KR100290133B1

KR100290133B1 - 자동 rs232/rs485통신컨버터

Info

Publication number: KR100290133B1
Application number: KR1019980062120A
Authority: KR
Inventors: 정태경
Original assignee: 권상문; 삼성중공업주식회사
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 2001-05-15
Also published as: KR20000045560A

Abstract

개시된 내용은 제어신호(/RTS)의 필요없이 송/수신신호만을 이용하여 RS232신호를 RS485신호로 자동으로 전환하여 사용가능케 하는 자동 RS232/RS485통신컨버터에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 RS232방식 및 RS485방식에서 사용되는 통신속도를 결정하여 사용자가 정한 통신속도와 동일한 클럭을 발생시키는 클럭생성회로; 상기 클럭생성회로에서 발생된 클럭에 동기하여 상기 RS232송신데이터입력처리단에서 입력된 송신데이터를 일정시간 지연시켜 내보내는 송신데이터시프트레지스터; 송신데이터가 입력되면 송신모드로 전환하는 신호를 발생시키고, 상기 클럭발생회로에서 발생된 클럭을 이용하여 일정시간동안 송신데이터가 입력되지 않으면 수신모드로 절환하는 송수신제어신호를 내보내는 송신데이터검출회로; 및 상기 송신데이터검출회로로부터 입력된 송수신제어신호가 송신모드전환신호일 경우에만 송신상태로 전환되며, 보통상태에서는 수신상태로 유지되는 RS485송수신데이터처리단으로 구성된다. 이러한 구성에 의해 본 발명은 하드웨어로 두 통신방식의 자동전환을 구현함에 의해 별도의 제어소프트웨어를 필요하지 않아 시스템을 보다 안정적으로 유지관리할 수 있는 효과를 가지고 있다. 따라서, 본 발명은 궁극적으로 송수신데이터의 신속정확도와 통신기기의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 것이다.

Description

자동 ＲＳ232/ＲＳ485통신컨버터

본 발명은 산업용 장비에서 사용되고 있는 RS232방식의 1대1 통신방식을 다대다 통신방식인 RS485방식으로 변환하여 주는 컨버터에 관한 것으로, 특히 제어신호(/RTS)의 필요없이 송/수신신호만을 이용하여 RS232신호를 RS485신호로 자동으로 전환하여 사용가능케 하는 자동 RS232/RS485통신컨버터에 관한 것이다.

통상 RS232 및 RS485는 OSI 7-layer중 피지컬레이어(Physical Layer)에 해당되는 프로토콜(Protocol)로서 기존에는 대부분의 산업용 장비에서 RS232방식을 주로 사용했으나, 이 프로토콜이 1:1통신밖에 지원하지 않는 제약으로 인해 현재에는 다대다 통신인 RS485방식을 많이 사용하고 있다. 또한, 위의 두 가지 프로토콜을 동시에 지원하는 시스템도 많이 사용하고 있는 데, 이를 위해서는 RS232방식과 RS485방식을 상호 전환시켜 주지 않으면 않된다. 이러한 프로토콜들 사이의 차이를 변환시켜 동시에 두 프로토콜을 지원하도록 하는 장비가 RS232-RS485통신컨버터이다. 이에 대한 종래의 일예가 도 1에 나타나 있다.

도 1은 종래의 RS232통신방식과 RS485통신방식을 변환사용할 수 있게 하는 컨버터의 구성을 나타낸 회로도로, 보는 바와 같이 RS232송신데이터입력처리단(10)으로 송신신호(TXD)와 송신제어신호(/RTS)가, RS232수신데이터출력처리단(20)으로는 수신신호(RXD)가 입출력된다. 다시 상세히 부연설명하면, RS232송신데이터입력처리단(10)은 +12~-12V의 송신신호, 제어신호를 +5~0V의 전기적신호로 변환하여 준다. 또한, RS232수신데이터출력처리단(20)은 0~5V의 수신신호를 RS232방식의 +12~-12V신호로 변환하여 주는 기능을 수행한다. 그리고, RS485송수신신호를 주고받는 RS485송수신데이터처리단(30)은 0~5V의 입력신호를 RS485신호로 또한 RS485신호를 0~5V의 출력신호로 전환하여 주는 부분으로, 그에 입력된 송수신제어신호가 송신모드일 때만 송신을 하게 되고, 보통상태에서는 수신상태로 전환되어 RS485통신라인상의 다른 곳에서 송신되는 데이터와 전기적으로 충돌하지 않토록 한다.

위와 같이 RS232신호중 통신에 사용하는 신호는 송신신호(/TXD), 수신신호(/RXD)이며, 1:1통신방식이라 송수신모드의 결정없이 한곳에서 보내는 데이터는 다른곳의 수신쪽으로, 또한 한곳에서의 수신데이터는 다른곳의 송신쪽으로 연결되어 송수신하게 된다. 이에 반하여, RS485방식은 다대다방식이라 통신상의 모든 기기들은 송신측이 될 수 있고 반면에 수신측이 될 수도 있다. 따라서, 이 프로토콜에서는 보통상태에서는 수신모드로 있다가 송신할 데이터가 있으면 송신모드로 변환하여 데이터를 송신하게 된다. 물론, 이 송신데이터를 받기 위하여 다른 모든기기들도 보통상태하에는 수신모드로 있게 된다.

따라서, RS485방식으로 변환하였을 경우에는 다른 통신기기와 전기적으로 충돌이 일어나지 않토록 하여야 한다. 그를 위해서 위와 같은 구성을 갖는 기존의 시스템에서는 송수신제어신호가 필요하였다. 즉, 제어신호(/RTS)를 송신전에 동작시켜 송신모드로 변환한 후 송신하게 되어 있었다. 따라서, 기존의 컨버터는 송수신모드 결정을 위한 송수신제어신호 또는 다른 제어신호가 필요할 뿐아니라, 제어신호와 송수신데이터 사이의 타이밍을 맞추어야 송신데이터가 정확히 전달되게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 제어신호를 제어하는 별도의 소프트웨어를 사용해야 하고, 이 때문에 통신기기의 비용이 상승하는 문제를 야기하게 되었다. 더욱이, RS232신호중 송수신제어신호를 지원하지 않은 기기나, 이를 지원하더라도 소프트웨어적으로 프로그램하기 어려운 장비에는 그 사용이 제한되는 단점도 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기에서와 같은 종래의 결점을 해소하기 위해서 안출한 것으로서, 제어신호(/RTS)의 필요없이 송/수신신호만을 이용하여 RS232신호를 RS485신호로 자동으로 전환하여 사용가능케 하는 자동 RS232/RS485통신컨버터를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 RS232통신방식과 RS485통신방식을 변환사용할 수 있게 하는 컨버터의 구성을 나타낸 회로도,

도 2는 본 발명에 따른 RS232통신방식과 RS485통신방식을 자동으로 절환사용할 수 있도록 해주는 컨버터의 구성을 나타낸 회로도,

도 3은 도 2에 도시된 클럭생성회로의 블럭도,

도 4는 도 2에 도시된 송신데이터검출회로의 구성를 나타낸 블럭도.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명

10,10a : RS232송신데이터입력처리단

20,20a : RS232수신데이터출력처리단

30,30a : RS485송수신데이터처리단

40 : 클럭생성회로 41 : 클럭분주회로

42 : 클럭선택회로 50 : 송신데이터시프트레지스터

60 : 송신데이터검출회로 61 : 송신완료검출부

62 : 송수신모드제어신호발생부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동 RS232/RS485통신컨버터는 송신신호를 0~5V의 전기적신호로 변환하여 출력하는 RS232송신데이터입력처리단과, 0~5V의 수신신호를 RS232방식의 -12~12V신호로 변환하여 주는 RS232수신데이터출력처리단을 구비하고, RS232통신방식과 RS485통신방식을 전환하여 사용가능케 하는 통신컨버터에 있어서, RS232방식 및 RS485방식에서 사용되는 통신속도를 결정하여 사용자가 정한 통신속도와 동일한 클럭을 발생시키는 클럭생성회로; 상기 클럭생성회로에서 발생된 클럭에 동기하여 상기 RS232송신데이터입력처리단에서 입력된 송신데이터를 일정시간 지연시켜 내보내는 송신데이터시프트레지스터; 송신데이터가 입력되면 송신모드로 전환하는 신호를 발생시키고, 상기 클럭발생회로에서 발생된 클럭을 이용하여 일정시간동안 송신데이터가 입력되지 않으면 수신모드로 절환하는 송수신제어신호를 내보내는 송신데이터검출회로; 및 상기 송신데이터검출회로로부터 입력된 송수신제어신호가 송신모드전환신호일 경우에만 송신상태로 전환되며, 보통상태에서는 수신상태로 유지되는 RS485송수신데이터처리단을 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 RS232통신방식과 RS485통신방식을 자동으로 절환사용할 수 있도록 해주는 컨버터의 구성을 나타낸 회로도이다.

도시한 바와 같이, 본 컨버터는 +12~-12V의 송신신호를 +5~0V의 전기적신호로 변환하는 RS232송신데이터입력처리단(10a) 및, 0~5V의 수신신호를 RS232방식의 +12~-12V신호로 변환하여 주는 RS232수신데이터출력처리단(20a)을 구비하고 있다. 그리고, RS232방식 및 RS485방식에서 사용되는 통신속도를 결정하여 사용자가 정한 통신속도와 동일한 클럭을 발생시켜 주는 클럭생성회로(40)도 구비하고 있다. 클럭생성회로(40)에 대해서는 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 이 클럭생성회로(40)에서 발생된 클럭에 동기하여 송신데이터를 보관하고 있다가 일정시간 후에 다시 순서대로 내보내는 송신데이터시프트레지스터(Shift Register)(50) 및, 송신데이터가 입력될 경우 송신모드로 전환하는 신호를 발생시킨 후 클럭발생회로(40)에서 발생된 클럭을 이용하여 일정시간동안 송신데이터가 없으면 수신모드로 절환하는 송수신제어신호를 내보내는 송신데이터검출회로(60)도 구비하고 있다. 이 송신데이터검출회로(60)에 대한 상세한 설명은 도 4에서 하기로 한다. 송신데이터검출회로(60)로부터 입력된 송수신제어신호와 송신데이터시프트레지스터(50)에서 온 송신데이터등의 0~5V 입력신호를 RS485신호로 변환하는 한편, RS485신호를 0~5V의 수신신호로 변환하는 RS485송수신데이터처리단(30a)을 구비하고 있다. 이 RS485송수신데이터처리단(30a)은 입력된 송수신제어신호가 송신모드일 경우만 송신상태로 전환되며, 보통상태에서는 수신상태로 유지되어 RS485통신라인상의 다른 곳에서 송신하는 데이터와 충돌하지 않토록 되어 있다.

도 3은 도 2에 도시된 클럭생성회로의 블럭도로, 보는 바와 같이 클럭생성회로는 클럭을 입력받아 분주하여 256분주까지의 클럭을 발생하는 클럭분주회로(41)와, 클럭분주회로(41)에서 발생된 클럭과 사용자가 원하는 통신속도를 비교하여 동일한 통신속도를 선택하여 출력하는 클럭선택회로(42)로 구성되어 있다. 특히, 클럭분주회로(41)는 2진 카운터회로로 구성되어 클럭(0.1536MHz)을 입력받아 2분주에서 256분주까지의 클럭, 즉 76800~600Hz의 클럭을 발생시켜 RS232방식에서 주로 사용되는 9600bps를 포함한 76800bps부터 600bps까지의 통신속도와 동일한 클럭을 발생시켜 준다.

도 4는 도 2에 도시된 송신데이터검출회로의 구성를 나타낸 블럭도이다.

송신데이터검출회로는 송신신호를 받아 일정시간 송신데이터의 변화를 검출하여 송신 및 수신모드의 전환을 결정하는 회로로, 일정시간 송신데이터의 입력이 없으면 송신완료신호를 발생하는 송신완료검출부(61)와, 송신완료검출부(61)로부터 송신완료신호를 입력받으면 전술한 RS485송수신데이터처리단이 수신모드로 변환하도록 제어신호를 출력하는 송수신모드제어신호발생부(62)로 구성되어 있다.

위의 송신완료검출부(61)는 2진 카운터회로를 사용하여 원하는 시간동안 데이터입력이 없으면 송수신모드제어신호발생부(62)의 Clear단으로 송신완료신호를 발생시키게 된다. 더 상세히 설명하면, 이 송신완료검출부(61)의 CLK단은 기정된 통신속도에 따라 클럭발생회로에서 발생된 클럭이 입력되고, 그 Clear단에는 송신데이터가 입력되어 일정시간 송신데이터의 전기적인 변화가 없을 때에는 카운터가 증가하여 송신완료신호를 송수신모드제어신호부(62)로 내보내게 된다. 반면에, 전기적인 변화가 있는 경우, 즉 송신데이터의 값이 변하는 경우에는 카운터를 리셋(Reset)시켜 계속적으로 송신할 데이터가 있음을 알려주게 된다. 즉, RS232신호는 스타트비트(Start Bit)와 스톱비트(Stop Bit)가 있어, 한번은 0~5V사이의 전기적인 변화가 발생되게 되어 있으며, 데이터의 크기가 11비트(Bit)로 되어 있으므로 스타트비트발생후 11비트동안 전기적인 변화가 없으면 송신이 끝났음을 인식할 수 있게 된다. 이러한 특성을 이용하여 송신완료검출부(61)의 CLK단 입력으로 클럭발생회로에서 발생된 클럭을 입력하여 주고, 그 Clear단에는 송신데이터를 입력하여 주면 송신데이터의 전기적인 변화가 발생할때 카운터는 리셋되어 송신하고자 하는 데이터가 있음을 인식할 수 있고, 송신데이터의 전기적인 변화가 11클럭(Clock)이상 발생하지 않으면 더 이상 보낼 데이터가 없음을 알 수 있게 된다. 이러한 정보는 플립플롭(Flip-Flop)으로 구성된 송수신모드제어신호부(62)의 Clear단으로 입력되고, CLK단에는 송신데이터가 입력된다. 이때, 송신데이터가 발생하면 송수신모드제어신호부(62)의 CLK단으로 입력되어 송신모드신호를 내보내게 되고, 반면에 송수신모드제어신호부(62)의 Clear단에 송신완료검출부(61)로부터 송신완료신호가 입력되면 이 플립플롭회로는 리셋되어 수신모드전환신호를 내보내게 된다.

이하부터는 본 발명의 작동에 대해 상세히 설명한다.

송신데이터가 RS232송신데이터입력처리단(10a)에 입력되면 그 -12~12V의 송신신호(TXD)는 0~5V의 전기신호로 변환되어 송신데이터시프트레지스터(50) 및 송신데이터검출회로(60)에 입력된다. 그러면, 송신데이터검출회로(60)는 위에서 설명했듯이 송신모드로 전환하는 신호를 발생하여 RS485송수신데이터처리단(30a)으로 내보내게 된다. 그로 인해, RS485송수신데이터처리단(30a)은 송신모드로 전환되고, 이 송신모드로 전환하여 송신하기까지 시간을 맞추기 위하여 송신데이터시프트레지스터(50)로 입력된 송신데이터는 클럭생성회로(40)에서 발생한 클럭신호에 따라 동기되어 지연되어 RS485송수신데이터처리단(30a)으로 전송되게 된다.

한편, 송신데이터검출회로(60)에 송신데이터가 일정시간동안 입력되지 않으면 그 송신완료검출부(61)에서는 송신완료신호를 출력하게 되고, 그 신호를 받은 송수신모드제어신호발생부(62)에서는 수신모드전환신호를 발생시켜 RS485송수신데이터처리단(30a)으로 내보내게 된다. 이에 따라 RS485송수신데이터처리단(30a)은 수신모드로 전환되게 된다.

이상 서술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 RS232/RS485통신컨버터는 제어신호(/RTS)의 필요없이 송/수신신호만을 가지고 RS232신호를 RS485신호로 자동으로 전환하여 즉시 통신기기를 사용가능하게 하는 잇점을 가지고 있다. 특히, 하드웨어로 두 통신방식의 자동전환을 구현함에 의해 별도의 제어소프트웨어를 필요하지 않아 시스템을 보다 안정적으로 유지관리할 수 있는 효과를 가지고 있다. 따라서, 본 발명은 궁극적으로 송수신데이터의 신속정확도와 통신기기의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 것으로 보인다.

Claims

송신신호를 0~5V의 전기적신호로 변환하여 출력하는 RS232송신데이터입력처리단과, 0~5V의 수신신호를 RS232방식의 -12~12V신호로 변환하여 주는 RS232수신데이터출력처리단을 구비하고, RS232통신방식과 RS485통신방식을 전환하여 사용가능케 하는 통신컨버터에 있어서,

RS232방식 및 RS485방식에서 사용되는 통신속도를 결정하여 사용자가 정한 통신속도와 동일한 클럭을 발생시키는 클럭생성회로;

상기 클럭생성회로에서 발생된 클럭에 동기하여 상기 RS232송신데이터입력처리단에서 입력된 송신데이터를 일정시간 지연시켜 내보내는 송신데이터시프트레지스터;

송신데이터가 입력되면 송신모드로 전환하는 신호를 발생시키고, 상기 클럭발생회로에서 발생된 클럭을 이용하여 일정시간동안 송신데이터가 입력되지 않으면 수신모드로 절환하는 송수신제어신호를 내보내는 송신데이터검출회로; 및

상기 송신데이터검출회로로부터 입력된 송수신제어신호가 송신모드전환신호일 경우에만 송신상태로 전환되며, 보통상태에서는 수신상태로 유지되는 RS485송수신데이터처리단을 포함하는 자동 RS232/RS485통신컨버터.
제 1항에 있어서, 상기 클럭생성회로는 클럭을 입력받아 분주하여 256분주까지의 클럭을 발생하는 클럭분주회로와, 이 클럭분주회로에서 발생된 클럭과 사용자가 원하는 통신속도를 비교하여 동일한 통신속도를 선택하여 출력하는 클럭선택회로로 구성된 것을 특징으로 하는 자동 RS232/RS485통신컨버터.
제 1항에 있어서, 상기 송신데이터검출회로는 일정시간 송신데이터의 입력이 없으면 송신완료신호를 발생하는 송신완료검출부와, 이 송신완료검출부로부터 송신완료신호를 입력받으면 상기 RS485송수신데이터처리단이 수신모드로 전환하도록 제어신호를 출력하는 송수신모드제어신호발생부로 구성된 것을 특징으로 하는 자동 RS232/RS485통신컨버터.