專利名稱:Plc擴充機與主機的多模式通信接口及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種PLC擴充機與主機的多模式通信接口及其應(yīng)用方法，尤其涉及一種可配合一般或者特殊擴充機以形成串行數(shù)字點擴充模式、特殊擴充機的串、并列擴充模式等多模式、多型態(tài)擴充機連接，并可通過通信接口的集成電路的連結(jié)模塊，設(shè)定所需的I/O點數(shù)擴充的PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口，從而改善通信方式及I/O點數(shù)擴充需分別作不同硬件設(shè)計等問題。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)用于外部裝置運作控制的可編程控制器(PLC，Programmable Logic-Controller)都是通過其外部I/O端子連接外部裝置或設(shè)備，以配合PLC內(nèi)部編輯程序執(zhí)行外部運作控制，但，現(xiàn)有的PLC主機的外部I/O端子數(shù)量均為固定的，若要連結(jié)更多的外部裝置或設(shè)備運行控制，就必需通過各種型式擴充機連接以擴充其數(shù)字或模擬I/O端子。
此外，如圖1所示，現(xiàn)有的PLC主機與擴充機之間連接的通信接口，多是采用通過74系列所邏輯判斷電路11、12、13、14列排組合形成的受控電路1，以通過傳輸點C1～C6與主機，或者上、下一級擴充機連接傳遞信號與數(shù)據(jù)，上述控制電路10還與輸入、輸出單元15、16連接，以構(gòu)成主機與擴充機間的通信連接電路結(jié)構(gòu)。
上述傳輸點C1～C6，包括傳輸點C1，主要是輸入數(shù)據(jù)(INPUTDATA)傳輸點，以執(zhí)行擴充機X輸入點信號，并連同下一級X輸入點信號傳回主機；傳輸點C2，主要是時序脈波(CLOCK信號)傳輸點，由主機傳至擴充機各零件的時序脈波；傳輸點C3，主要是輸出數(shù)據(jù)(OUTPUT DATA)傳輸點，以執(zhí)行Y輸出點數(shù)據(jù)，由CPU運算后所傳出所有擴充機Y輸出點數(shù)據(jù)；傳輸點C4，主要是觸發(fā)信號(P/S&STROBE)傳輸點，使擴充機輸入/出組件改變串/并列狀態(tài)的觸發(fā)信號；傳輸點C5，主要是允許輸出信號(OUTPUTENABLE)傳輸點，初始化動作后保持為標(biāo)準(zhǔn)(Normal High)狀態(tài)；及，傳輸點C6，主要是確認(rèn)連接的控制信號(CONTROL SIGN)傳輸點，于初始化動作后保持為標(biāo)準(zhǔn)高(Normal High)狀態(tài)。
受控電路1的各邏輯判斷電路11、12、13、14的架構(gòu)與運作如下第一邏輯判斷電路11，主要是進行脈波判斷，接受傳輸點C2及C6的信號輸入，利用傳輸點C6輸入的控制信號的電位變化，以允許主機所傳出的之時序脈波經(jīng)此電路到達擴充機輸入/出單元；第一邏輯判斷電路12，為進行擴充機Y輸出點數(shù)據(jù)判斷，利用傳輸點C3、C6及輸出單元16輸出數(shù)據(jù)C3+Nt信號，根據(jù)傳輸點C6輸入的控制信號的電位變化，通過控制將其余擴充機輸出數(shù)據(jù)傳至第四邏輯判斷電路14與下一級擴充機；第三邏輯判斷電路13，主要進行擴充機x輸入點數(shù)據(jù)判斷，利用傳輸點C6、擴充機的m個X輸入點信號Xm、及當(dāng)C6＝1時，Xm經(jīng)傳輸點C1傳回主機或上一級的信號C6*C3+nT+C6*C3，以根據(jù)傳輸點C6輸入的控制信號的電位變化，控制擴充機X輸入信號經(jīng)第三邏輯判斷電路13傳回上一級擴充機或主機；此外，第四邏輯判斷電路14進行下一級連接判斷，以判斷下一級擴充機是否連接，并將傳輸點C2～C6的信號及數(shù)據(jù)繼續(xù)傳往下一級擴充機。下一級擴充機的X輸入信號也經(jīng)此第四邏輯判斷電路14傳回至上一級的第三邏輯判斷電路13。
此外，上述PLC主機與擴充機連接時，需通過擴充機邏輯判斷的受控電路進行初始化動作(Initial)，以確認(rèn)主機與擴充機是否正常且確實連接，然后再進行擴充機數(shù)字點偵測，但是，根據(jù)上述公知的擴充機的通信接口是邏輯判斷的受控電路，必需由硬件設(shè)計人員根據(jù)不同的I/O點擴充點數(shù)需求，進行硬件上的匹配設(shè)計，需要花費較多時間，同時，在主機端軟件的設(shè)計上，在偵測數(shù)字點擴充機時，也需花費時間輸出一長串的脈波，這樣又形成了時間成本的浪費。此外。使用者在使用擴充機將數(shù)值顯示于多段顯示器及讀入掃瞄鍵盤值時，在擴充機硬件上需以I/O點來仿真，同時在主機的軟件上也需編寫對應(yīng)的程序，相當(dāng)不便，換言之，主機端及擴充端設(shè)計人員都必需再為硬件通信方式進行匹配設(shè)計，造成雙重的時間浪費。
此外，上述與主機連接的擴充機，并非都是數(shù)字?jǐn)U充機，若以上述公知的通信架構(gòu)連接主機與非數(shù)字，或其它特殊擴充機進行溝通與傳輸時，則在偵測擴充機時，擴充機端的軟件設(shè)計人員需與主機端軟件設(shè)計人員相互溝通，而無法進行其它的工作，造成工作上的限制與時間浪費。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的，在于解決上述傳統(tǒng)缺失，避免缺失存在，本發(fā)明以一體化電路設(shè)計，在該通信接口上定義了各種不同擴充機型態(tài)，及其多個功能設(shè)定的連結(jié)模塊，以搭配微處理器使主機與各種型式擴充機的通信連接，以及使I/O點數(shù)擴充具有一致適用的通信接口，可簡易、方便的由通信接口的集成電路的輸出設(shè)定用連結(jié)模塊，依據(jù)點數(shù)需求設(shè)定I/O點擴充數(shù)量，改善設(shè)計人員需分別在硬件通信方式及I/O點數(shù)擴充上作不同硬件設(shè)計及其時間浪費，以提供使用者更簡便，低廉但I/O點擴充方便的實用PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口。
根據(jù)本發(fā)明的另一主要目的，利用擴充機內(nèi)設(shè)有的至少一個存儲單元，搭配積一體化電路設(shè)計的通信接口應(yīng)用于特殊擴充機連接，形成雙向數(shù)據(jù)交換的暫存路徑模式，可供主機與特殊(如非數(shù)字)擴充機以并列主從方式傳遞數(shù)據(jù)。
為達上述目的，本發(fā)明的PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口，包括主機，包含通信接口，具有作為主機端連結(jié)擴充機的集成電路；微處理器，與上述通信接口連接；至少一個擴充機，包含微處理器；
存儲單元，連接上述微處理器；通信接口，與上述微處理器連接，具有集成電路，所述集成電路包括前級連結(jié)模塊，連接主機，或者上一級擴充機，并設(shè)有至少一個判斷模塊，以配合不同型態(tài)擴充機連接辨識設(shè)定；后級連結(jié)模塊，與下一級擴充機連接，并設(shè)有至少一個判斷模塊，以配合不同型態(tài)擴充機連接辨識設(shè)定；第一設(shè)定用連結(jié)模塊及第二設(shè)定用連結(jié)模塊，供使用者依據(jù)需求設(shè)定I/O點數(shù)擴充以及外部連接，執(zhí)行數(shù)據(jù)讀取及輸出；硬件模式設(shè)定連結(jié)模塊，用于設(shè)定擴充機型態(tài)供主機進行初始化判讀，并連接取得主機，或者上一級輸出的定位值，并轉(zhuǎn)換輸出定位值送至下一級擴充機，以及根據(jù)分配位置的定位值選擇主機是否可連接，或者通過存儲單元進行數(shù)據(jù)存??；從機端模式連結(jié)模塊，配合擴充機型態(tài)與連接模式，以連接發(fā)光組件掃瞄輸出顯示各數(shù)字點狀態(tài)，或者由擴充機進行存儲單元暫存數(shù)據(jù)的存?。惠斎肟刂齐娐?，用于控制上述第一設(shè)定用連結(jié)模塊及第二設(shè)定用連結(jié)模塊的數(shù)據(jù)讀取輸入；輸出控制電路，用于控制上述第一設(shè)定用連結(jié)模塊及第二設(shè)定用連結(jié)模塊的數(shù)據(jù)輸出；轉(zhuǎn)變控制致能信號(SH)，以單線方式連接主機，或者上、下級相鄰擴充機，以提高通信控制速度；計數(shù)器，與上述硬件模式設(shè)定連結(jié)模塊連接產(chǎn)生計數(shù)信號；其中，擴充機以通信接口的集成電路及其多個連結(jié)模塊，定義各種不同的擴充機型態(tài)及其通信連接模式，以連接上述主機及上、下一級的擴充機形成通信連結(jié)，并利用集成電路的輸出設(shè)定用連結(jié)模塊依需求設(shè)定I/O點數(shù)擴充接腳；主機于初始化動作，由其通信接口讀取某一判斷模塊信號以判斷擴充機型式、容量，并輸出定位值至擴充機，各擴充機依通信接口接收的定位值，自動允許或隔離主機所發(fā)送的數(shù)據(jù)，或者進行暫存于存儲單元的數(shù)據(jù)存取。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的通信接口架構(gòu)方塊示意圖；圖2是本發(fā)明的組成架構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明通信接口的集成電路腳位架構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明通信接口的輸入控制電路方塊圖；圖5是本發(fā)明通信接口的輸出控制電路方塊圖；圖6是本發(fā)明于串行數(shù)字點擴充機功能模式應(yīng)用的數(shù)據(jù)輸出/入示意圖；圖7是本發(fā)明于串行特殊擴充機功能模式應(yīng)用的集成電路內(nèi)部電路連接示意圖；圖8是本發(fā)明于串行特殊擴充機功能模式應(yīng)用的集成電路內(nèi)部電路連結(jié)架構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明于串行特殊擴充機功能模式應(yīng)用的集成電路架構(gòu)讀取流程圖；圖10是本發(fā)明于串行特殊擴充機功能模式應(yīng)用之集成電路架構(gòu)讀取流程圖；圖11是本發(fā)明于并列特殊擴充機功能模式應(yīng)用的集成電路內(nèi)部電路連接示意圖；圖12是本發(fā)明于并列特殊擴充機功能模式應(yīng)用的集成電路內(nèi)部電路連結(jié)架構(gòu)示意圖；圖13是本發(fā)明于串行特殊擴充機功能模式應(yīng)用的集成電路架構(gòu)芯片尋址流程圖；圖14是本發(fā)明于串行特殊擴充機功能模式應(yīng)用的集成電路架構(gòu)數(shù)據(jù)存取流程圖。
主要組件符號說明本發(fā)明主要組件符號說明主機2擴充機3
發(fā)光組件4通信接口21、31微處理器22、32存儲單元33位移緩存器34、34aEN緩存器35地址緩存器36現(xiàn)時地址緩存器36a地址總線37、37a數(shù)據(jù)總線38、38a芯片地址總線39、39a前級連結(jié)模塊311后級連結(jié)模塊312第一設(shè)定用連結(jié)模塊313第二設(shè)定用連結(jié)模塊314硬件模式設(shè)定連結(jié)模塊315從機端模式連結(jié)模塊316輸入控制電路317輸出控制電路318計數(shù)器319輸出/入通道開關(guān)量控制器(PISO)321閂鎖裝置(Latch)322、325顯示控制單元323數(shù)據(jù)庫管理裝置324第一輸出端331第二輸出端332開關(guān)組件-3241、3242、3243、3444、3245、3246、3291、3292、3293、3294、3295、3295流程400～452流程500～512
流程600～608公知的主要組件符號說明受控電路1邏輯判斷電路11、12、13、14輸入單元15輸出單元16實施方式下面參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施方案。
圖2到圖5分別為本發(fā)明的PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口組成架構(gòu)、集成電路腳位配置及電路方塊示意圖。如圖所示，本發(fā)明的PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口包括有主機2及至少與主機2連接的一般或者特殊擴充機3，擴充機3以內(nèi)設(shè)的訊接口31定義了各種擴充機型態(tài)，并通過連接主機2的通信接口21或者上一級或下一級擴充機3的通信接口31，使主機2可根據(jù)擴充機型態(tài)，應(yīng)用不同的串、并列模式與多個擴充機間形成串行數(shù)字點擴充模式、特殊擴充機的串并列擴充模式等多模式應(yīng)用連接，并可通過通信接口31的連結(jié)模塊，根據(jù)需求作硬件設(shè)定I/O點數(shù)擴充。
主機2至少包括有通信接口21及微處理器22，通信接口21與擴充機3的通信接口31具有相同的集成電路設(shè)計，作為主機端集成電路并被連接的擴充機之間，形成硬件設(shè)定的擴充機型態(tài)、容量溝通判讀，以及輸出定位值至多個擴充機3進行定位與數(shù)據(jù)存取控制。
擴充機3包括有通信接口31，與主機2或上一級或下一級擴充機3連接；微處理器32，與通信接口31連接；及存儲單元33，連接微處理器32及通信接口31，以與主機2進行雙向數(shù)據(jù)存取。
存儲單元33較佳為雙輸出端設(shè)計，并具有第一輸出端331及第二輸出端332。
通信接口31，為經(jīng)硬件設(shè)計的集成電路，并定義了各種擴充機型態(tài)及與其適用的多組連結(jié)模塊，包括
前級連結(jié)模塊311，以連接主機2或者上一級擴充機3，并設(shè)有至少一個判斷模塊(D_inst0～2)，以配合不同型態(tài)的擴充機3連接及辨識設(shè)定；后級連結(jié)模塊312，與下一級擴充機3連接，并設(shè)有至少一個判斷模塊(D_insto0～2)，以配合不同型態(tài)的擴充機3連接辨識設(shè)定；第一設(shè)定用連結(jié)模塊(Pb0/AD1_0～Pb15/AD2_5)313及第二設(shè)定用連結(jié)模塊(Pa0/DATA1_0～Pa15/RD2n)314，供使用者依據(jù)需求設(shè)定I/O點數(shù)擴充以及外部連接，執(zhí)行數(shù)據(jù)讀取及輸出；及硬件模式設(shè)定連結(jié)模塊(InMode0～5&ODEM1～3)315，與上述主機2或者通過上一級擴充機3與主機2連接，以設(shè)定擴充機型態(tài)供主機2在初始化使進行判斷讀取，并取得主機2或者上一級擴充機3轉(zhuǎn)換輸出的定位值，并將轉(zhuǎn)換輸出的定位值送至下一級擴充機3，以及依分配位置的定位值選擇主機2是否可連接，或者通過存儲單元33進行數(shù)據(jù)存?。粡臋C端模式連結(jié)模塊(LED/DATA2_0～LED/DATA27)316，以配合擴充機型態(tài)與連接模式，以連接發(fā)光組件(LED，圖中未示)掃瞄輸出顯示各數(shù)字點狀態(tài)，或者由擴充機3進行主機2與存儲單元33之間暫存數(shù)據(jù)的存?。惠斎肟刂齐娐?17，控制上述第一設(shè)定用連結(jié)模塊313及第二設(shè)定用連結(jié)模塊314的數(shù)據(jù)讀取輸入，包括有輸出/入通道開關(guān)量控制器(PISO)321及連接輸出/入通道開關(guān)量控制器321的閂鎖裝置(Latch)322。另外，在閂鎖裝置(Latch)322連接顯示控制單元323，以連接控制上述擴充點狀態(tài)顯示的發(fā)光組件4的動作，上述輸出/入通道開關(guān)量控制器(PISO)321通過開關(guān)組件3241、3242與脈波信號輸入端(Dck)326及數(shù)據(jù)傳輸端(DI)327連接、由開關(guān)組件3243連接數(shù)據(jù)輸入端，并在數(shù)據(jù)傳輸端(DI)327與數(shù)據(jù)輸入端之間利用兩個串接的開關(guān)組件3244、3245進行信號連接控制，該閂鎖裝置(Latch)322通過開關(guān)組件3246與LD信號端328連接，以接受前級連結(jié)模塊311輸入的控制信號，而由第一設(shè)定用連結(jié)模塊313及第二設(shè)定用連結(jié)模塊314接收數(shù)據(jù)；
輸出控制電路318，控制上述第一設(shè)定用連結(jié)模塊313及第二設(shè)定用連結(jié)模塊的數(shù)據(jù)輸出，包括有數(shù)據(jù)庫管理裝置(SIPO)324及連接數(shù)據(jù)庫管理裝置324的閂鎖裝置(Latch)325，另于閂鎖裝置325連接顯示控制單元323，以連接控制上述擴充點狀態(tài)顯示的發(fā)光組件4的動作，上述數(shù)據(jù)庫管理裝置324通過開關(guān)組件3291、3292與脈波信號輸入端326及數(shù)據(jù)傳輸端327連接、由開關(guān)組件3293連接數(shù)據(jù)輸入端，并在數(shù)據(jù)傳輸端327與數(shù)據(jù)輸入端間利用兩個串接的開關(guān)組件3294、3295進行信號連接控制，該閂鎖裝置322通過開關(guān)組件3296與LD信號端328連接，以接受前級連結(jié)模塊311輸入的控制信號，而由第一設(shè)定用連結(jié)模塊313及第二設(shè)定用連結(jié)模塊314輸出數(shù)據(jù)；計數(shù)器，與上述硬件模式設(shè)定連結(jié)模塊連接產(chǎn)生計數(shù)信號及，轉(zhuǎn)變控制致能信號(SH)，以單線方式連接主機2，或者上、下級擴充機3與電源信號端Vcc，以提高通信控制速度。
根據(jù)上述本發(fā)明的PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口的架構(gòu)設(shè)計，其中，設(shè)于擴充機3的通訊接口31和集成電路及其多個功能設(shè)定的連結(jié)模塊，已定義了各種不同的擴充機型態(tài)及其通信連接模式，各型態(tài)的擴充機都可利用該通信接口31及其多個功能設(shè)定的連結(jié)模塊，連接上述主機2，或者上、下一級的擴充機3形成通信連結(jié)，并在I/O點數(shù)擴充的硬件設(shè)定應(yīng)用上，也可直接利用通信接口31和集成電路的第一及第二設(shè)定用連結(jié)模塊313、314根據(jù)需求設(shè)定I/O點數(shù)擴充接腳；而主機2于初始化時，能由其通信接口21讀取某一判斷模塊(D_inst0～2或D_insto0～2)的信號，以判斷擴充機型式、容量，并輸出定位值至擴充機3，各擴充機3依其通信接口31接收主機、或者上一級擴充機3轉(zhuǎn)換輸出的定位值，自動判斷允許或隔離主機2所發(fā)送的數(shù)據(jù)，或者進行暫存于存儲單元33的數(shù)據(jù)存取。
此外，本發(fā)明的PLC擴充機與主機的多模式通信接口與各擴充機型態(tài)的連接與數(shù)據(jù)存取模式應(yīng)用方法，包括在串行數(shù)字點擴充機功能模式(DI/DO模式)，(參閱圖3和圖6所示)，擴充機3利用其通信接口31和集成電路的硬件模式設(shè)定連結(jié)模塊(InMode0～5&ODEM1～3)315，設(shè)定其擴充機型態(tài)、容量與定位值后，利用前、后級連結(jié)模塊311、312連接主機2或者上、下一級之?dāng)U充機3，形成主機2與多數(shù)擴充機3間的串行通信連接，并由硬件設(shè)計人員依據(jù)I/O擴充點數(shù)接腳需求，由通信接口31的第一設(shè)定用連結(jié)模塊313及第二設(shè)定用連結(jié)模塊314設(shè)定I/O點數(shù)擴充。
接著，主機2執(zhí)行一初始化動作，由其通信接口21讀取某一判斷模塊(D_inst0～2或D_insto0～2)的信號，以判斷所連接之?dāng)U充機型式、容量，確認(rèn)主機2與多數(shù)擴充機3間之連接與作動正常，當(dāng)主機2或者由上一級擴充機3輸出一定位值(CODE)，由擴充機3自動判斷允許或隔離主機2所發(fā)送之?dāng)?shù)據(jù)，在一擴充機3為允許之判斷時，由其輸入控制電路317及一輸出控制電路318控制與主機2間的數(shù)據(jù)讀取與輸出。
于串行特殊(非數(shù)字點)擴充機功能模式(AI/AO模式)，請參閱第七、八圖所示，擴充機3利用其通信接口31暨集成電路之硬件模式設(shè)定連結(jié)模塊315，設(shè)定其擴充機型態(tài)、容量與定位值后，利用前、后級連結(jié)模塊311、312連接主機2或者上、下一級擴充機3，以形成主機2與多數(shù)擴充機3，以及地址線37、數(shù)據(jù)線38及尋址線39的串行通信連接，并由通信接口31的第一設(shè)定用連結(jié)模塊313中的Pb0/AD1_0～Pb9/AD1_9連接端，以及第二設(shè)定用連結(jié)模塊314中的Pa0/DATA1_0～Pa10/RD1n連接端，設(shè)定連接上述存儲單元33的第一輸出端331，以形成主機端模式的輸出設(shè)定。
接著，主機2執(zhí)行一初始化動作，主機2或上一級擴充機3的Dinst信號為(0)，擴充機3內(nèi)的計數(shù)器319清除計數(shù)而歸零，并由讀取某一判斷模塊(D_inst0～2或D_insto0～2)信號，以判斷所連接的擴充機型式、容量，確認(rèn)主機2與多數(shù)擴充機3之間的連接與作動是否正常。
各擴充機3依其通信接口31接收主機2或者上一級擴充機3轉(zhuǎn)換輸出的定位值，自動判斷是否允許或禁止從主機2中存取數(shù)據(jù)，其中，該判斷為允許的擴充機3連結(jié)記憶單元33，并將其連接在主機端模式與主機2之間，以形成雙向數(shù)據(jù)交換的暫存路徑模式與溝通連接，進行數(shù)據(jù)的讀取與寫入，換言之，由存儲單元33提供一個數(shù)據(jù)的暫存位置，主機2使用串行通信接口21來存取存儲單元33內(nèi)暫存數(shù)據(jù)，而擴充機3用主機端模式來存取存儲單元33內(nèi)暫存數(shù)據(jù)。
上述擴充機3與連接主機2通過通信接口31及存儲單元33所進行的數(shù)據(jù)讀取流程，如圖9所示。主機2于初始化動作，主機2或上一級相鄰擴充機3的Dinst信號為(0)(如流程400)，擴充機內(nèi)的計數(shù)器319清除計數(shù)而歸零(如流程402)，選擇轉(zhuǎn)變控制致能信號SHen的位移緩存器34(如流程404)，接著，主機2在確認(rèn)選擇位移緩存器34后，Dinst信號轉(zhuǎn)換為(3)(如流程406)，并由脈沖信號Dck輸出脈波，數(shù)據(jù)傳輸線DI輸出芯片選擇地址(如流程408)；又當(dāng)LD信號＝1時，脈沖信號Dck再輸出一個脈波(如流程410)，使上述的芯片選擇地址存入致能電位信號EN緩存器35(如流程412)，同時，該計數(shù)器319的計數(shù)加1(如流程414)，然后，脈沖信號Dck輸出脈波，數(shù)據(jù)傳輸線DI輸出存儲單元33選擇地址信號(如流程416)，當(dāng)Dinst信號為(3)時(如流程418)，于該LD信號＝1，脈沖信號Dck輸出一個脈波(如流程420)，使上述的存儲單元33選擇地址存入地址緩存器36(如流程422)，計數(shù)器319的計數(shù)再加1(如流程424)，當(dāng)Dinst信號為(6)時(如流程426)，LD信號＝1，脈沖信號Dck輸出一個脈波(如流程428)，將存儲單元33內(nèi)儲存之?dāng)?shù)據(jù)讀出(如流程430)，然后，脈沖信號Dck輸出脈波，使上述由存儲單元33讀出之?dāng)?shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)傳輸線DI輸出(如流程432)，計數(shù)器319的計數(shù)再加1(如流程434)，接著，判斷存儲單元33內(nèi)是否還有數(shù)據(jù)(如流程436)，并在判斷的結(jié)果是無數(shù)據(jù)時結(jié)束讀取流程(如流程438)。
又，上述擴充機3與連接主機2通過通信接口31及存儲單元33所進行數(shù)據(jù)寫入流程，如圖10所示，其信號與控制流程大致與上述讀取流程400～424相同，所不同處是在對存儲單元33的數(shù)據(jù)寫入控制，當(dāng)Dinst信號為(6)時(如流程440)，脈沖信號Dck輸出脈波，同時，數(shù)據(jù)傳輸線DI輸出欲寫入存儲單元33的數(shù)據(jù)(如流程442)；接著，LD信號＝1，脈沖信號Dck輸出一個脈波(如流程444)，而將上述數(shù)據(jù)存入存儲單元33(如流程446)，計數(shù)器319的計數(shù)再加1(如流程448)；接著，判斷存儲單元33內(nèi)是否還有數(shù)據(jù)(如流程450)，并在判斷的結(jié)果為無數(shù)據(jù)時結(jié)束讀取流程(如流程452)。
在并列特殊(非數(shù)字點)擴充機功能模式(RAM讀取模式)狀態(tài)下，參照圖11、12所示，擴充機3利用其通信接口31的集成電路的硬件模式設(shè)定連結(jié)模塊(InMode0～5&ODEM1～3)315，設(shè)定其擴充機型態(tài)、容量與定位值后，利用前、后級連結(jié)模塊311、312連接主機2，或者上、下一級的擴充機3，以形成主機2與多數(shù)擴充機3間地址線37a、數(shù)據(jù)線38a及尋址線39a的并列通信連接，并由通信接口31的第一設(shè)定用連結(jié)模塊313中的Pb0/AD1_0～Pb9/AD1_9連接端，以及第二設(shè)定用連結(jié)模塊314中的Pa0/DATA1_0～Pa10/RD1n連接端，設(shè)定連接存儲單元33的第一輸出端331，以形成主機端模式的輸出設(shè)定，同時由通信接口31的第一設(shè)定用連結(jié)模塊313中的Pb10/AD2_0～Pb15/AD2_5及Dr0/AD2_6、Dr0/AD2_7等連接端及第二設(shè)定用連結(jié)模塊314中的Pa8/CS1n～Pa15/RD2n連接端、以及從機端模式連結(jié)模塊(LED/DATA2_0～LED/DATA2_7)316等，設(shè)定連接存儲單元33的第二輸出端332，形成主機端模式輸出設(shè)定；擴充機3于開機時執(zhí)行一芯片尋址程序，主機2執(zhí)行一初始化動作，接著，主機2端讀取某一判斷模塊(D_inst0～2或D_insto0～2)的信號，以判斷所連接的擴充機型式、容量，確認(rèn)主機2與多數(shù)擴充機3之間的連接與作動正常，然后，當(dāng)主機2或者由上一級擴充機3轉(zhuǎn)換輸出一定位值(CODE)，各擴充機3依其通信接口31接收主機2，或者上一級擴充機3轉(zhuǎn)換輸出的定位值，自動判斷是否允許或隔離與主機2的數(shù)據(jù)存取，其中，該判斷為允許的擴充機3在其存儲單元33與主機2之間形成雙向數(shù)據(jù)交換的暫存路徑模式與溝通連接，換言之，由存儲單元33提供一個數(shù)據(jù)的暫存位置，主機2使用主機端模式來存取存儲單元33內(nèi)暫存的數(shù)據(jù)，而擴充機3用從主機端模式來存取存儲單元33內(nèi)暫存的數(shù)據(jù)。
上述的芯片尋址程序，僅需于擴充機3開機時執(zhí)行一次，其執(zhí)行流程如圖13所示，由微處理器32寫入地址512數(shù)據(jù)(0)(如流程500)，而執(zhí)行轉(zhuǎn)變控制致能信號SHreg的位移緩存器34a及地址緩存器(Address register)36的清除動作(如流程502)，接著，由微處理器32寫入地址512數(shù)據(jù)(1)(如流程504)，并執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸線輸出O_DI是否等于1的判斷(如流程506)，當(dāng)判斷結(jié)果為1，則地址緩存器(Address register)36執(zhí)行加1運作(如流程508)，然后，執(zhí)行地址緩存器(Address register)36是否第16次的判斷(如流程510)，當(dāng)流程506判斷結(jié)果非為1，則直接執(zhí)行流程510的判斷，并在判斷結(jié)果為符合設(shè)定條件時，完成芯片尋址而結(jié)束(如流程512)，但若判斷結(jié)果為不符合設(shè)定條件時，則回到流程504繼續(xù)執(zhí)行至符合設(shè)定條件時，完成芯片尋址而結(jié)束。
此外，上述擴充機3利用其通信接口31并列連接主機2，或者上、下一級的擴充機3之間的數(shù)據(jù)存取運作路程，參照圖14所示，微處理器32寫入地址512數(shù)據(jù)2+芯片地址(如流程600)，將上述芯片地址存入現(xiàn)時地址緩存器(Address register)36a(如流程602)，接著，執(zhí)行現(xiàn)時地址緩存器(Address register)36a與地址緩存器(Address register)36是否相等的判斷(如流程604)，當(dāng)判斷結(jié)果是相同，由微處理器32讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)至存儲單元33(如流程606)，然后完成存取流程而結(jié)束(如流程608)，又，當(dāng)判斷結(jié)果是不相同，則不做任何數(shù)據(jù)存取動作而直接結(jié)束。
由于本發(fā)明的PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口，以一體化電路設(shè)計通信接口，并在該通信接口上定義了各種不同擴充機型態(tài)及其進行各功能設(shè)定的連結(jié)模塊，以搭配微處理器使主機與各種擴充機型態(tài)之間進行通信連接，以及將I/O點數(shù)擴充使其具有一致適用的通信接口，可簡易、方便地通過通信接口的集成電路的輸出設(shè)定用連結(jié)模塊，依據(jù)點數(shù)需求設(shè)定I/O點擴充數(shù)量，從而改善設(shè)計人員要分別在硬件通信方式及I/O點數(shù)擴充上作不同硬件設(shè)計及其時間浪費的需要，以為使用者提供更簡便，低廉但I/O點擴充方便的實用PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口。
同時，利用于擴充機內(nèi)設(shè)有至少一個存儲單元，搭配一體化電路設(shè)計的通信接口應(yīng)用于特殊擴充機連接，形成雙向數(shù)據(jù)交換的暫存路徑模式，可供主機與特殊，如非數(shù)字?jǐn)U充機以并列主從方式傳遞數(shù)據(jù)。
上述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明實施范圍。即凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆為本發(fā)明專利范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口，包括主機，包含通信接口，具有集成電路及其多組功能設(shè)定連結(jié)模塊；微處理器，與所述通信接口電性連接；至少一個擴充機，包含微處理器；存儲單元，與所述擴充機的微處理器電連接；通信接口，與所述擴充機的微處理器電連接，并具有集成電路及多組功能設(shè)定連結(jié)模塊；其中，所述擴充機以通信接口的集成電路定義各種不同的擴充機型態(tài)及通信連接模式，以連接所述主機及另一相鄰的擴充機，從而形成通信連接，并利用集成電路的至少一個功能設(shè)定連結(jié)模塊，用于根據(jù)需求設(shè)定I/O點數(shù)擴充接腳，使主機與各種擴充機型態(tài)間的通信連接以及I/O點數(shù)擴充具有一致適用的通信接口，以快速通過主機輸出定位值，并由擴充機自動允許或隔離主機發(fā)送數(shù)據(jù)，及進行暫存于存儲單元的數(shù)據(jù)存取。
2.如權(quán)利要求
1所述的多模式連接通信接口，其中，所述主機通信接口與擴充機通信接口之間還包括以串聯(lián)或并聯(lián)方式連接的地址線、數(shù)據(jù)線及尋址線。
3.如權(quán)利要求
1所述的多模式連接通信接口，其中，所述主機通信接口與擴充機通信接口為相同的集成電路與功能連結(jié)模塊設(shè)計。
4.如權(quán)利要求
1所述的多模式連接通信接口，其中，所述擴充機的通信接口具有集成電路，所述集成電路包括前級連結(jié)模塊，與主機或者上一級擴充機電連接；后級連結(jié)模塊，與下一級擴充機電連接；第一、二設(shè)定用連結(jié)模塊，用于依據(jù)需求設(shè)定I/O點數(shù)擴充以及外部連接，執(zhí)行數(shù)據(jù)讀取及輸出；硬件模式設(shè)定連結(jié)模塊，用于設(shè)定擴充機型態(tài)供主機進行初始化判讀，通過電性連接取得主機或者上一級輸出的定位值，并將轉(zhuǎn)換輸出定位值送至下一級擴充機，以及根據(jù)分配位置的定位值選擇確定主機是否可連接，或者通過所述存儲單元進行數(shù)據(jù)存??；從機端模式連結(jié)模塊，配合擴充機型態(tài)與連接模式，以電性連接發(fā)光組件掃瞄輸出顯示各數(shù)字點狀態(tài)，或者由擴充機進行記憶單元暫存數(shù)據(jù)的存??；輸入控制電路，控制所述第一、二設(shè)定用連結(jié)模塊的數(shù)據(jù)讀取輸入；輸出控制電路，控制所述第一設(shè)定用連結(jié)模塊及第二設(shè)定用連結(jié)模塊的數(shù)據(jù)輸出。
5.如權(quán)利要求
4所述的多模式連接通信接口，其中，所述通信接口還包括轉(zhuǎn)變控制信號，以單線方式電性連接主機及相鄰擴充機與電源信號端Vcc。
6.如權(quán)利要求
4所述的多模式連接通信接口，其中，所述通信接口還包括計數(shù)器，所述計數(shù)器與所述硬件模式設(shè)定連結(jié)模塊電性連接產(chǎn)生計數(shù)信號。
7.如權(quán)利要求
4所述的多模式連接通信接口，其中，所述前級連結(jié)模塊還設(shè)有至少一個判斷模塊，以配合不同型態(tài)擴充機電性連接與通過信號讀取而辨識其型態(tài)設(shè)定。
8.如權(quán)利要求
4所述的多模式連接通信接口，其中，所述后級連結(jié)模塊還設(shè)有至少一個判斷模塊，以配合不同型態(tài)擴充機電性連接與通過信號讀取而辨識其型態(tài)設(shè)定。
9.如權(quán)利要求
4所述的多模式連接通信接口，其中，所述輸入控制電路包括有輸出/入通道開關(guān)量控制器及閂鎖裝置，在所述閂鎖裝置電性連接顯示控制單元，以控制所述擴充點狀態(tài)顯示的發(fā)光組件動作，所述輸出/入通道開關(guān)量控制器及閂鎖裝置電性連接并接受前級連結(jié)模塊輸入的控制信號，而由所述第一、二設(shè)定用模連結(jié)模塊接收數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求
9所述的多模式連接通信接口，其中，所述輸出/入通道開關(guān)量控制器還包括分別通過開關(guān)組件與前級連結(jié)模塊的脈波信號輸入端Dck及數(shù)據(jù)傳輸端電性連接、并由一開關(guān)組件電性連接的數(shù)據(jù)輸入端，并在數(shù)據(jù)傳輸端DI與數(shù)據(jù)輸入端間利用兩個串接的開關(guān)組件進行信號電性連接控制，所述閂鎖裝置通過開關(guān)組件與前級連結(jié)模塊的LD信號端電性連接，以接受前級連結(jié)模塊輸入的控制信號。
11.如權(quán)利要求
4所述的多模式連接通信接口，其中，所述輸出控制電路包括有數(shù)據(jù)庫管理裝置及閂鎖裝置，所述閂鎖裝置電性連接顯示控制單元，以控制所述擴充點狀態(tài)顯示的發(fā)光組件動作，所述數(shù)據(jù)庫管理裝置及閂鎖裝置電性連接并接受前級連結(jié)模塊輸入的控制信號，而由所述第一、二設(shè)定用連結(jié)模塊輸出數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求
11所述的多模式連接通信接口，其中，所述數(shù)據(jù)庫管理裝置還包括分別通過開關(guān)組件與前級連結(jié)模塊的脈波信號輸入端Dck及數(shù)據(jù)傳輸端電性連接、并由開關(guān)組件電性連接的數(shù)據(jù)輸入端，在數(shù)據(jù)傳輸端DI與數(shù)據(jù)輸入端間利用兩個串接的開關(guān)組件進行信號電性連接控制，所述閂鎖裝置通過所述開關(guān)組件與前級連結(jié)模塊的LD信號端電性連接，以接受前級連結(jié)模塊輸入的控制信號。
13.如權(quán)利要求
1所述的多模式連接通信接口，其中，所述存儲單元還包括第一輸出端及第二輸出端。
14.一種PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口通信連接方法，應(yīng)用于主機與數(shù)字點擴充機的串行通信連接模式，所述方法包括a)、擴充機由通信接口的硬件模式設(shè)定連結(jié)模塊，設(shè)定其擴充機型態(tài)、容量與定位值；b)、由通信接口前、后級模塊接腳連接主機，或者上、下一級擴充機，在主機與多數(shù)擴充機之間形成串行通信電性連接；c)、利用通信接口的第一及第二設(shè)定用連結(jié)模塊設(shè)定I/O點數(shù)擴充及其接腳；d)、主機執(zhí)行初始化動作，由通信接口讀取某一判斷模塊的信號，以判斷所連接的擴充機型式、容量，確認(rèn)主機與多數(shù)擴充機之間的電性連接與作動正常；e)、所述主機及另一相鄰擴充機轉(zhuǎn)換輸出定位值至所述擴充機；f)、所述擴充機根據(jù)所述定位值自動判斷允許或隔離主機所發(fā)送的數(shù)據(jù)。
15.一種PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口通信連接方法，應(yīng)用于主機與特殊擴充機的串行通信連接模式，所述方法包括a)、以通信接口的硬件模式設(shè)定擴充機連結(jié)模塊，設(shè)定其擴充機型態(tài)、容量與定位值；b)、由通信接口前、后級連結(jié)模塊連接主機，或者上、下一級之?dāng)U充機，在所述主機與多個擴充機之間形成地址線、數(shù)據(jù)線及尋址線的串行通信連接；c)、利用所述通信接口的第一及第二設(shè)定用連結(jié)模塊設(shè)定與所述存儲單元的一輸出端連接，形成主機端模式輸出設(shè)定；d)、所述主機執(zhí)行初始化動作，由所述通信接口讀取某一判斷模塊的信號，以判斷所連接的擴充機型式、容量，確認(rèn)所述主機與多個擴充機之間的連接與作動正常；e)、所述主機及另一相鄰擴充機轉(zhuǎn)換輸出定位值至擴充機；f)、所述擴充機根據(jù)所述定位值自動判斷允許或隔離主機與存儲單元的數(shù)據(jù)存?。籫)、所述擴充機根據(jù)所述定位值判斷允許與所述存儲單元的數(shù)據(jù)存取，形成雙向數(shù)據(jù)交換的暫存路徑模式與溝通連接；h)、主機使用串行的通信接口存取所述存儲單元內(nèi)暫存的數(shù)據(jù)，而所述擴充機用主機端模式存取所述存儲單元內(nèi)暫存數(shù)據(jù)。
16.如權(quán)利要求
15所述的方法，其中，所述特殊擴充機為非數(shù)字點擴充機。
17.一種PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口通信連接方法，應(yīng)用于主機與特殊擴充機的并列通信連接模式，所述方法包括a)、擴充機由通信接口的之硬件模式設(shè)定連結(jié)模塊，設(shè)定其擴充機型態(tài)、容量與定位值；b)、由通信接口前、后級連結(jié)模塊連接主機，或者上、下一級相鄰的擴充機，在所述主機與多個擴充機之間形成地址線、數(shù)據(jù)線及尋址線之的行通信連接；c)、利用通信接口的第一及第二設(shè)定用模塊接腳設(shè)定與上述存儲單元的兩個輸出端連接，形成具有主機端模式及從機端模式的輸出設(shè)定；d)、所述擴充機于開機時執(zhí)行芯片尋址程序；e)、所述主機執(zhí)行初始化動作，由所述通信接口讀取某一判斷模塊信號，以判斷所連接之?dāng)U充機型式、容量，確認(rèn)主機與多數(shù)擴充機間之連接與作動正常；f)、所述主機及另一相鄰擴充機轉(zhuǎn)換輸出一定位值至擴充機；g)、所述擴充機根據(jù)所述定位值自動判斷允許或隔離主機與存儲單元的數(shù)據(jù)存?。籬)、所述擴充機根據(jù)所述定位值判斷允許與存儲單元的數(shù)據(jù)存取，形成雙向數(shù)據(jù)交換的暫存路徑模式與溝通連接；i)、所述主機使用主機端模式存取存儲單元內(nèi)的暫存數(shù)據(jù)，而所述擴充機用從機端模式存取所述存儲單元內(nèi)暫存的數(shù)據(jù)。
專利摘要
一種PLC擴充機與主機的多模式通信接口及其應(yīng)用方法，包括主機及至少一個擴充機，前述擴充機具有微處理器、存儲單元及通信接口，該通信接口以其集成電路的多個功能設(shè)定的連結(jié)模塊，連接上述主機或者上、下一級之?dāng)U充機，以及設(shè)定所需求之I/O點數(shù)擴充，形成多型式的擴充機定義的連接及I/O點數(shù)擴充一致適用的通信接口架構(gòu)，前述主機于初始化動作，可通過其通信接口的判斷模塊以判讀擴充機型式、容量，并根據(jù)控制要求輸出定位值至擴充機，各擴充機依其通信接口接收的定位值自動允許或隔離主機所發(fā)送的數(shù)據(jù)，或者存取暫存于存儲單元的數(shù)據(jù)。
文檔編號G05B19/418GK1991646SQ200510097433
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月28日
發(fā)明者吳鴻志 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan