Brevet FR2448174A1 — publié le 19800829

La présente invention concerne un recepteur de données numérique, asynchrone et programmable, susceptible de remplir plusieurs fonctions et conçu pour dialoguer avec un microprocesseur. Plus particulièrement, l'invention concerne un récepteur de données susceptible d'identifier un code prédéterminé au moyen d'un calage aux sorties d'une ligne omnibus directionnelle qui, dans un mode de fonctionnement prédéterminé, peut aussi fonctionner comme un convertisseur de données série-parallèle. te e circuit du récepteur de données selon ltinven- tion convient particulièrement pour la realisation en circuits monolithiques intégrés. En plus de la description de sa structure et de son fonctionnement, certaines applications particulièrement significatives seront illustrées à titre d'exemple. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples nullement limitatifi la figure 1 est un schéma simplifié d'un récepteur de données selon l'invention. la figure 2 représente des formes dindes concernant le fonctionnement du circuit de la figure 1, dans un premier mode, la figure 3 représente des formes tondes se rapportant à un second mode de fonctionnement, la figure 4 est un schema logique du détecteur de durée d'impulsion de la figure 1, la figure 5 représente des formes. d'ondes illustrant le fonctionnement du circuit de la figure 4, la figure 6 illustre une application du dispositif de la figure 1 à la commande d'une installation d'intercommunication à un seul fil, Les figures 7 et 8 illustrent une autre application à la commande de lampes, la figure 9 illustre une application à une unité de signalisation acoustique, Les figures 10 et Il illustrent des applications d'un récepteur selon l'invention à des commandes radioélectriques, la figure 12 illustre l'application du récepteur à la commande des feux de circulation, et la figure 13 illustre l'utilisation du récepteur comme un expanseur de sortie pour un microprocesseur. La figure 1 est donc le schéma général d'un circuit selon l'invention qui sera décrit conjointement avec la figure 2. Un signal d'entrée désigné par EN sur la figure 2 consiste en une série de "l"et "O", par exemple un train comprenant au maximum 8 bits, suivis par un signal DC de "commande de données" et ce signal est appliqué à la borne EN de la figure 1. Comme le montre la figure 2, le signal commence par un niveau logique "O" et consiste en une série de signaux de niveau haut espacés par des signaux de niveau bas, la longueur des signaux de niveau haut étant fonction de l'information que le circuit doit identifier. Quatre longueurs différentes sont prévues en fonction des informations de code "O", "1", "mise en place" et en "mise au repos". Ces signaux sont donnés dans l'ordre de longueur croissante. Le signal désigné par EN surla figure 2 identifie à titre exemple un signal comprenant quatre bits d'informations réelles. Le signal d'entrée appliqué à la borne EN du circuit de la figure 1 est mis en forme rectangulaire dans le circuit basculeur de Schtnitt lO dont,la sortie est connectée à un circuit de restitution 11 qui, de la manière habituelle, assure la synchronisation du signal d'entrée asynchrone avec la phase 02 d'un signal d'horloge interne produit par un oscillateur 12 commandé par un groupe RC extérieur, non représenté, connecté aux bornes RC. Les sorties de l'oscillateur interne délivrent les phases 01, sans chevauchement, décalées l'une de l'autre de 1800 et actives au niveau bas.La fréquence oscillatoire 12 doit autre très supérieure à la fréquence binaire du signal d'entrée afin de permettre une bonne discrimination des informations que ce signal contient. La sortie-R1 du circuit de restitution Il est connecté à l'entrée dtun circuit 13 dë détecteur de durée d'impulsions qui détecte la longueur des impulsions d'entrée dans le circuit. Le fonctionnement du circuit 13 de détection de durée d'impulsion est décrit en détail ci-après. I1 seiasupposé que le signal R1 était précédemment au niveau haut (avant l'intervalle T de la figure 2) ce dont il résulte l'émission d'un signal FIN quand Ri passe au niveau bas. Avec le signal EN représenté sur la figure 2, le circuit 13 délivre des signaux de sortie STOP,"1","0", START et FIN, apparaissant sur les formes d'onde de la figure 2. Un signal Cf(D est produit par la porte OU 14 qui combine les signaux t et "O" provenant du circuit 13. Le signal FIN produit préalablement a placé à "1" le circuit basculeur F1 et ramené au repos le compteur 15 à neuf étages. I1 sera supposé que la borne MOD est au niveau bas et que par conséquent, le dispositif fonctionne comme un comparateur de signaux qui compare le signal d'entrée EN avec un mot numérique établi ou programmé sur les bornes B1 à B8. Le signal 0K') fait avancer le compteur 15, dont les sorties codées, décodées par le décodeur 16, sélectionnent sur une ligne omnibus de données 16' l'une des entrées d'un démultiplexeur 17 qui délivre un signal de sortie ap pliqué à l'une des entrées de la porte OU-exclusif 18. L'autre sortie de la porte OU-exclusif 18 reçoit les signaux "1" et "O" provenant du détecteur 13, et correspondant au signal d'entrée. Le signal de sortie de la porte OUexclusif 18 est combiné dans la porte ET 19 avec le signal 0K') et la sortie de la porte ET 19 délivre le signal de mise à zéro du circuit basculeur F1. La fonction du circuit constitué par les unités 15, 16, 17, 18,19 et Fi consiste à comparer bit par bit le code entrant à la borne EN avec le code de référence qui a été établi sur les entrées B1 à B8 et de ramener ensuite à "Q" le circuit basculeur Ft initialement placé à "i" s il apparait une différence entre le code entrant et le code établi. Si le circuit basculeur Fi n'est pas à "O", (Q au niveau haut) cela veut dire qu'unie identité a été constatée entre le code entrant et le code de référence. Si cette identité n' existe pas, le circuit basculeur F1 est ramoné à "O" et il reste dans cet état jusqu'à l'arri- vée du signal FIN que contient le code d'entrée. La figure 2 montre les formes d'ondes concernant les cas d'identité (B =-CODE) et de différence (B A CODE) entre le code d'entrée et le code préparé aux bornes B1 à B8. I1 faut noter que pour simplifier la représentation, sur la figure 2, le code entrant est représenté avec seulement quatre bits (un profil réduit par rapport aux huit bits possibles). be circuit sZest limite à la reconnaissance des quatre premiers bits du code prédéterminé, car le code emis est suivi par le signal DC de commande de données, mentionne ci-dessus et indiquant la fin des opérations de comparaison. Il en est ainsi car à l'identification du signal DC par le détecteur de durée d'impulsion 13, la poursuite de l'opération de comparaison est inhibée, ce qui permet donc une comparaison partielle avec le code programmé.Lorsqu'il identifie la fin de la séquence du code émis, le circuit de détection 13 produit un signal STÂRT qui place le circuit basculeur F2 à l'état "1" si la sor tie Q du circuit basculeur F1 est au niveau haut, ou si le résultat de la comparaison a été favorable. A ce moment, le signal de sortie Q du circuit basculeur F2 atteint la borne de sortie S qui passe au niveau haut. Cela confirme que le code regu correspond au code programmé aux bornes 31 à B8. Si elle est au niveau haut, la borne de sortie S reste dans cet état pendant toute la durée du signal DC de commande de données, ou jusqu'à l'émission par le cir cuit de détection 13 d'un signal STOP qui ramène à "0" le circuit basculeur F2 si la sortie Q du circuit bascuteur F1 est au niveau haut. Si la sortie Q du circuit basculeur F1 était au niveau bas (ou si le code dtentrée ne correspondait pas au code programmé), les signaux START et STOP ont été inhibés par les portes 20, 21 et par conséquent, le circuit basculeur F2 a été maintenu dans l'état précédent. Il apparait ainsi clairement que la sortie du circuit basculeur F2, et par conséquent la sortie S, reste au niveau haut jusqu'à l'arrivée du signal STOP que contient le même signal DC ou, si le signal DC n'a pas une durée suffisante, pour l'émission du signal STOP jusqu'à la réception du même code, mais avec le signal DC contenant le signal STOP.Jusqu'à ce que ce signal arrive, le circuit basculeur F2 reste à l'état "i" et la réception autres codes différents de celui établi aux bornes B1 à B8 de change pas son état car les signaux START et STOP à l'en- trée de F2 sont inhibés par les portes 20, 21 fermées en permanence par un niveau bas à la sortie Q du circuit basculeur Fl, qui est toujours à ce niveau pendant toutes les tentatives de reconnaissance avec les résultats négatifs. De cette manière, il est possible de changer la durée du niveau haut à la sortie S du dispositif sélectionné, soit en établissant une relation avec le signal DC de commande de donnees si ce dernier contient le signal STOP (sélection de commande directe) soit en le conditionnant par rapport à l'intervalle compris entre la réception de deux signaux contenant le mame code programmé aux bornes B1 à 38, le premier sans signal STOP dans le signal DC et le second contenant le signal STOP dans le signal DC (opé- ration de verrouillage) apparaissant en VERR sur la figure 3. Un autre mode de fonctionnement du dispositif selon ltinvention sera maintenant décrit, dans lequel la commande MODE est au niveau haut, avec un fonctionnement en convertisseur série-parallèle. Dans ce second mode, les bornes B1 à B8 se comportent comme des sorties du dispositif, en conséquence des opérations effectuées par les portes 22, 23 et l'inverseur 24'. A l'arrivée du signaL d'entrée EN, les signaux "1" "O" produits partie signal de détection 13 atteignent le registre à décalage RSG et y sont mémorisés à la fréquence d'horloge disponible à la borne RST du circuit de détection 13. Dans le but de différentier la transmission d'une adresse de celle de données, un neuvième bit (niveau "1") est introduit dans les données identifié par la porte 24 et, par-l'inverseur 25, il inhibe la porte 26 et par cons- quent, tout décalage ultérieur du registre de décalage RSG, en mbme temps, il fait passer à "1" le circuit basculeur F3 qui délivre un signal d'échantillonnage à sa sortie Q et apparaissant à la sortie S. Ce signal passe au niveau bas à l'arrivée du signal STOP que contient le signal DC des données suivant celles qui ont été transmises et par conséquent, comme dans le mode précédent, sa fonction est de régler la durée du signal d'échantillonnage. Le fonctionnement du circuit 13 de détection de durée d'impulsion sera maintenant décrit en regard des figures 4 et 5. Ce circuit détecte la durée d'un signal d'entrée à la borne EN et marque des sorties prédéterminées quand la durée de ce signal est comprise entre des valeurs fixées. En pratique, le circuit discrimine quatre durées qui, dans 11 ordre croissant, identifient les signaux t0, D7 "1" et "O".L'identification est est obtenue en comp- tant un nombre d'impulsions d'une fréquence détertninée contenue dans le signal d'entrée, et elle est effectuée par des compteurs 50, et par quatre comparateurs numériques qui effectuent la comparaison entre la sortie des compteurs 50 et les codes programmés, le tout selon une disposition connue; des portes logiques et des inverseurs délivrent les signaux D 0, D1 "1" et "O". Ces signaux sont combinés avec le signal d'entrée EN, et d'autres avec le signal EN dans des portes 51 et sont appliqués à des détecteurs de flanc 52 qui produisent des signaux RST, "O", "1" STOP, STARS. FIN, comme cela apparait sur le diagramme de temps de la figure 5.Le compteur 50 est ramené au repos par un niveau bas du signal d'entrée, et il est alors pr & pour une seconde détection étc. Certaines applications du dispositif selon l'invention seront maintenant décrites. Un avantage important de ce dispositif réside dans la réalisation de dispositifs de commande à distance avec une seule ligne de transmission et avec un circuit capable de produire des signaux de commande pour son fonctionnement. Le premier exemple est une installation d'intercommunication à un seul fil. Ce premier exemple, représenté sur la figure 6, montre comment des circuits du type décrit en regard de la figure 1, un pour chaque unité d'intercommunication et deux pour chaque groupe de huit utilisateurs (lampes, verrouillage, etc.) et un microprocesseur permettent de réaliser une installation d'intercommunication classique, mais avec une seule ligne de commande. Le microprocesseur 61, qui n'est pas décrit en détail, car il est de type connu, lorsqu'il reçoit une identification de l'utilisateur qui souhaite établir un appel, émet sur la ligne de commande unique 62 un code en série concernant l'utilisateur sélectionné, et le répète pendant un temps donné et à une vitesse donnée, de manière qu'apparaisse à la borne de sortie S du dispositif 63 considéré (qui s'identifie lui-m8me sur la base du code) un signal rectangulaire dont le rapport d'impulsion est déterminé par le microprocesseur. Si ce signal est appliqué à un transducteur acoustique, par exemple le récepteur du poste d'intercommunication, l'utilisateur entend une fréquence sur son poste qui a été sélectionné. D'une manière similaire, si chaque lampe L d'un immeuble est commandée par le circuit de la figure 7 ou de la figure 8, il est possible de commander ces lampes par le microprocesseur en émettant les codes considérés sur la même ligne de commande EN. En disposant en cascade deux circuits selon l'inven- tion, le premier fonctionnant comme un comparateur et le second comme un convertisseur série-parallèle, il ea-pos- sible de commander des groupes de huit itilisateurs en mime temps, en émettant les codes appropriés, toujours sur la même ligne. Avec la technique illustrée ci-dessus, le dispositif selon l'invention permet de changer complètement la conception classique des installations d'intercommunication basées sur l'démission des signaux rappel sur des lignes physiques séparées, fait qui rendait extr & ement lourd le prix de l'installation, de son entretien et par conséquent son prix global. Les avantages de cette disposition peuvent & re résumés comme suit. a) un plus faible cott d'installation car il n'est plus nécessaire d'utiliser un cEDLe à conducteurs multiples pour l'interconnexion et les lignes supplémentaires pour la commande des lumières, de-s escaliers, des serrures, etc. b) simplicité d'installation car il suffit d'une seule ligne pbnr la partie adresse qui est commune à tous les postes d'intercommunication connectés; c) simplicité d'entretien car la réduction considérable du nombre des conducteurs permet l'identifica- tion et la réparation immédiate des dérangements possibles. d) extension immédiate de l'installation, car il suffit de disposer d'une connexion avec un poste d'intercommunication associé sur la ligne commune et de la connecter aux postes supplémentaires. e) possibilité d'adjonction d'un appareil supplémentaire sans connexion, car les signaux d'adresse sont émis sur une seule ligne et il est possible d'ajouter une transmission par onde porteuse, en réalisant de cette manière une extension de l'installation sans connexion directe et par conséquent, sans dépense appréciable d'in stallation. f) réduction du prix des postes d'interconnexion connectés car le prix supplémentaire dA à la présence d'un dispositif selon l'invention est compensé par l'éco- nomie due à l'absence d'un dispositif d'appel pour les communications entrante s. g) possibilité d'ajouter des services supplémentaires tels que la commande des lumières, des serrures, des moteurs, etc. D'autres extensions des possibilités d'un dispositif selon l'invention sont évidentes et il est bien entendu que celles qui sont suggérées ne sont que des exemples. Les figures 7 et 8 illustrent l'utilisation d'un dispositif selon l'invention pour la commande à distance des lampes. La compréhension de ce circuit est imme- diate, les figures 7 et 8 representant respectivement un mode de réalisation avec une source d'alimentation séparée V= et un mode de réalisation en alimentation directe. Dans ces deux cas, la sortie S du dispositif selon l'invention attaque un Triac 71 qui commande l'allumage d'une lampe L. La figure 9 illustre l'utilisation d'un dispositif selon l'invention pour un dispositif d'appel acoustique, la sortie S attaquant un haut-parleur HP. Les figures 10 et Il illustrent l'application d'un dispositif selon l'invention à des commandes à distance. Par exemple, la figure 10 représente un dispositif de commande à distance comprenant un émetteur 200 et un récepteur 201 qui comporte lui-même une partie à haute fréquence 202, un détecteur 203 et un dispositif 204 selon l'invention, permettant d'exercer des commandes sur huit canaux. La figure ll représente un émetteur 210 et plusieurs récepteurs, pouvant aller jusqu'à 256, désignés par 211, 212, 213, comprenant chacun une partie à haute fréquence 214, un détecteur 215, un premier dispositif 216 selon l'invention et un second dispositif 217 selon l'invention, connectésen cascade. Dans ce cas, il est possible d'assurer des commandes à distance sur huit canaux avec chacun plusieurs récepteurs pouvant aller jusqu'à 256, c'est-à-dire 28. La figure 12 illustre un mode de réalisation de la commande à distance de ceux de circulation, désignés par 310, au moyen d'un calculateur principal 300 et de plusieurs dispositifs selon l'invention fonctionnant en cascade et qui sont représentés en 301, 302; 303. 304; 305, 306. Le fonctionnement ressort clairement de la description ci-dessus. La figure 13 représente un expanseur de sortie pour un microprocesseur 131, avec adressage codé. Il apparait de façon évidente que les sorties de base du microprocesseur 131 émettent des codes appropriés vers les dispositifs selon l'invention désignés par 132, afin d'obtenir une expansion des sorties. REVE}DICATIOBtS l - Récepteur de données programmable à fonctions multiples, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (lO) qui reçoit une séquence de signaux de données en série, suivies par un signal de commande, un détecteur de durée d'impulsion (13) qui détecte lesdits signaux, un circuit de sélection de mode qui commande le fonctionnement dudit récepteur dans un mode de validation de données d'entrée ou dans un mode de conversion de données de série en parallèle, une ligne omnibus bidirectionnelle (Bt...B8) destinée à établir un mot numérique à identifier ou à délivrer en parallèle les données de ladite séquence en fonction de l'état dudit-circuit de sélection de mode, et un dispositif (F2) qui délivre un signal de sortie si la comparaison valide ladite séquence en série avec ledit mot numérique établi quand le récepteur fonctionne en identificateur, et qui délivre un signal d'autorisation quand le récepteur fonctionne en convertisseur série-parallèle. 2 - Récepteur selon la revendication l, caractérisé en.ce que ledit dispositif de détection (13) des données de la séquence d'entrée en série quand le récepteur fonctionne dans le mode de comparaison, consiste en un compteur (50) commandé par un oscillateur (12) monté à l'inté- rieur du récepteur. 3 - Récepteur de données selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour son fonctionnement en convertisseur en parallèle de la séquence numérique en série, il comporte un registre à décalage (RSG) commandé par ledit détecteur de durée d'impulsions (13) pour mémoriser ladite séquence numérique en série, la sortie dudit registre à décalage (RSG) étant connectée à ladite ligne omnibus bidirectionnelle (B1....B8). 4 - Récepteur de données selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (15) destiné à détecter la durée dudit signal de commande pendant le fonctionnement dans le mode de comparaison et à introduire ou non dans un dispositif de verrouillage le signal de sortie dudit détecteur de durée d'impulsion (13) en fonction de la durée dudit signal. de commande. 5 - Récepteur de données selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (11) destiné à restituer la forme d'onde et la phase de la séquence de données en série et fonctionnant à la commande dudit oscillateur interne (12). 6 - Installation d'intercommunication avec un seul fil pour la commande d'appel d'un utilisateur, caractérisé en ce qu'il comporte un récepteur selon la revendication 1, associé avec chaqua appareil d'intercommunication (63), chaque appareil d'intercommunication (63) étant identifié au moyen d'un mot numérique différent établi sur ladite ligne omnibus bidirectionnelle (B1....B8). 7 - Installation selon la revendication 6, carac térise en ce que les récepteurs supplémentaires connectés à un même conducteur (61) sont agencés de manière à commander les fonctions aMiliaires telles que des lampes, des serrures et similaires. 8 - Installation selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que la sortie de comparaison favorable dudit récepteur peut ttreconnectée à un haut-parleur et autre pulsée de manière que ledit haut-parleur fonctionne comme un dispositif dtappel acoustique. 9 - Récepteur de données selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit détecteur de durée d'impulsion (13) comporte un compteur d'impulsions (50) dont les sorties sont connectées à des comparateurs numériques respectifs, et des portes logiques (51) qui relient les sorties des comparateurs numériques aux sorties respectives dudit détecteur de durée d'impulsion (13).