセスメモ
リとを含む二線式データ伝送装置において、上記ディジ
タル通信装置、上記読出し専用メモリ、電気的に消去可
能なプログラム可能読出し専用メモリおよび一部のラン
ダムアクセスメモリの各電源供給回路に個別の開閉回路
を設け、上記マイクロプロセッサの制御にしたがってこ
の開閉回路を制御する制御手段を備えたことを特徴とす
る 〔作用〕 本発明の二線式データ伝送装置は、内蔵している素子の
動作電流を、その素子が動作するときにのみ供給する。
その素子が直接動作しないタイミングでは、動作に伴っ
て発生させる制御信号によりその素子に電流を供給する
電源を遮断する。
〔実施例〕
第1図は本発明実施例二線式データ伝送装置のブロック
構成図である。
センサlは、アナログディジタル変換器2に接続される
。アナログディジタル変換器2、マイクロプロセッサ(
CPU)3、ランダムアクセスメモリ (RAM)5、
リードオンリメモリ (ROM)6、電気的に消去可能
なプログラマブルリードオンリメモリ (EEFROM
)?、演算プロセッサ8およびディジタルアナログ変換
器9は、データバスにより互いに接続される。さらに、
CPU3、デコーダ4、RAM5、ROM6およびEE
PROM7は、アドレスバスにより接続される。また、
CPU3、アナログディジタル変換器2、演算プロセッ
サ8、ディジタルアナログ変換器9およびユニバーサル
非同期送受信装置10は、入出力制御線により接続され
る。デコーダ4ば、RAM5のチップ選択端子、ROM
6のチップ選択端子およびEEFROM7のチップ選択
端子に接続され、これらの記憶素子にチップ選択信号を
送出する。
ディジタルアナログ変換器9は、アナログ通信装置11
に接続される。アナログ通信装置11は、二線式データ
伝送線に接続される。ユニバーサル非同期送受信装置1
0は、インクフェイス12を介して、アナログ通信装置
11と並列に二線式データ伝送線に接続される。
アナログ通信装置11は、二線式データ伝送線を介して
人力された電流から、各部に電源電流を供給する手段を
含み、アナログディジタル変換器2、ROM6、EEP
ROM7、演算プロセッサ8、ディジタルアナログ変換
器9およびユニバーサル非同期送受信装置10は、それ
ぞれ、開閉回路SWI、Sn2 、 Sn2 、Sn4
 、Sn5およびSn6を介して電源電流を供給される
。ここで本発明の特徴とするところは、開閉回路SW2
 、Sn2が、CPU3の制御によりデコーダ4が出力
したROM6、EEPROM7に対するチップ選択信号
により開閉され、開閉回路SWI 、Sn4 、Sn5
およびSn6が、CPU3からの制御信号により制御さ
れるところにある。
ここで本実施例装置には、■起動モード、■アナログ通
信モードおよび■ディジタル通信モードの三つの動作モ
ードがあり、各モード毎にその動作を説明する。
まず起動モードでは、電源が投入されると、CPU3は
デコーダ4を制御し、ROM6またはEEPROM7に
対するチップ選択信号を出力する。
このチップ選択信号に従って、開閉回路SW2およびS
n2がそれぞれ閉じられる。これにより、CPU3は、
ROM6およびEEPROM7の記憶内容を、RAM5
に転送する。ここで、ROM6およびEEPROM7に
は、この二線式データ通信装置が動作するための制御プ
ログラム、データ、各種のパラメータ等が記憶されてい
る。特にEEFROM7の記憶内容は、書替え可能であ
る。
記憶内容が全てRAM5に転送されると、開閉回路31
42およびSn2は開き、CPU3は動作モードをアナ
ログ通信モードに切り替える。起動モードでは消費電流
は20m八以へである。
アナログ通信モード時には、CPU3の制御信号により
、開閉回路SWI 、Sn4またはSn5が各回路がそ
の動作を行うタイミングで閉じられる。したがって、ア
ナログディジタル変換器2、演算プロセッサ8またはデ
ィジタルアナログ変換器9には、その動作時に限って電
流が供給される。
センサ1が検出した物理量は、アナログディジタル変換
器2によりディジタル信号に変換され、データバスに出
力される。このディジタル信号は、CPU3、RAM5
および演算プロセッサ8により処理されディジタルアナ
ログ変換器9によりアナログ信号に変゛換されて、アナ
ログ信装置11により二線式データ伝送線に出力される
。このモードの間には、CPU3および演算プロセッサ
8はROM6にアクセスすることはない。アナログ通信
モードでは消費電流は4mA以下である。
アナログ通信装置11に、ゼロ・スパン、時定数変更等
の要求が入力されると、この要求が図示していない手段
によりCPU3に伝えられ、ディジタル通信モードとな
る。
デジタル通信モード時には、CPU3の制御信号により
開閉回路SW6が閉じられ、ユニバーサル非同期送受信
装置10に電流が供給される。ユニバーサル非同期送受
信装置10は、インクフェイス12および二線式データ
伝送線を介して、この二線式データ伝送線の他端に接続
されたディジタル通信装置と通信を行う。受信したデー
タはRAM5に記憶するが、さらに停電時に消滅しては
ならないデータはEEPROM7にも記憶する。ディジ
タル通信モードでは消費電流は20mA0mA以下。
本実施例では、開閉回路SW2 、Sn2がチップ選択
信号により閉じる構成となっているが、チンプ選択信号
、続出し書込み信号、出力イネーブル信号等の単独また
は複数の信号が「有効」となったときに、その記憶素子
に電流を供給する構成としても、本発明を同様に実施で
きる。
また、本実施例では、アナログディジタル変換器2、演
算プロセッサ8、ディジタルアナログ変換器9およびユ
ニバーサル非同期送受信装置10の入出力装置指定を、
分離I10で実施している。
しかし、メモリマツブトI10により入出力装置を指定
しても本発明を同様に実施できる。
さらに、本実施例では、RAM5、ROM6およびEE
PROM7を一個だけ示したが、複数個でも本発明を同
様に実施できる。また、RAM5を複数個備えた場合に
は、その中の数個に電流を供給しないようにしても、本
発明を同様に実施できる。
本発明のさらに具体的な実施例を説明する。
第2図は、本発明第二実施例二線式データ伝送装置のブ
ロック構成図である。本実施例は複数のRAMを備えて
いる。また、本実施例では演算プロセッサを備えていな
いし、ディジタルアナログ変換器の動作電流が常時供給
されていることが第一実施例と異なるが、これは本質的
な問題ではない。
二線式データ伝送線の正極側は、トランジスタ112の
コレクタ端子に接続され、抵抗113を介してトランジ
スタ112のベース電極に接続される。
トランジスタ112のベース電極は、ツェナーダイオー
ド114のカソード電極に接続される。ツェナーダイオ
ード114のアノード電極は抵抗117を介して二線式
データ伝送線の負極側に接続される。
ツェナーダイオード114の両電極には、抵抗115お
よび116の直列回路が並列に接続される。抵抗115
と抵抗116との接続点は、共通電位点に接続される。
トランジスタ112、抵抗113、ツェナーダイオード
114、抵抗115.116は、定電圧回路を構成し、
一定の電圧を各構成部に供給する。キャパシタ121は
トランジスタ112のエミッタ電極とツェナーダイオー
ド114のアノード電極に接続され、二線式データ伝送
線を介して供給されるエネルギを蓄積し核構成部に供給
する。
すなわちこの定電圧回路は、抵抗101と抵抗ブリッジ
回路102と抵抗103との直列回路、差動増幅回路1
06、三角波発生回路109、比較回路110、開閉回
路針1とアナログディジタル変換器2との直列回路、第
一のRAM5−1 、CPU3、開閉回路SW3とEE
PROM7との直列回路、開閉回路SW2とROM6と
の直列回路、開閉回路5WIOと第二のRAM5−2と
の直列回路、開閉回路5WIIと第三のRA M5−3
との直列回路、開閉回路計12と第四のRA M5−4
との直列回路、開閉回路5W13と第五のRA M5−
5との直列回路、開閉回路SW5とディジタルアナログ
変換器9との直列回路、および増幅回路119に電流を
供給する。
抵抗ブリッジ回路102は、被測定物理量の変化により
抵抗値が変化する構成であり、その出力は抵抗104お
よび抵抗105を介してそれぞれ差動増幅回路106の
二つの人力に接読される。差動増幅回路106の反転入
力端子は、抵抗107を介してその出力端子に接続され
る。差動増幅回路106の非反転入力は、抵抗108を
介して共通電位点に接続される。差動増幅回路106の
出力端子は比較回路110の一方の入力端子に接続され
る。比較回路110の他方の入力端子には三角波発生回
路109の出力端子が接続される。比較回路110は、
パルス幅変調された信号を出力し、その出力端子はアナ
ログディジタル変換器2に接続される。
アナログディジタル変換回路2、RAM5−.1、CP
U3、EEPROM7、ROM6、RAM5−2、RA
M5−3 、RAM5−4 、RAM5−5およびユニ
バーサル非同期送受信装置IOおよびディジタルアナロ
グ変換器9は、アドレスバス、データバス、制御信号線
(入出力制御線、チップ選択線等)により互いに接続さ
れる。
ユニバーサル非同期送受信装置1oは、インクフェイス
12を介して二線式データ伝送線に接続され、この信号
線の他端に接続されたユニバーサル非同期送受信装置と
ディジタル通信を行う。
ディジタルアナログ変換器9はパルス幅変調された信号
を出力し、その出力端子はレベル調整回路118に接続
される。レベル調整回路118は、二線式データ伝送線
の負極側の電位を参照して電圧レベルを調整し、増幅回
路119に入力する。増幅回路119はパルス幅変調さ
れた信号をアナログ信号に変換し、トランジスタ120
のベース端子に入力する。トランジスタ120のコレク
タ端子は二線式データ伝送線の正極側に接続される。ト
ランジスタ120のエミッタ端子は、抵抗117を介し
て二線式データ伝送線の負極側に接続される。トランジ
スタ112、抵抗113、ツェナーダイオード114、
抵抗115.116.117 、レベル調整回路118
、増幅回路119およびトランジスタ120がアナログ
送信装置11を構成し、二線式データ伝送線の他端に接
続されたアナログ送信装置と通信を行う。
本実施例では、RA M5−2ないし5−5は信号処理
のための一時記憶に使用され、そのときにだけ開閉回路
5WIOないし5W13が閉じられる。他の動作は第一
実施例と同様である。
表にそれぞれの構成部品に用いた製品名、スタンバイ電
流および動作電流を示す。なお、動作電流の欄の括弧内
は、動作周波数を示す。
表 ここで、CDP1878は、コンプリメンタリ金属酸化
物半導体(0MO3)製の計数およびタイマ回路であり
、一方のチャネルをディジタル信号からパルス幅変調信
号への変換に用いて、4〜20mAの出力用として使用
し、他方のチャネルをパルス幅変調信号からディジタル
信号への変換のタイミング用に用いる。パルス幅変調信
号をディジタル信号に変換する動作は、ダウンカウンタ
として動作する。
表から明らかに、全てに電流を供給する場合には、スタ
ンバイ電流が4mAとなり、動作時には4mA以上の電
流が必要となるが、センサI、RAM5−1cPtJ3
、ROM6、ディジタルアナログ変換器9およびアナロ
グ通信装置だけが動作するときには、消費電流が3.1
8mAであり、最小許容消費電流から0.82mAの余
裕がある。
なお、センサ1の動作電流が大きい場合にはメモリ類の
電源供給回路に直列に開閉回路を接続したと同様に開閉
回路を接続し、CPtJ3からの制御信号により必要な
動作時に限って電流を供給してもよいし、消費電流に余
裕があるなら各電流供給回路の開閉回路を必要に応じて
省略し、連続的に動作電流を供給しても本発明・を同様
に実施できる。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の二線式データ伝送装置は
、全体としての消費電力を少なくし、個々の素子に供給
できる電流を多くすることができる。したがって、クロ
ック周波数を適当な値まで高く設定することが可能とな
り、演算速度を向上させることができ、しかも装置を市
販の素子を用いて構成することが可能となる。
したがって、安価な製造コストで高性能の二線式データ
伝送装置を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明第一実施例二線式データ伝送装置のブロ
ック構成図。 第2図は本発明第二実施例二線式データ伝送装置のブロ
ック構成図。 1・・・センサ、2・・・アナログディジタル変換器、
3・・・CPU、4・・・デコーダ、5・・・RAM、
6・・・ROM17・・・EEPROM、8・・・演算
プロセッサ、9・・・ディジタルアナログ変換器、10
・・・ユニバーサル非同期通信器、11・・・アナログ
通信器、12・・・インクフェイス、101・・・抵抗
、102・・・抵抗ブリッジ、103.104.105
・・・抵抗、106・・・差動増幅回路、LOT 、1
.08・・・抵抗、109・・・三角波発生回路、11
0・・・比較回路、112・・・トランジスタ、113
・・・抵抗、114・・・ツェナーダイオード、115
.116.117・・・抵抗、118・・・レベル調節
回路、119・・・増幅回路、120・・・トランジス
タ、121・・・キャパシタ、SWl、Sn2、Sn3
.Sn2. Sn5、籏6.5W10.5−11.5−
12.51113・・・開閉回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)直流電流が供給された二線式データ伝送線と、送
    信信号をディジタル的に処理しアナログ信号に変換する
    信号処理手段と、 この信号処理手段の出力アナログ信号を上記伝送線の直
    流電流の変化として送信するアナログ通信装置と、 このアナログ通信装置に併設され、上記伝送線にディジ
    タル信号の送受信を行うディジタル通信装置と を備え、 上記アナログ通信装置は、上記伝送線から供給される直
    流電流により、上記信号処理手段および上記ディジタル
    通信装置に電源電流を供給する手段を含み、 上記信号処理手段は、 マイクロプロセッサと、 このマイクロプロセッサにバスにより接続されたそれぞ
    れ一個または複数個の読出し専用メモリ、電気的に消去
    可能なプログラム可能読出し専用メモリおよびランダム
    アクセスメモリと を含む 二線式データ伝送装置において、 上記ディジタル通信装置、上記読出し専用メモリ、電気
    的に消去可能なプログラム可能読出し専用メモリおよび
    一部のランダムアクセスメモリの各電源供給回路に個別
    の開閉回路を設け、 上記マイクロプロセッサの制御にしたがってこの開閉回
    路を制御する制御手段 を備えたことを特徴とする二線式データ伝送装置。
JP59258793A 1984-12-07 1984-12-07 二線式デ−タ伝送装置 Expired - Lifetime JPH0744488B2 (ja)

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