KR200157438Y1

KR200157438Y1 - 마이크로프로세서를 이용한 콘트롤러

Info

Publication number: KR200157438Y1
Application number: KR2019930019997U
Authority: KR
Inventors: 정강석
Original assignee: 김영환; 현대전자산업주식회사
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1999-09-15
Also published as: KR950009673U

Abstract

본 고안은 자동화에 사용하고 있는 콘트롤러 구성시, 마이크로 프로세서를 이용하여 하드웨어 구성이 간단하고, 수리 및 개조, 개선이 용이하며, 소프트웨어 접목이 용이토록 구성한 마이크로 프로세서를 이용한 콘트롤러에 관한 것으로, 종래에는 마이크로 프로세서가 탑재된 인쇄 회로 기판 및 프로그램 가능 논리 제어를 세트로 하여 콘트롤러를 구성하여 사용함으로써, 수리 및 개조, 개선이 어렵고, 하드웨어 및 소프트웨어 구성에도 많은 어려움이 따르는 문제점이 있었다.

본 고안은 이와같은 종래의 문제점을 감안하여, 프로그램 가능 주변 인터페이스를 사용함으로써 입,출력 포트를 증가시킬 수 있고, 입, 출력 포트를 인쇄 회로 기판의 소켓 부분으로 배선함으로써 하드웨어 구성이 간단하며, 수리 및 개조, 개선이 용이하도록 콘트롤러를 구성한 것이다.

Description

마이크로 프로세서를 이용한 콘트롤러

제1도는 본 고안 마이크로 프로세서를 이용한 콘트롤러의 구성도.

제2도는 제1도에 대한 입력 수단의 회로 구성도.

제3도는 제1도에 대한 출력 수단의 회로 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 중앙 처리 수단 20 : 입력 수단

30 : 출력 수단 40 : 접속 수단

11 : 중앙 처리부 11A : 클럭 카운터

11B : 중앙 처리 장치 11C : 제어 로직

12 : 메모리부 12A : 롬

12B : 램 13 : 입/출력 제어부

13A, 13B : 입력 제어단 13C, 13D : 출력 제어단

LED : 발광 다이오드 OP : 연산 증폭기

TR : 트랜지스터

본 고안은 자동화에 사용하고 있는 콘트롤러에 관한 것으로, 특히 콘트롤러 구성시 마이크로 프로세서를 이용하여 하드웨어 구성이 간단하고, 수리 및 개조, 개선이 용이하며, 소프트웨어 접목이 용이토록 구성한 마이크로 프로세서를 이용한 콘트롤러에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 자동화 과정에서는 마이크로 프로세서가 탑재된 인쇄회로 기판(Print Circuit Board 이하 PCB라 칭함) 및 프로그램 가능 논리 제어(Programmable Logic Control 이하 PLC 라 칭함)를 세트(Set)로 하여 콘트롤러를 구성하여 사용함으로써, 수리 및 개조, 개선이 어렵고, 하드웨어 및 소프트웨어 구성에도 많은 어려움이 따르는 문제점이 있었다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여, 프로그램 가능 주변 인터페이스를 사용하여 하드웨어 구성이 간단하고, 수리 및 개조, 개선이 용이한 콘트롤러를 제공함을 특징으로 한다.

즉, 프로그램 가능 주변 인터페이스를 사용함으로써 입, 출력 포트를 증가시킬 수 있고, 입, 출력 포트를 인쇄 회로 기판의 소켓 부분으로 배선함으로써 하드웨어 구성이 간단하며, 수리 및 개조, 개선이 용이하도록 콘트롤러를 구성한 것이다.

이하 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안 마이크로 프로세서를 이용한 콘트롤러는 제1도에 도시한 바와 같이, 시스템 전체 동작을 제어, 처리하는 중앙 처리 수단(10)과 ; 외부 센서 및 스위치로 부터 입력된 신호를 비교, 연산하여 상기 중앙 처리 수단(10)으로 입력하는 입력수단(20)과 ; 상기 중앙 처리 수단(10)으로 부터 출력된 신호에 의해 트랜지스터를 도통시켜 외부 모터 및 구동 장치로 출력하는 출력 수단(30)과 ; 상기 중앙 처리 수단(10)을 입력 수단(20) 및 출력 수단(30)과 용이하게 접속하기 위한 접속 수단(40)으로 구성한다.

상기 중앙 처리 수단(10)은 클럭 동기시 데이타를 제어, 처리하는 중앙 처리부(11)와 ; 이 중앙 처리부(11)에서 처리할 데이타를 기억 및 저장하는 메모리부(12)와 ; 상기 중앙 처리부(11)에서 처리될 데이타의 입력 및 출력을 제어하는 입/출력 제어부(13)로 구성한다.

상기 중앙 처리부 (11)는 클럭 신호를 발생시키는 클럭 카운터(11A)와 ; 이 클럭 카운터(11A)에서 발생된 클럭에 등기되어 각 어드레스에 해당하는 데이타를 처리하는 중앙 처리장치(11B)와 ; 이 중앙 처리장치(11B)의 처리 동작에 따른 제어 신호를 출력하는 제어 로직(11C)으로 구성한다.

상기 메모리부(12)는 처리할 데이타가 저장되어 있는 롬(12A)과 ; 처리한 데이타를 저장하기 위한 램(12B)으로 구성하며, 상기 입/출력 제어부(13)는 입력 수단(20)으로 부터의 입력을 제어하는 프로그램 가능 주변 인터페이스(Programmable Peripheral Interface 이하 PPI라 칭함)로 이루어진 입력 제어단(13A, 13B)과 ; 출력 수단(30)으로의 출력을 제어하는 프로그램 가능 주변 인터페이스(PPI)로 이루어진 출력 제어단(13C, 13D)으로 구성한다.

여기서 상기 프로그램 가능 주변 인터페이스 (PPI) (13A-13D)는 8비트의 입, 출력 포트를 3조씩 가지고 있어서 개당 총 24비트를 갖는다.

상기 입력 수단(20)은 제2도에 도시한 바와 같이, 저항(R1, R2)을 통한 센서 또는 스위치의 입력 및 전원(Vcc)은 연산 증폭기(OP)의 비반전 단자(+)에 접속하고, 반전 단자(-)는 저항(R3, R4)을 통해 기준 전압(Vref)에 접속하며, 상기 연산 증폭기(OP)의 출력 단자는 발광 다이오드(LED) 및 저항(R5, R6)을 통해 전원(Vcc)에 접속함과 아울러 입/출력 제어부(13)에 접속하여 구성한다.

상기 출력 수단(30)은 제3도에 도시한 바와 같이, 저항(R)을 통해 입/출력 제어부(13)의 입력을 트랜지스터(TR)의 베이스에 접속하고, 트랜지스터(TR)의 에미터는 접지시키며, 트랜지스터(TR)의 콜렉터는 외부 모터 등 구동 장치에 접속하여 구성한다.

이와 같이 구성한 본 고안의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안 마이크로 프로세서를 이용한 콘트롤러는 회로에 처음 전원이 인가되면, 메모리부(12)의 롬(12A)에 작성되어 있는 프로그램의 0000H 번지의 데이타를 중앙 처리부(11)의 중앙 처리 장치(11B)로 부터 읽어와서, 그 데이타를 해독한 후 결과에 따라서 다음의 동작을 한다.

통상적으로 프로그램의 처음에는 입/출력 제어부(13)의 프로그램 가능 주변 인터페이스(PPI)(13A-13D)의 모드 셋트 단자 (Mode Set Port)에 데이타를 입력하여 각각의 프로그램 가능 주변 인터페이스(PPI)(13A-13D)를 입력용으로 사용할 것인지, 출력용으로 사용할 것인지를 결정해 주는 등 주변의 집적 회로를 초기 상태로 세팅한다.

중앙 처리부(11)의 클럭 카운터(11A)로 부터 중앙 처리 장치(11B)에 인가되는 클럭에 따라 순차적으로 프로그램이 실행되는데, 입/출력 제어부(13)의 입력 제어단(13A, 13B)에 연결되어 있는 입력 수단(20)의 각 센서 및 스위치의 상태를 읽어서 그 조건에 따라 메모리부(12)의 램(12B)에 데이타를 저장하기도 하고, 입/출력 제어부(13)의 출력 제어단(13C, 13D)을 통하여 출력 수단(30)의 모터 등 외부 장치를 제어한다.

이때, 입/출력 제어부(13)는 상기 중앙 처리 장치(11B)의 어드레스의 조합으로 각 프로그램 가능 주변 인터페이스(PPI)(13A-13B)의 한 집적 회로가 선택되고, 또한 그 선택된 집적 회로의 각 8비트로 구성된 3개의 포트가 결정되며, 중앙 처리 장치 (11B)에서 인가되는 데이타에 따라서 외부에 연결되어 있는 외부 장치들의 상태를 입력 또는 출력으로 제어한다.

한편, 중앙 처리 수단(10)의 입/출력 제어부(13)의 입력 제어단(13A, 13B)과 접속 수단(40)을 경유하여 연결된 입력 수단(20)은, 연산 증폭기(OP)의 반전 단자(-)의 입력 측에 +2.5[V]의 기준 전압(Vref)을 인가하고, 연산 증폭기(OP)의 비반전 단자(+)의 입력 측에 센서 및 스위치를 연결하여 센서 또는 스위치에서 인가되는 전압을, 연산증폭기(OP)의 반전 단자(-)의 입력 측에 인가되어 있는 +2.5[V]의 기준 전압(Vref)과 비교하여, 연산 증폭기(OP)의 비반전 단자(+)에 인가되는 전압이 반전단자(-)에 인가되는 기준 전압(Vref)보다 클 경우 연산 증폭기(OP)의 출력 단자로 +5[V]가 출력되고, 반대로 연산 증폭기(OP)의 비반전 단자(+)에 인가되는 전압이 반전 단자(-)에 인가되는 기준 전압(Vref)보다 작을 경우에는 연산 증폭기(OP)의 출력 단자로 0[V]가 출력된다.

상기와 같이 출력 되어진 전압은 접속 수단(40)을 경유하여 중앙 처리 수단(10)의 입/출력 제어부(13)의 각 단자에 인가되고, 상기 입/출력 제어부(13)는 중앙 처리부(11)의 중앙 처리 장치(11B)로 이 상태를 알려준다.

이때 중앙 처리 장치(11B)는 입/출력 제어부(13)에서 전달되어 온 데이타를 프로그램의 순서에 의해 차기 동작을 하게 한다.

중앙 처리 수단(10)에서 메모리부(12)의 데이타 및 입력 수단(20)으로 부터 전달된 데이타의 상태에 따라 입/출력 제어부(13)의 출력 제어단(13C, 13D)에 원하는 포트의 원하는 비트로 데이타를 출력하게 되는데, 이때 입/출력 제어부(13)의 출력 제어단(13C, 13D)으로 인가된 데이타에 따라 특정 포트, 특정 비트의 데이타가 로우(Low)에서 하이(High)로 변하게 되고, 이 데이타가 접속 수단(40)을 경유하여 출력 수단(30)의 트랜지스터(TR)의 베이스에 전달된다.

이때, 베이스에 데이타가 인가된 트랜지스터(TR)는 턴-온 되고, 이 트랜지스터(TR)의 콜렉터에 연결된 외부 장치는 상기 트랜지스터(TR)의 턴-온에 의하여 동작하게 된다.

반면에, 메모리부(12)의 데이타 및 입력 수단(20)으로 부터 전달된 데이타에 의해, 출력 수단(30)의 트랜지스터(TR)의 베이스에 인가되는 전압이 차단되면 트랜지스터(TR)가 턴-오프 되고, 이 트랜지스터(TR)의 턴-오프에 의하여 트랜지스터(TR)의 콜렉터에 연결된 외부 장치의 동작이 멈추게 된다.

여기서 접속 수단(40)은 중앙 처리 수단(10)과 입력 수단(20), 또는 출력 수단(30)과, 입, 출력 데이타의 처리 등 인터페이스 역할과, 외부 센서 등의 입력 장치 또는 모터 등의 출력 장치와 연결되어 진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안은, 프로그램 가능 주변 인터페이스를 사용함으로써 입,출력포트를 증가시킬 수 있고, 입, 출력 포트를 인쇄회로 기판의 소켓 부분으로 배선함으로써 하드웨어 구성이 간단하며, 수리 및 개조, 개선이 용이하여 제품의 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

클럭 동기시 데이터를 제어, 처리하는 중앙처리부와, 이 중앙처리부에서 처리할 데이터를 기억 및 저장하는 메모리부와, 상기 중앙처리부에서 처리될 데이터의 입력 및 출력을 제어하는 입/출력 제어부를 구비하고, 시스템 전체 동작을 제어, 처리하는 중앙 처리 수단과, 외부 센서 및 스위치로부터 입력된 신호를 비교, 연산하여 상기 중앙 처리 수단으로 입력하는 입력 수단과, 상기 중앙 처리 수단으로부터 출력된 신호에 의해 트랜지스터를 도통시켜 외부 모터 및 구동 장치로 출력하는 출력 수단과, 상기 중앙 처리 수단을 입력 수단 및 출력 수단과 용이하게 접속하기 위한 접속 수단을 포함하는 마이크로 프로세서를 이용한 콘트롤러에 있어서, 상기 입/출력 제어부(13)는 입력수단으로부터의 입력을 제어하는 프로그램 가능 주변 인터페이스(PPI)로 이루어진 입력 제어단(13A, 13B)과, 출력 수단으로의 출력을 제어하는 프로그램 가능 주변 인터페이스(PPI)로 이루어진 출력 제어단(13C, 13D)를 포함하며, 상기 입력 수단은 상기 접속수단을 경유하여 상기 입력 제어단(13A, 13B)에 접속되며, 상기 입력 수단은 저항(R1, R2)을 통한 센서 또는 스위치 입력 및 전원(Vcc)은 연산증폭기(OP)의 비반전 단자(+)에 접속하고, 반전 단자(-)는 저항(R3, R4)를 통해 전원(Vcc)에 접속하며, 상기 연산 증폭기(OP)의 출력단자는 발광 다이오드(LED) 및 저항(R5, R6)을 통해 전원(Vcc)에 접속함과 아울러 입/출력 제어부(13)에 접속한 회로를 구비하며, 상기 출력 수단은 상기 접속수단을 경유하여 상기 출력 제어단(13C, 13D)에 접속되며, 상기 출력 수단은 저항(R)을 통해 상기 입/출력 제어부(13)의 입력을 트랜지스터(TR)의 베이스에 접속하고, 트랜지스터(TR)의 에미터는 접지시키며, 트랜지스터(TR)의 콜렉터는 외부 모터 등 구동장치에 접속한 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 프로세서를 이용한 콘트롤러.