專利名稱：網(wǎng)關(guān)控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字異步半雙工式串行信號轉(zhuǎn)換的裝置及方法，特別涉及一種能適用于主機(jī)(Host)和不同波特率的外圍設(shè)備間，利用相位延遲控制來達(dá)到數(shù)字異步半雙工式串行信號傳送的網(wǎng)關(guān)控制裝置及其方法。
背景技術(shù)：
RS232為一種異步式的串行傳送標(biāo)準(zhǔn)(serial Transmission Standard)，當(dāng)以RS232標(biāo)準(zhǔn)為接口傳送一個字節(jié)(Byte)的數(shù)據(jù)時，可分為起始位+數(shù)據(jù)位+較驗位+停止位其中1個起始位(start bit)、7，8個數(shù)據(jù)位(data bit)、1個選擇性的偶(或奇)較驗位、1，1.5，或2個停止位(stop bit)。
所以串行信號的數(shù)據(jù)長度并不固定，最短為9個位(1+7+0+1)，最長為12個位(1+8+1+2)，然而目前實際的使用上并無統(tǒng)一的規(guī)定，因此各個廠商所制造出來的產(chǎn)品，其信號的數(shù)據(jù)長度不盡相同。有關(guān)RS232串行信號每秒可傳送的位數(shù)，稱之為波特率(baud rate)，但所采用的儀器、設(shè)備不同，各個廠商所使用或所設(shè)定的波特率亦不相同，而業(yè)界在使用上也沒有特別的統(tǒng)一規(guī)定，因此造成主機(jī)和其它控制器或外圍裝置間的聯(lián)機(jī)網(wǎng)絡(luò)，使用上必須特別要求相同的品牌、相同的傳輸速率，方能克服現(xiàn)階段聯(lián)機(jī)間的障礙。
半雙工式(half-duplex)通訊是指主機(jī)與儀器、設(shè)備之間，傳送與接收不能同時進(jìn)行，采用“一問一答”的方式來達(dá)成。即主機(jī)先送出一道指令，然后儀器、設(shè)備響應(yīng)一個結(jié)果，因此不能在同一時間內(nèi)既接收數(shù)據(jù)，又傳送數(shù)據(jù)。
在目前產(chǎn)業(yè)全面自動化的需求下，有很多的儀器、設(shè)備都通過如一種可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller；以下簡稱PLC)來控制，且這些具有PLC的設(shè)備可通過網(wǎng)絡(luò)連結(jié)起來。這些設(shè)備通常具有RS232的接口，可以設(shè)定成不同的IP地址，因此很適合以網(wǎng)絡(luò)的方式相連。
圖1為公知技術(shù)，以一多端口RS232適配卡連結(jié)多部具有PLC的設(shè)備的示意圖。通過此多端口RS232適配卡，使一部主機(jī)(Host；在圖中以PC表示)與多部設(shè)備中的PLC相連接。該主機(jī)可自動切換“多端口RS232適配卡”，在任一時間下主機(jī)只與其中一部的PLC相連；當(dāng)依序快速切換“多端口RS232卡”時，則可將所有PLC分別與主機(jī)一一相連。此種連接方式最大的缺點為配線成本太高，系統(tǒng)維護(hù)非常地困難。一般工廠的面積非常大，而各個具有PLC的設(shè)備又分散各處，彼此間的距離相當(dāng)遙遠(yuǎn)，若欲將每部PLC都直接拉線到主機(jī)上，則其配線成本非常的高，且現(xiàn)場的環(huán)境通常極其惡劣，各種線路陳舊、穿梭其間，有的線路甚至以高空架設(shè)的方式，使得系統(tǒng)維護(hù)工作上，更加困難重重。
圖2為另一公知技術(shù)，以四線式RS485連結(jié)多部具PLC的設(shè)備的示意圖，其使用一RS232對四線式RS485的轉(zhuǎn)換器C1，C2，C3及C4，使得PLC1、PLCn、PLCm與主機(jī)的RS232接口之間的聯(lián)機(jī)共享四條RS485網(wǎng)絡(luò)傳輸線。若采用此種架設(shè)方式，固然使配線成本大幅地降低；圖2中的PLC1、PLCn、PLCm只有在收到與自己相符的地址指令后才會做響應(yīng)，其它時間都不做響應(yīng)。因此當(dāng)圖2的主機(jī)通過RS232接口先下達(dá)#1號地址指令時，PLC#1~PLC#m都會同時接收到此一指令，但其中只有PLC#1會響應(yīng)，因為只有PLC#1的地址為#1，其它的PLC地址都不是#1。同理，主機(jī)可依序下達(dá)#2號、#3號、.....、#m號地址指令以達(dá)到全部相連結(jié)的目的。
圖3為另一公知技術(shù)，以二線式RS485連結(jié)PLC1、PLCn、PLCm的示意圖，其使用一RS232與二線式RS485的轉(zhuǎn)換器C1，使得PLC與主機(jī)的RS232接口之間的聯(lián)機(jī)共享二條RS485網(wǎng)絡(luò)傳輸線。若采用此種架設(shè)方式，固然使配線成本較圖2的系統(tǒng)節(jié)省一半的成本。但圖3主機(jī)通過RS232接口的動作方式依然與圖2系統(tǒng)類似，之間的差別僅在圖2的TX+、TX-系用于傳送指令，而RX+、RX-用于接收結(jié)果；反之，圖3中的A1、B1、A2及B2二線既可用于傳送指令，亦可接收結(jié)果。因此，該RS232/RS485轉(zhuǎn)換器C1，C2，C3及C4與RS485重復(fù)器D1的電路，較圖2系統(tǒng)的電路復(fù)雜得很多。但，如果圖3的PLC1、PLCn和PLCm皆使用不同的波特率與不同的組態(tài)，則圖3中的RS232/RS485轉(zhuǎn)換器C與RS485重復(fù)器D就無法達(dá)成與前述相同的功能。那是因為各工廠使用的儀器、設(shè)備皆是依每一時期的需要而陸續(xù)引進(jìn)，不可能正好彼此設(shè)備間的廠牌、速率皆能達(dá)到一致，因此易造成各PLC之間無法經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連線作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種相位延遲式網(wǎng)關(guān)控制裝置及方法，應(yīng)用于數(shù)字異步半雙工式串行信號傳送，用以控制一外部RS232接口與一外部RS485接口之間的信號傳送，或是兩個外部RS485接口間的信號傳送，該裝置至少包括一相位處理單元、一RS232/TTL信號轉(zhuǎn)換接口及/或-RS485/TTL信號轉(zhuǎn)換接口。本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)控制方法系利用前述各信號轉(zhuǎn)換接口所產(chǎn)生的TTL信號作反相及延遲處理，以控制其對應(yīng)的另一RS485/TTL接口的收/送控制端(DriverEnable；DE)的信號時序，從而使每個運用前述外部接口的設(shè)備之間也可使用不同波特率與不同組態(tài)的串行信號傳輸協(xié)議。


為闡明本發(fā)明的精神、目的、特征及優(yōu)點，特以較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如下圖1為公知以多端口RS232適配卡連結(jié)多部PLC的示意圖；圖2為公知以四線式RS485網(wǎng)絡(luò)連結(jié)多部PLC的示意圖；圖3為公知以二線式RS485網(wǎng)絡(luò)連結(jié)多部PLC的示意圖；圖4為公知RS485接口電路簡化圖；圖5a為公知以主機(jī)與PLC的二線式RS485網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)的示意圖；圖5b為圖5a的相關(guān)信號時序圖；圖6a為本發(fā)明的一較佳實施例的單向網(wǎng)關(guān)控制裝置的示意圖；圖6b為圖6a單向網(wǎng)關(guān)控制裝置的相關(guān)信號時序圖，其中并顯示公知控制DEO的時序；圖7a為本發(fā)明的另一較佳實施例的雙向網(wǎng)關(guān)控制裝置的示意圖；圖7b為圖7a雙向網(wǎng)關(guān)控制裝置的相關(guān)信號時序圖。
標(biāo)號說明60RS232/RS485信號轉(zhuǎn)換裝置61外部RS232接口62，65隔離電路63單向網(wǎng)關(guān)控制裝置631RS232/TTL接口
632相位延遲裝置633RS485/TTL接口635相位處理單元634反相器66外部RS485接口80RS485信號重復(fù)器81外部RS485接口82，85隔離電路83雙向網(wǎng)關(guān)控制裝置831RS485/TTL接口832相位延遲裝置833反相器834相位處理單元841RS485/TTL接口842相位延遲裝置843反相器844相位處理單元86外部RS485接口。
具體實施例方式
為了更好地說明本發(fā)明，先以一公知原理簡介如下當(dāng)圖3中的各個PLC均使用相同的波特率與相同的組態(tài)時，則一個RS485的接口電路通?？梢院喕扇鐖D4所示。當(dāng)圖4的一收/送信號控制端DE的信號為LOW時，則表示要從RS485網(wǎng)絡(luò)上接收數(shù)據(jù)，所以A、B二線所載的數(shù)據(jù)會接收到RX。反之，當(dāng)該DE的信號為HIGH時，則表示要傳送數(shù)據(jù)到RS485網(wǎng)絡(luò)上，此時TX的數(shù)據(jù)會傳送到A、B二線之上。
請進(jìn)一步參閱圖5a及圖5b，為公知的主機(jī)與PLC間的聯(lián)機(jī)方塊圖與相關(guān)信號時序圖。由該圖中可發(fā)現(xiàn)，剛開始時各收/送信號控制端DE1、DE2、DE3、DE4的信號都為LOW的狀態(tài)，也就是都處于準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)。當(dāng)主機(jī)通過一轉(zhuǎn)換器C1的RS232接口開始送出指令，TX1的信號立刻由HIGH轉(zhuǎn)換成LOW，并開始傳送數(shù)據(jù)，此時DE1的信號立刻由LOW轉(zhuǎn)換成HIGH，成為傳送數(shù)據(jù)的狀態(tài)，TX1的數(shù)據(jù)傳送至A1、B1，而此時一重復(fù)器D的DE2的信號保持在LOW的狀態(tài)，以便接收A1、B1上的TX1數(shù)據(jù)，但DE3的信號也立刻由LOW轉(zhuǎn)換為HIGH，成為傳送數(shù)據(jù)的狀態(tài)，即傳送數(shù)據(jù)至A2、B2二線上，所以A2、B2＝A1、B1＝TX1。此時DE4的信號亦維持在LOW，以便接收A2、B2上的TX1數(shù)據(jù)至RX2上，所以RX2＝A2、B2＝A1、B1＝TX1。最后，該主機(jī)最初送出的TX1數(shù)據(jù)會經(jīng)由RS232接口的RX2傳到PLCn上作處理。
由圖5a及圖5b中可以了解，要控制每一RS485接口對于信息的傳送或接收，就要控制其中的收/送信號控制端(DE)，因此圖5a中的DE1、DE2、DE3、DE4等四條收/送信號控制端是整個系統(tǒng)中最重要的組件。
當(dāng)圖5a的TX1數(shù)據(jù)傳送完成后，DE1與DE3的信號必需由HIGH轉(zhuǎn)換為LOW以準(zhǔn)備接收各PLCn響應(yīng)的數(shù)據(jù)。假設(shè)該PLCn使用固定的波特率與固定的組態(tài)，且令TX1為8個位(bit)數(shù)據(jù)，則TX1是固定的長度。例如波特率＝10000bits/sec，組態(tài)＝10bit，則TX1的長度＝10*1/10000sec。我們可以用定時器來設(shè)定固定的時間，然后讓DE1與DE3的信號可以由HIGH的狀態(tài)再回到LOW的狀態(tài)。
假設(shè)指令很短，只有一個字節(jié)(byte)，則PLCn在收到TX1的數(shù)據(jù)之后，便會很快通過其RS232接口傳回結(jié)果給主機(jī)。需注意的是，通過前述定時器的輔助，當(dāng)TX1傳送完之后，DE1、DE3的信號都已由HIGH轉(zhuǎn)回為LOW，而DE2、DE4的信號本來就是LOW，因此全都處在“等待接收數(shù)據(jù)”的狀態(tài)。當(dāng)PLCn欲傳送TX2數(shù)據(jù)時，DE4的信號便會由LOW轉(zhuǎn)換為HIGH，以便傳送TX2數(shù)據(jù)至A2及B2，使A2、B2＝TX2，此時DE3的信號為LOW、DE2的信號為HIGH，即將TX2數(shù)據(jù)從A2、B2傳送至A1及B1，因此A1、B1＝A2、B2＝TX2。接著，DE1的信號為LOW，將TX2數(shù)據(jù)從A1、B1傳送至RX1，亦即PLCn送出的TX2數(shù)據(jù)通過RS232接口的RX1送到主機(jī)了。當(dāng)TX2數(shù)據(jù)傳送完畢后，DE2、DE4的信號又會由HIGH轉(zhuǎn)換為LOW，其原理與DE1、DE3的信號由HIGH轉(zhuǎn)換為LOW時的情況相同。
在前面所討論的是“送出指令”與“傳回結(jié)果”都為1字節(jié)(Byte)的狀況，如果“送出指令”與“傳回結(jié)果”都為數(shù)個字節(jié)(Bytes)時，又該如何處理呢？其實當(dāng)送完第一個字節(jié)數(shù)據(jù)之后，DE1、DE2、DE3、DE4均會回到原始的狀態(tài)，但因PLCn只收到1字節(jié)數(shù)據(jù)，所以不會動作，因此可以繼續(xù)傳送下一個指令字節(jié)，直到整個指令傳送完畢后，此時PLCn確認(rèn)指令無誤后，才會開始傳回結(jié)果。而傳回結(jié)果與送出指令的動作類似，都是一個字節(jié)接著一個字節(jié)地傳回，且每次傳完一個字節(jié)數(shù)據(jù)都會回復(fù)到原始狀態(tài)，因此欲傳送幾個字節(jié)都可以。
由以上的描述我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)所有PLC都使用“相同波特率”、“相同組態(tài)”時，圖5中的轉(zhuǎn)換器C1、C2與重復(fù)器D都可以被設(shè)計出來。但是如果PLC使用“不同的波特率”或者使用“不同的組態(tài)”時，傳送一個字節(jié)的時間就變成“非固定時間”，此時只有主機(jī)知道此“非固定時間”的長度到底是多少？因為主機(jī)只能直接控制與其相連的轉(zhuǎn)換器C1，而其它的轉(zhuǎn)換器C2與重復(fù)器D都無法被主機(jī)所控制，因此都不知道“時間的長度”到底是多少？因此，DE2、DE3、DE4之間的HIGH/LOW關(guān)系就會錯亂，然后所有傳送與接收的數(shù)據(jù)都會完全錯誤，這就是為什么現(xiàn)有技術(shù)，必須采用相同廠牌、相同速率的設(shè)備，以達(dá)到波特率相同、組態(tài)相同的聯(lián)機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)的原因，但是實際運作上，很難達(dá)到此項要求，這也是此技術(shù)領(lǐng)域上，亟待解決的技術(shù)瓶頸。
為解決前述問題，本發(fā)明提出一種相位延遲式網(wǎng)關(guān)控制裝置以控制數(shù)字異步半雙工式串行信號的傳送，可使如圖3的各PLC亦能具有不同的波特率與不同的組態(tài)。
請見圖6a，顯示本發(fā)明的一較佳實施例所運用的一RS232與二線式RS485的信號轉(zhuǎn)換器60，其包括有一RS232隔離電路62、一RS485隔離電路65及一單向網(wǎng)關(guān)控制裝置63，其中該信號轉(zhuǎn)換器60用以轉(zhuǎn)換一外部RS232接口61與一外部RS485接口66之間的接口信號。
其中RS232隔離電路62介于外部RS232接口61和RS232/TTL接口631之間，以及RS485隔離電路65系介于外部RS485接口66和RS485/TTL接口633之間，使這些隔離電路62和65可用于隔離外部噪聲、防止高壓電擊或過載現(xiàn)象發(fā)生。需注意的是，這些隔離電路62和65可被設(shè)計成與該單向網(wǎng)關(guān)控制裝置63整合成一體。
前述單向網(wǎng)關(guān)控制裝置63包括一RS232/TTL信號轉(zhuǎn)換接口631、一RS485/TTL信號轉(zhuǎn)換接口633以及一相位處理單元635，其中相位處理單元635包括一相位延遲裝置632及一反相器634。
前述RS232/TTL接口631的傳送信號(TX2)和外部RS232接口61的傳送信號(TX1)的相位會相同，且RS232/TTL接口631所接收到的傳送信號(TX2)會再傳送到RS485/TTL接口633。但此時該傳送信號(TX2)會作進(jìn)一步分出，以經(jīng)過反相器634加以反相，并送入相位延遲裝置632中，使該相位延遲裝置632輸出一往后延遲特定時間t的網(wǎng)關(guān)控制線(GATE1)信號，以控制RS485/TTL接口633的收/送信號控制端(DE0)的時序。
在本較佳實施例中，反相器634是串聯(lián)在RS232/TTL接口631與相位延遲裝置632之間；但反相器634也可被設(shè)計成是串聯(lián)于相位延遲裝置632與RS485/TTL接口633之間。
在將GATE1、TX2的信號分別傳送至RS485/TTL接口633之后，該RS485/TTL接口633會依據(jù)當(dāng)GATE1信號為LOW時進(jìn)一步傳送TX2信號并將其轉(zhuǎn)換為RS485接口信號A、B，以供外部RS485接口66使用。
如圖6b的時序圖所示，公知控制該收/送信號控制端(DEO)的方法為當(dāng)TX1數(shù)據(jù)由HIGH轉(zhuǎn)換為LOW時，則TX2＝TX1；但當(dāng)該RS485/TTL接口633的收/送信號控制端DEO由LOW轉(zhuǎn)換為HIGH時，即呈傳送數(shù)據(jù)的狀態(tài)，此時A、B就會將TX1數(shù)據(jù)進(jìn)一步傳送出去。待傳送完畢后，經(jīng)過特定定時器的計算，DEO才再由HIGH轉(zhuǎn)回為LOW。
然而，因本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)控制方法不同于公知方法，而是將該RS232/TTL信號轉(zhuǎn)換接口產(chǎn)生的TX2信號直接加以反相并延遲特定時間來控制GATE1的準(zhǔn)位，故本發(fā)明的時序如下所述(見圖6b)GATE1的起始狀態(tài)為LOW；當(dāng)TX2狀態(tài)由HIGH轉(zhuǎn)換為LOW時，同時利用反相器634將TX2信號作反相處理，再經(jīng)一相位延遲裝置632先延遲一段特定時間t之后，輸出的GATE1信號才由LOW轉(zhuǎn)換為HIGH；當(dāng)TX2狀態(tài)由LOW轉(zhuǎn)換為HIGH時，其網(wǎng)關(guān)控制線信號GATE1利用相位延遲裝置632，會再延遲另一段特定時間t之后才由HIGH轉(zhuǎn)換為LOW前述延遲的特定時間t實質(zhì)上與所使用的RS485/TTL接口IC的延遲特性有關(guān)聯(lián)性，而與主機(jī)及各具有PLC的接口設(shè)備的波特率與組態(tài)均無關(guān)。但因本發(fā)明利用了相位延遲裝置，故可更精確地利用RS485接口IC的延遲特性，來決定延遲的時間。所以當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用在如圖3的系統(tǒng)上時，主機(jī)與其它PLC之間可以使用于不同的波特率與不同的組態(tài)的串行信號傳輸協(xié)議上。
請進(jìn)一步參照圖6a，以說明本發(fā)明單向網(wǎng)關(guān)控制方法，其適用于至少一RS232/TTL接口631與一RS485/TTL接口633所構(gòu)成的一網(wǎng)關(guān)裝置63上，其中RS485/TTL接口633具有一收/送信號控制端DEO，上述方法包括下列步驟使RS232/TTL接口631接收一RS232信號并轉(zhuǎn)換為一TTL信號；使用該TTL信號產(chǎn)生一網(wǎng)關(guān)控制線信號GATE1，其中該網(wǎng)關(guān)控制線信號GATE1的脈沖波形與該TTL信號(TX2)的脈沖波形互為反相，且較該TTL信號波形的每一變化點往后延遲一特定時間t；傳送該網(wǎng)關(guān)控制線信號GATE1予RS485/TTL接口633以控制該收/送信號控制端DEO的時序；以及依據(jù)該收/送信號控制端DEO接收到的該網(wǎng)關(guān)控制線信號GATE1，決定RS485/TTL接口633何時接收該TTL信號并將其轉(zhuǎn)換為RS485信號送出。
圖7a顯示本發(fā)明的另一較佳實施例所運用的雙向網(wǎng)關(guān)控制裝置83，以及圖7b顯示相關(guān)的信號時序圖，其工作原理與圖6b相同。在圖7a中，經(jīng)由二線式RS485對二線式RS485信號傳送下，因PLC彼此之間的距離相距太長，利用一重復(fù)器80可將RS485的網(wǎng)絡(luò)延長，其包括有一雙向網(wǎng)關(guān)控制裝置83及兩個RS485隔離電路82和85，用以將一第一及第二外部RS485接口81及86之間的信號作延伸。需注意的是，這些隔離電路82和55可被設(shè)計成與該雙向網(wǎng)關(guān)控制裝置83整合成一體。
其中，該雙向網(wǎng)關(guān)控制裝置83包括一第一及第二RS485/TTL信號轉(zhuǎn)換接口831和841、一第一及第二相位處理單元834和844。其中，該第一相位處理單元844包括一第一相位延遲裝置842和一第一反相器843；而該第二相位處理單元834包括一第二相位延遲裝置832和一第二反相器833。
該RS485隔離電路82介于第一外部RS485接口81和第一RS485/TTL接口831之間，而RS485隔離電路85介于第二RS485/TTL接口841和第二外部RS485接口86之間，用以隔離外部噪聲、防止高壓電擊或過載現(xiàn)象發(fā)生。在前述雙向網(wǎng)關(guān)控制裝置83的動作過程中，第一RS485/TTL接口831先將傳送信號(TX4)傳送到另一第二RS485/TTL接口841。同時，將第一RS485/TTL接口831的傳送信號(TX4)加以分出經(jīng)由第一反相器843將其相位作反相處理，并送入第一相位延遲裝置842中，以輸出一往后延遲特定時間t的網(wǎng)關(guān)控制線(GATE2)信號，藉以控制第二RS485/TTL接口841的收/送信號控制端(DE1)的時序。依據(jù)該收/送信號控制端(DE1)接收到的網(wǎng)關(guān)控制線(GATE2)信號，第二RS485/TTL接口841會進(jìn)一步接收該傳送信號(TX4)并將其轉(zhuǎn)換成信號A2及B2以傳送予該第二外部RS485接口86處理。
經(jīng)過一段處理時間后，該第二RS485/TTL接口841會接收到第二外部RS485接口86所產(chǎn)生的回復(fù)信號A2、B2并將其轉(zhuǎn)換成一TTL信號(RX4)以傳送到第一RS485/TTL接口831，此時將第二RS485/TTL接口841的傳送信號(RX4)加以分出，通過該第二相位處理單元834的第二反相器833作相位反相處理，再送入第二相位延遲裝置832中以輸出一往后延遲特定時間t的網(wǎng)關(guān)控制線(GATE3)信號，藉以控制第一RS485/TTL接口831的收/送信號控制端(DE2)的時序。
在本第二較佳實施例中，第一反相器843雖是串聯(lián)在第一RS485/TTL接口831與第一相位延遲裝置842之間；但事實上，該第一反相器843也可被設(shè)計成串聯(lián)于第一相位延遲裝置842與第二RS485/TTL接口841之間，所達(dá)成的功效皆相同。基于相同原理，該第二反相器833可被設(shè)計成串聯(lián)在第二RS485/TTL接口841與第二相位延遲裝置832之間，或是第二相位延遲裝置832與第一RS485/TTL接口831之間。
前述網(wǎng)關(guān)控制線(GATE2)的時序如下(可參考圖7b)GATE2的起始狀態(tài)為LOW；當(dāng)TX4狀態(tài)由HIGH轉(zhuǎn)換為LOW時，同時利用第一反相器843將TX4信號作相位反相，并經(jīng)該第一相位延遲裝置842先延遲一段特定時間t之后，輸出的GATE2信號才由LOW轉(zhuǎn)換為HIGH；當(dāng)TX4狀態(tài)由LOW轉(zhuǎn)換為HIGH時，其GATE2信號仍通過該第一相位延遲裝置842再延遲另一段特定時間t之后，才由HIGH轉(zhuǎn)換為LOW。
其中另一網(wǎng)關(guān)控制線(GATE3)的時序如下GATE3的起始狀態(tài)為LOW；當(dāng)RX4狀態(tài)由HIGH轉(zhuǎn)換為LOW時，同時利用第二反相器833將RX4信號作相位反相，并經(jīng)第二相位延遲裝置832先延遲一段特定時間t之后，輸出的GATE3信號會由LOW轉(zhuǎn)換為HIGH；當(dāng)RX4狀態(tài)由LOW轉(zhuǎn)換為HIGH時，其GATE3信號通過該第二相位延遲裝置832再延遲另一段特定時間t后，才由HIGH轉(zhuǎn)換為LOW。
需注意的是，圖6a中的單向網(wǎng)關(guān)控制線GATE1與圖7a中的雙向網(wǎng)關(guān)控制線GATE2及GATE3的傳送原理相同，在雙向網(wǎng)關(guān)控制線GATE2及GATE3中的兩特定時間t的值也相同。
請進(jìn)一步參照圖7a，以說明本發(fā)明的雙向網(wǎng)關(guān)控制方法，其適用于至少由一第一RS485/TTL接口831與一第二RS485/TTL接口841所構(gòu)成的一雙向網(wǎng)關(guān)控制裝置83，其中該第一和第二RS485/TTL介831和841分別具有第二和第一收/送信號控制端DE2和DE1，上述方法包括下列步驟使第一RS485/TTL接口831利用第一外部RS485接口81產(chǎn)生的一第一RS485信號轉(zhuǎn)換成一第一TTL信號；利用該第一TTL信號(TX4)產(chǎn)生一第一網(wǎng)關(guān)控制線信號GATE2的脈沖波形，使其與第一TTL信號(TX4)的脈沖波形互為反相，且較第一TTL信號波形的每一變化點往后延遲一段特定時間t；傳送第一網(wǎng)關(guān)控制線信號GATE2予第二RS485/TTL接口841以控制第一收/送信號控制端DE1的時序；依據(jù)第一收/送信號控制端DE1接收到的第一網(wǎng)關(guān)控制線信號GATE2，決定第二RS485/TTL接口841何時接收第一TTL信號并將其轉(zhuǎn)換為一第二RS485信號送出予該第二外部RS485接口86處理；使第二RS485/TTL接口841利用由第二外部RS485接口86產(chǎn)生的一第二RS485信號轉(zhuǎn)換成一第二TTL信號；利用該第二TTL信號(RX4)產(chǎn)生一第二網(wǎng)關(guān)控制線信號GATE3的脈沖波形，使其與第二TTL信號(RX4)的脈沖波形互為反相，且較第二TTL信號波形的每一變化點往后延遲一段特定時間t；傳送第二網(wǎng)關(guān)控制線信號GATE3予第一RS485/TTL接口831以控制第二收/送信號控制端DE2的時序；以及依據(jù)第二收/送信號控制端DE2接收到的第二網(wǎng)關(guān)控制線信號GATE3，決定第一RS485/TTL接口831何時接收第二TTL信號并將其轉(zhuǎn)換為一第一RS485信號以送出予第一外部RS485接口81處理。
綜上所述，可知本發(fā)明的優(yōu)點在于1.當(dāng)各使用者其所使用的儀器、設(shè)備皆以陸續(xù)引進(jìn)的方式，不可能彼此設(shè)備間的廠牌、速率皆能夠達(dá)到一致，因此造成網(wǎng)絡(luò)連線作業(yè)上的困擾，但本發(fā)明可控制各個PLC間，不同波特率、不同組態(tài)的聯(lián)機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
2.本發(fā)明較公知作法更為簡單，僅使用至少一相位處理單元配置在RS232/TTL接口及RS485/TTL接口之間(轉(zhuǎn)換器)，或者兩個RS485/TTL接口(重復(fù)器)之間，直接取用兩者間傳送的TTL信號加以反相處理并往后延遲一段特定時間t，故使控制線路的布局更加簡單化，并節(jié)省電路板的空間，可將所省下的空間作其它有效的利用。
3.由于本發(fā)明的相位處理單元系配置在RS232/TTL接口及RS485/TTL接口，或兩RS485/TTL接口之間，以直接取用兩者間傳送的TTL信號加以反相處理，故能使延遲時間t不易受外部的影響，得出更精準(zhǔn)且符合外部裝置需要的延遲時間。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)關(guān)控制裝置，用于控制數(shù)字異步半雙工式串行信號傳送，其特征在于，包括一RS232/TTL接口，用以將接收到的RS232信號轉(zhuǎn)換為TTL信號；一RS485/TTL接口，用以將該TTL信號轉(zhuǎn)換為RS485信號，且該RS485/TTL接口具有一收/送信號控制端；以及一相位處理單元，用以將該TTL信號進(jìn)行處理，以產(chǎn)生一網(wǎng)關(guān)控制線信號的脈沖波形，其與該TTL信號的脈沖波形互為反相，并較該TTL信號波形的每一變化點往后延遲一段特定時間之后才輸出至該收/送信號控制端。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)關(guān)控制裝置，其特征在于，該相位處理單元還包括一相位延遲裝置及一反相器。
3.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)關(guān)控制裝置，其特征在于，該特定延遲時間值是依RS485接口所需的延遲時間而定。
4.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)關(guān)控制裝置，其特征在于，進(jìn)一步電性連接至少一隔離電路，用以隔離外部噪聲、防止高壓電擊或過載現(xiàn)象發(fā)生。
5.一種網(wǎng)關(guān)控制裝置，用于控制數(shù)字異步半雙工式串行信號傳送，其特征在于，包括一第一RS485/TTL接口，具有一第一收/送信號控制端，并用于在一第一RS485信號與一第一TTL信號之間作信號的轉(zhuǎn)換；一第二RS485/TTL接口，并具有一第二收/送信號控制端，并用于在一第二RS485信號與一第二TTL信號之間作信號的轉(zhuǎn)換；一第一相位處理單元，用以將該第一TTL信號進(jìn)行處理，以產(chǎn)生一第一網(wǎng)關(guān)控制線信號的脈沖波形，其與該第一TTL信號的脈沖波形互為反相，且較該第一TTL信號波形的每一變化點往后延遲一段第一特定時間之后才輸出至該第二收/送信號控制端；以及一第二相位處理單元，用以將該第二TTL信號進(jìn)行處理，以產(chǎn)生一第二網(wǎng)關(guān)控制線信號的脈沖波形，其與該第二TTL信號的脈沖波形互為反相，且較該第二TTL信號波形的每一變化點往后延遲一段第二特定時間之后才輸出至該第一收/送信號控制端。
6.如權(quán)利要求5所述的網(wǎng)關(guān)控制裝置，其特征在于，該第一相位處理單元包括一第一相位延遲裝置與一第一反相器；以及第一相位處理單元包括一第二相位延遲裝置與一第二反相器。
7.如權(quán)利要求5所述的網(wǎng)關(guān)控制裝置，其特征在于，該第一特定時間值是依第一RS485/TTL接口所需的延遲時間而定。
8.如權(quán)利要求5所述的網(wǎng)關(guān)控制裝置，其特征在于，該第二特定時間值是依第二RS485/TTL接口所需的延遲時間而定。
9.如權(quán)利要求5所述的網(wǎng)關(guān)控制裝置，其特征在于，該第一、第二特定時間值相同。
10.如權(quán)利要求5所述的網(wǎng)關(guān)控制裝置，其特征在于，進(jìn)一步電性連接至少一隔離電路，用以隔離外部噪聲、防止高壓電擊或過載現(xiàn)象發(fā)生。
11.一種網(wǎng)關(guān)控制方法，適用于一RS232/TTL接口與一RS485/TTL接口之間數(shù)字異步半雙工式串行信號傳送，其中該RS485/TTL接口具有一收/送信號控制端，其特征在于，所述方法包括下列步驟使該RS232/TTL接口接收一RS232信號并轉(zhuǎn)換為一TTL信號；利用該TTL信號產(chǎn)生一網(wǎng)關(guān)控制線信號，其中該網(wǎng)關(guān)控制線信號的脈沖波形與該TTL信號的脈沖波形互為反相，且較該TTL信號波形的每一變化點往后延遲一第一特定時間；傳送該網(wǎng)關(guān)控制線信號予該RS485/TTL接口以控制該收/送信號控制端的時序；以及依據(jù)該收/送信號控制端接收到的該網(wǎng)關(guān)控制線信號，決定RS485/TTL何時接收該TTL信號并將其轉(zhuǎn)換為RS485信號。
12.一種網(wǎng)關(guān)控制方法，適用于一第一RS485/TTL接口與一第二RS485/TTL接口之間數(shù)字異步半雙工式串行信號傳送，其中該第一及第二RS485/TTL接口分別具有第二及第一收/送信號控制端，其特征在于，所述方法包括下列步驟使該第一RS485/TTL接口處理一第一RS485信號與一第一TTL信號兩者間的信號轉(zhuǎn)換；利用該第一TTL信號產(chǎn)生一第一網(wǎng)關(guān)控制線信號，其中該第一網(wǎng)關(guān)控制信號的脈沖波形，與該第一TTL信號的脈沖波形互為反相，且較該第一TTL信號波形的每一變化點往后延遲一段第一特定時間；傳送該一網(wǎng)關(guān)控制線信號予第二RS485/TTL接口以控制該第一收/送信號控制端的時序；依據(jù)該一收/送信號控制端接收到該第一網(wǎng)關(guān)控制線信號，決定該第二RS485/TTL接口何時接收該第一TTL信號并將其轉(zhuǎn)換為一第二RS485信號；使該第二RS485/TTL接口處理該第二RS485信號與一第二TTL信號兩者間的信號轉(zhuǎn)換；利用該第二TTL信號產(chǎn)生一第二網(wǎng)關(guān)控制線信號，其中該第二網(wǎng)關(guān)控制信號的脈沖波形，與該第二TTL信號的脈沖波形互為反相，且較該第二TTL信號波形的每一變化點往后延遲一段第二特定時間；傳送該二網(wǎng)關(guān)控制線信號予該第一RS485/TTL接口以控制該第二收/送信號控制端的時序；以及
13.如權(quán)利要求12所述的網(wǎng)關(guān)控制方法，其特征在于，依據(jù)該第一RS485/TTL接口接收到的該第二網(wǎng)關(guān)控制線信號，決定該第一RS485/TTL接口何時接收該第二TTL信號并將其轉(zhuǎn)換為第一RS485信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)關(guān)控制裝置及方法，用以控制一外部RS232接口與一外部RS485接口之間的信號傳送，或是兩個外部RS485接口間的信號傳送，其中該裝置至少包括一相位處理單元、一RS232/TTL信號轉(zhuǎn)換接口及/或一RS485/TTL信號轉(zhuǎn)換接口。本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)控制方法是將前述各信號轉(zhuǎn)換接口產(chǎn)生的TTL信號作反相及延遲處理，以控制其對應(yīng)的另一RS485/TTL信號轉(zhuǎn)換接口的收/送控制端(DriverEnable；DE)的信號時序，從而使每個使用前述外部接口的設(shè)備之間也可使用不同波特率與不同組態(tài)的串行信號傳輸協(xié)議。
文檔編號G08C17/00GK1486047SQ0214407
公開日2004年3月31日 申請日期2002年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月29日
發(fā)明者林澤民, 蔡志銘, 劉建興 申請人:威達(dá)電股份有限公司