KR200445673Y1

KR200445673Y1 - 다기능 ｒｓ-232ｃ 입출력 데이터 출력장치

Info

Publication number: KR200445673Y1
Application number: KR2020070019066U
Authority: KR
Inventors: 조장호
Original assignee: 조장호
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2009-08-24
Also published as: KR20090005245U

Abstract

본 고안은 다기능 RS-232C 입출력 데이터 출력장치에 관한 것으로, RS-232C 통신규격에 맞는 입출력 데이터를 추출하기 위한 입출력 양단에 구비된 두 개의 DSUB커넥터와, 각종 센서를 접속하여 각 센서로부터 전송된 신호를 상기 액정표시부에 표시하도록 형성된 다수개의 센서용커넥터; 각 DSUB커넥터에 접속된 입출력 장치에 따라 양방향, 좌/우측 단방향 전송모드 또는 센서용커넥터에 접속된 센서모니터링 모드 중 하나를 선택하거나, 저장된 명령을 선택하는 모드변환/명령선택 스위치; 각 DSUB커넥터를 통해 입출력되는 데이터의 전송속도를 선택하는 전송속도변환스위치; 각 DSUB커넥터를 통해 입출력되는 데이터의 전송규약을 변경하는 전송규약변환스위치; 저장된 명령을 선택하여 전송하는 명령전송스위치; 각 스위치의 선택상태를 표시하며, 각 DSUB커넥터를 통해 입출력되는 데이터를 추출하여 상기 액정표시부에 표시하고, 센서용커넥터에 접속된 각 센서로부터의 측정값을 액정표시부에 표시하는 마이크로컨트롤러로 구성된 것을 특징으로 한다.

RS-232C, DSUB, 데이터 출력장치, 센서, 커넥터, 모니터링

Description

다기능 ＲＳ-232Ｃ 입출력 데이터 출력장치 {Apparatus for Mornitoring of RS-232C or Sensors}

본 고안은 RS-232C의 입출력 데이터 출력장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 RS-232C 통신을 양방향 또는 단방향 모니터링 뿐만 아니라 RS-232C 통신을 이용한 저장된 명령을 전송하고, 저항식, 단순저압식, 차동전압식, 전류식 센서의 값을 측정 및 표시하도록 하는 다기능 RS-232C 입출력 데이터 출력장치에 관한 것이다.

일반적으로 RS-232C는 디지털 신호를 직렬로 전송하는 일종의 표준화된 전송 방법으로 컴퓨터에 사용되는 키보드 또는 마우스등의 통신, 계측기의 데이터 전송, 계측기의 모드 제어, 제어장치의 제어신호 입력 등에 널리 사용되고 있다.

상기 RS-232C 통신방식에서 9핀 DSUB 커넥터에서 각 핀의 용도는 다음 표 1 같다.

핀번호	용도	약어
1	Receiver Line Signal Detect	DCD
2	Received Data	RXD
3	Transmitted Data	TXD
4	DTE Ready	DTR
5	Ground	GND
6	DCE Ready	DSR
7	Request To Send	RTS
8	Clear To Send	CTS
9	Ring Indicator	RI

여기서, 중요한 것은 RXD, TXD, DTR, GND, SDR, RTS, CTS 신호이며, 간단하게는 RXD(2), TXD(3), GND(5)만 사용해도 통신이 가능하다. 나머지 4개의 핀은 흐름제어(Flow Control)에 사용된다.

상기 RS-232C의 정확한 전송상태를 확인하기 위한 종래기술은 국내특허출원 제10-1998-54803호에 개시된 바와 같다.

도 1은 종래기술에 따른 소형 RS-232C 신호 모니터장치의 블록 구성도로서,

여기에서, 9핀 커넥터(1)는 케이블의 신호를 장치안으로 받아들여 신호를 분기하기 위한 것이다. 장치내부의 케이블(2)은 신호의 흐름을 방해하지 않고 수신신호(3)와 송신신호(4)를 각각의 RS-232C 수신회로(5)로 분기하여 준다. RS-232C 수신회로(5)는 수신신호와 송신신호를 각각 받아들여 TTL(Transistor-Transistor Logic)레벨로 변환하여 중앙처리부(6)로 신호를 보낸다. 중앙처리부(6)는 메모리(7)에 프로그램되어 있는 대로 동작하게 되어 있고, RS-232C 수신회로(5)를 항상 모니터하면서 신호가 들어오면 내용을 메모리(7)에 저장하고 표시부(8)로 들어온 신호를 표시부(8)로 보내어서 이 표시부(8)에서 들어온 신호가 송신신호인지 수신신호인지 표시해 주도록 한다. 키입력부(9)는 장치의 동작을 제어하기 위한 것으로 모니터모드, 저장모드, 수신모드, 송신모드 등을 지정해줄 수 있도록 되어 있으며, 그 중 모니터모드는 송수신되고 있는 신호를 실시간으로 표시해 주는 것이고, 저장모드는 메모리에 저장되어 있는 송수신신호를 표시해주는 것이고, 수신모드는 수신되고 있는 신호만 표시해 주는 것이고, 송신모드는 송신되고 있는 신호만 표시해 주는 것이다.

이와 같은 종래기술은 간단한 구성과 쉬운 사용법으로 RS-232C 초보자가 쉽게 신호를 분석하고 이해하는 데에 도움을 줄 수 있고, 저가의 비용으로 휴대가능한 소형으로 장치를 구성하여 현장에서 간편용이 하게 사용될 수 있는 효과가 있다.

그러나 이와 같은 종래기술에 따른 소형 RS-232C 신호 모니터장치는 단순히 양방향 통신상의 자료를 표시부에 표시해주는 것일 뿐, 필요한 명령은 전송할 수 없는 문제점이 있으며, RS-232C의 통신속도(Baud Rate) 또는 통신모드의 변화에 따른 지원이 불가능하며 RS-232C 통신방식의 흐름제어 기능을 지원하지 못하는 문제점이 있었다.

본 고안은 종래기술에 따른 문제점을 개선하기 위하여 본 고안에 따른 다기능 RS-232C의 데이터 입출력장치의 전원이 꺼진 상태에서도 통신이 끊어지지 않도록 통신선로를 직접연결되도록 하며, 내장된 메모리에 필요한 명령을 저장하여 필요할 경우 명령을 전송하도록 하며, 선택스위치를 조작하여 통신속도 또는 통신모 드를 변환할 수 있도록 하여 기기에 맞도록 통신속도 또는 통신모드를 변환시키도록 하는 다기능 RS-232C 입출력데이터 출력장치를 제공함에 있다.

본 고안의 목적을 해결하기 위한 다기능 RS-232C 입출력 데이터 출력장치는 RS-232C 통신규격에 맞는 입출력 데이터를 추출하기 위한 입출력 양단에 구비된 제1, 제2 DSUB커넥터를 구비하고, 상기 제1, 제2 DSUB커넥터에 접속된 마스터장치와 슬레이브장치 간의 입출력 데이터를 액정표시부에 표시하는 RS-232C 입출력 데이터 출력장치에 있어서, 각종 센서를 접속하여 각 센서로부터 전송된 신호를 상기 액정표시부에 표시하는 다수개의 센서용커넥터; 상기 제1, 제2 DSUB커넥터에 접속된 입출력 장치에 따라 양방향 전송모드 또는 좌측 단방향 전송모드 또는 우측 단방향 전송모드 또는 상기 센서용커넥터에 접속된 센서모니터링 모드 중 하나를 선택하거나, 저장된 명령을 선택하는 모드변환/명령선택 스위치; 상기 제1, 제2 DSUB커넥터를 통해 입출력되는 데이터의 전송속도에 맞도록 속도를 선택하는 전송속도변환스위치; 상기 제1, 제2 DSUB커넥터를 통해 입출력되는 데이터의 'Date bit', 'Parity', 'Stop bit'를 변경하는 전송규약변환스위치; 상기 모드변환/명령선택 스위치에 의해 선택된 명령을 전송하는 명령전송스위치; 및 상기 각 스위치의 선택상태를 표시하며, 상기 제1, 제2 DSUB커넥터를 통해 입출력되는 데이터를 추출하여 상기 액정표시부에 표시하고, 상기 센서용커넥터에 접속된 각 센서로부터의 측정값을 상기 액정표시부에 표시하는 마이크로컨트롤러;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 다기능 RS-232C 입출력 데이터 출력장치는 RS-232C 통신을 양방향 또는 단방향 모니터링이 가능하고, 휴대가 용이하도록 하여 각종 기기들의 점검을 위해 개인용컴퓨터 또는 노트북컴퓨터를 이용하여 RS-232C를 통해 전송해야 할 다수의 제어명령들을 저장했다가, 본 고안에 따른 데이터 출력장치를 휴대하여 적절한 명령을 기기에 전송할 수 있는 효과가 있으며,

양방향 통신을 할 때, 통신 흐름제어(Flow Control)에 사용되는 핀을 통해 송신측과 수신측이 준비되어 있는지를 알려줄 수 있는 효과가 있으며,

본 고안에 따른 장치 전원을 오프시킬 경우 송,수신 선로를 직접연결하여 전원치 차단될 경우에도 통신을 유지시는 효과가 있으며,

RS-232C의 통신속도 또는 통신모드를 사용자가 선택할 수 있도록 선택 스위치를 구비하여 RS-232C의 다른 통신환경을 지원할 수 있는 효과가 있다.

본 고안에 따른 구체적인 작용을 첨부된 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 다기능 RS-232C 입출력 데이터 출력장치의 블록 구성도로서, RS-232C 통신규격에 맞는 입출력 데이터를 추출하기 위한 입출력 양단에 구비된 제1, 제2 DSUB커넥터(310,311)와, 본 고안에 따른 장치의 전원이 오프될 경우 상기 제1, 제2 DSUB커넥터(310,311)에 입출력되는 데이터를 직접연결시켜 통신 상태를 유지시키는 제1, 제2 릴레이(350,351)와, 상기 제1, 제2 릴레이(350,351)를 통해 입출력되는 신호를 증폭시켜 신호간섭에 의한 전송오류를 방지하는 제1, 제2 라인구동부(300,301)와, 상기 제1, 제2 DSUB커넥터(310,311)에 접속된 마스터장치와 슬레이브장치 간의 입출력 데이터를 표시하는 액정표시부(200)와, 각종 센서를 접속하여 각 센서로부터 전송된 신호를 상기 액정표시부(200)에 표시하기 위한 다수개의 센서용커넥터(500~503)와, 상기 센서용커넥터(500~503)로부터 측정된 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그/디지털(AD)컨버터(550)와, 상기 제1, 제2 DSUB커넥터(310,311)에 접속된 입출력 장치에 따라 양방향 전송모드 또는 좌측 단방향 전송모드 또는 우측 단방향 전송모드 또는 센서용커넥터(500~503)에 접속된 센서모니터링 모드 중 하나를 선택하거나, 저장된 명령을 선택하는 모드변환/명령선택 스위치(401)와, 상기 제1, 제2 DSUB커넥터(310,311)를 통해 입출력되는 데이터의 전송속도에 맞도록 속도를 선택하는 전송속도변환스위치(402)와, 상기 제1, 제2 DSUB커넥터(310,311)를 통해 입출력되는 데이터의 'Date bit', 'Parity', 'Stop bit'를 변경하는 전송규약변환스위치(403)와, 상기 모드변환/명령선택 스위치(401)에 의해 선택된 명령을 전송하는 명령전송스위치(404)와, 상기 각 스위치(400~404)의 선택상태를 표시하며, 상기 제1, 제2 DSUB커넥터(310,311)를 통해 입출력되는 데이터를 추출하여 상기 액정표시부(200)에 표시하고, 상기 센서용커넥터(500~503)에 접속된 각 센서로부터의 측정값을 상기 액정표시부(200)에 표시하는 마이크로컨트롤러(100)로 구성된다.

여기서, 상기 센서용커넥터(500~503)는 저항식센서용 커넥터(500)와, 전압식 센서용 커넥터(501)와, 차동전압식센서용 커넥터(502)와, 전류식센서용 커넥터(503)로 구성된다.

한편, 미설명 부호 '600'은 본 고안에 따른 장치의 전원을 공급하는 전원공급부이고, '601'은 전원출력커넥터이고, '602'는 외부전원을 공급받기 위한 외부배터리를 표시한다.

상기 전원출력커넥터(601)는 각종 센서를 점검할 때 편리하도록 한 것으로, 센서의 출력이 저항, 전압(단순/차동) 또는 전류 등의 아날로그 값으로 출력되는 센서도 있지만, RS-232C를 통해 출력되는 센서일 경우 이때 필요한 전원 '+12V'을 공급하기 위하여 구비된다.

상기 각 구성요소들을 휴대가 용이하도록 상기 액정표시부(200)는 장치 전면에 구비하며, 상기 각 스위치(400~404)는 상기 액정표시부(200) 하단 일 측에 구비하며, 상기 제1, 제2 DSUB커넥터(310,311)는 좌,우측면 일 측에 구비하며, 상기 각 센서용커넥터(500~503)는 장치의 상부 또는 하부 일측에 형성하여, 소형 패키지로 구성한다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, RS-232C 제1, 제2 DSUB커넥터(310,311)에 접속된 장치간의 입출력 데이터를 출력하기 위한 작용에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 다기능 RS-232C 입출력 데이터 출력장치의 좌측에는 마스터장치(PC)를 연결하는 제1 DSUB커넥터(310)는 피메 일(Female) 타입으로 구성하고, 우측에는 슬레이브장치(전자기기)를 연결하는 제2 DSUB커넥터(311)를 메일(Male)타입으로 형성한다.

상기 제1, 제2 DSUB커넥터(310)에 접속된 마스터 및 슬레이브장치로부터 송,수신되는 데이터는 제1, 제2 릴레이(350,351)와 제1, 제2 라인구동부(300,301)를 통해 상기 마이크로컨트롤러(100)로 입력되어 상기 액정표시부(200)에 표시된다.

상기 마이크로컨트롤러(100)는 내부에 프로그램이 들어가는 플레시메모리와 데이터를 임시로 저장하는 SRAM, 명령을 저장하는 EEPROM이 내장되어 있으며, 양방향의 통신을 받아들이는 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 2개를 구비하고 있다.

본 고안에 따른 장치 전원이 온되어 있을 경우에는 상기 제1, 제2 DSUB커넥터(310)를 통해 송,수신되는 데이터는 제1, 제2 릴레이(350,351)와 제1, 제2 라인구동부(300,301)를 통해 상기 마이크로컨트롤러(100)로 입력되어 서로 반대 방향의 제1, 제2 라인구동부(300,301)와 제1, 제2 릴레이(350,351)를 통해 통신하게 되지만, 만약 본 고안에 따른 장치 전원이 오프되었을 경우 상기 제1, 제2 릴레이(350,351)전원도 차단되어 송,수신되는 데이터가 상기 마이크로컨트롤러(100) 및 제1, 제2 라인구동부(300,301)를 통하지 않고, 상기 제1, 제2 릴레이(350,351) 및 상기 제1, 제2 DSUB커넥터(310)를 통해 직접 전송되도록 연결(TXD,RXD 선로를 직접연결) 구동함으로, 본 고안에 따른 장치전원을 오프시키더라도 상기 마스터장치와 슬레이브장치 사이의 통신을 방해받지 않게 된다.

상기 제1, 제2 라인구동부(300,301)은 데이터 전송시에 신호간섭에 의한 전 송오류를 줄이기 위하여 신호전압인 5V 또는 3.3V 레벨의 디지털신호를 '12V/+12V'(논리 '1'일 때 -12V, 논리 '0'일 때 +12V)신호로 변환시킨다. 즉, 신호를 증폭시켜서 전송선로 상에서 발생할 수 있는 노이즈에 간섭받지 않도록 한다.

상기 제1, 제2 DSUB커넥터(310)에 접속된 장치의 구동을 위하여 다음과 같은 사용자의 선택에 의한 스위치를 조작하여 보다 정확한 입출력 데이터를 검출 및 표시를 하게 된다.

상기 동작/메뉴 스위치(400)는 토글(Toggle) 스위치로 스위치가 눌린 상태에서는 현재상태가 표시되고(메뉴 상태), 스위치가 눌리지 않은 상태에서는 현 상태로 동작하도록 한다.(동작 상태)

여기서, 현재상태는 ①양방향, ②좌측단방향, ③우측단방향 통신모니터링 또는 ④센서모니터링 상태를 의미하며, 상기 '동작/메뉴 스위치'가 눌린 상태(메뉴 상태)에서 상기 모드변환/명령선택 스위치(401)를 사용하여 현재상태를 변환시키게 된다.

즉, 모드변환/명령선택 스위치(401)을 누를 때마다 ①->②->③->④->①-> …으로 변환하게 된다.

또한, 상기 ① ~ ③의 상태에서는 상기 전송속도 변환스위치(402), 전송규약변환스위치(403)을 상요하여 통신속도와 통신방식을 선택하게 된다.

현재상태와 통신속도, 통신방식을 설정한 뒤에는 다시 동작/메뉴스위치(400)을 다시 눌러서(스위치가 눌리지않은 상태) 동작상태로 변환하게 된다.

상기 전송속도변환스위치(402)는 접속된 장치에 따라서 RS-232C 통신속 도(Baud Rate)를 변환할 수 있는 기능으로, 예를 들어 300BPS(Pit Per Second)로부터 600, 1200, …, 115200BPS 까지 통신속도를 버튼스위치(TACT SWITCH)를 이용하여 선택할 수 있다.

상기 전송규약변환스위치(403)는 데이터 비트(7bit, 8bit), 패리티(No/Even/Odd Parity), 정지비트(1bit, 2bit)를 모두 변경할 수 있도록 한다. 통상 8N1(8bit Data, No Parity, 1bit Stop)을 사용하지만, 접속된 기기에 따라서 7bit Data, Even, Odd Parity로 되어 있는 경우도 있다.

상기 명령전송스위치(404)는 ①양방향통신 모니터링 상태의 동작모드에서 사용되며, 명령전송을 위해 먼저 모드변환/명령선택 스위치(401)를 여러번 눌러 적절한 명령을 선택하고 전송될 명령이 선택된 상태에서 상기 명령전송스위치(404)를 눌려 해당 명령을 제2 DSUB커넥터(311)를 통해 우측에 접속된 슬레이브 장치로 전송한다.

이와 같이, 본 고안에 따른 장치는 RS-232C 통신데이터를 표시할 뿐만 아니라, 각종 센서용커넥터(500~503)를 구비하여 각 센서용커넥터(500~503)에 접속된 센서로부터 측정된 센서값을 상기 마이크로컨트롤러(100)에서 입력받아 상기 액정표시부(200)에 표시하는 기능을 수행하게 되는데, 그 작용에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 센서는 저항식(Ohm), 전압식(Volt), 전류식(Ampere)으로 각각 단위로 측정 가능하도록 각각의 저항식센서용 커넥터(500), 전압식센서용 커넥터(501), 차동전압식센서용 커넥터(502) 및 전류식센서용 커넥터(503)를 구비한다.

상기 각 센서용커넥터(500~503)를 통해 검출된 센서 값들은 상기 AD컨버터(550)을 통해 상기 마이크로컨트롤러(100)로 전송되고, 상기 마이크로컨트롤러(100)는 내부 메모리에 잠시 저장한 후 상기 액정표시부(200)에 입력된 센서값을 표시해 줌으로, 각종 센서의 동작상태 및 센서값을 모니터링 하게 된다.

이와 같이, 본 고안에 따른 장치는 RS-232C 양방향 통신 모니터링을 완벽하게 지원하여, 통신점검에에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 각종 센서의 점검 및 측정이 가능하여 휴대가 용이한 휴대용 센서 모니터로 사용될 수 있다.

도 1은 종래기술 따른 소형 RS-232C 신호 모니터장치의 블록 구성도이고,

도 2는 본 고안에 따른 다기능 RS-232C 입출력 데이터 출력장치의 블록 구성도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 설명 >

100 : 마이크로컨트롤러 200 : 액정표시부

300, 301 : 제1, 제2 라인구동부 310, 311 : 제, 제2 DSUB커넥터

350, 351 : 제1, 제2 릴레이 400 : 동작/메뉴스위치

401 : 모드변환/명령선택 스위치 402 : 전송속도변환 스위치

403 : 전송규약변환 스위치 404 : 명령전송 스위치

500 : 저항식센서용 커넥터 501 : 전압식센서용 커넥터

502 : 차동전압식센서용 커넥터 503 : 전류식센서용 커넥터

600 : 전원부 601 : 전원출력커넥터

602 : 외부배터리

Claims

RS-232C 통신규격에 맞는 입출력 데이터를 추출하기 위한 입출력 양단에 구비된 제1, 제2 DSUB커넥터를 구비하고, 상기 제1, 제2 DSUB커넥터에 접속된 마스터장치와 슬레이브장치 간의 입출력 데이터를 액정표시부에 표시하는 RS-232C 입출력 데이터 출력장치에 있어서,

각종 센서를 접속하여 각 센서로부터 전송된 신호를 상기 액정표시부에 표시하는 다수개의 센서용커넥터;

상기 제1, 제2 DSUB커넥터에 접속된 입출력 장치에 따라 양방향 전송모드 또는 좌측 단방향 전송모드 또는 우측 단방향 전송모드 또는 상기 센서용커넥터에 접속된 센서모니터링 모드 중 하나를 선택하거나, 저장된 명령을 선택하는 모드변환/명령선택 스위치;

상기 제1, 제2 DSUB커넥터를 통해 입출력되는 데이터의 전송속도에 맞도록 속도를 선택하는 전송속도변환스위치;

상기 제1, 제2 DSUB커넥터를 통해 입출력되는 데이터의 'Date bit', 'Parity', 'Stop bit'를 변경하는 전송규약변환스위치;

상기 모드변환/명령선택 스위치에 의해 선택된 명령을 전송하는 명령전송스위치; 및

상기 각 스위치의 선택상태를 표시하며, 상기 제1, 제2 DSUB커넥터를 통해 입출력되는 데이터를 추출하여 상기 액정표시부에 표시하고, 상기 센서용커넥터에 접속된 각 센서로부터의 측정값을 상기 액정표시부에 표시하며 장치의 전원이 오프될 경우 이를 감지하여 제1, 제2 DSUB커넥터를 직접연결시켜 통신을 유지시키는 마이크로컨트롤러;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 RS-232C 입출력 데이터 출력장치.
제 1 항에 있어서,

상기 마이크로컨트롤러의 제어에 의하여 장치의 전원이 오프될 경우 상기 제1, 제2 DSUB커넥터에 입출력되는 데이터를 직접연결시켜 통신상태를 유지하는 제1, 제2 릴레이를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 RS-232C 입출력 데이터 출력장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전송규약변환스위치는 Parity Bit(None/Even/Odd), Data Bit(8bit/7bit), Stop Bit(1bit/2bit)의 통신규약을 선택 변경하는 것을 특징으로 하는 다기능 RS-232C 입출력 데이터 출력장치.
제 1 항에 있어서,

상기 센서용커넥터는 저항식센서, 전압식센서, 차동전압식센서 또는 전류식센서용 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 RS-232C 입출력 데이터 출력장치.
제 1 항에 있어서,

상기 마이크로컨트롤러는 내부에 프로그램이 저장된 플래시메모리; 데이터를 임시로 저장하는 램메모리, 명령을 저장하는 이이피롬; 양방향 통신을 받아들이는 2개의 UART;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 RS-232C 입출력 데이터 출력장치.