Brevet FR2522178A1 — publié le 19830826

L'invention concerne d'une manière générale un dispositif électronique de commande de comiutation, qui comprend un système d'affichage, destiné à faire fonction- ner une machine L'invention concerne plus particulièrement un système électronique modulaire de commutationtaffichage conçu pour remplacer des commutateurs électromécaniques classiques à molettes pour la commande d'une machine Le dispositif électronique modulaire selon i'inrvention peut être utilisé sur du matériel neuf ou à titre de inodifica- tion de matériels plus anciens, remplacement de dispositifs classiques de commutation à molettes. Le dispositif selon l'invention comporte un microcontrôleur associé à une mémoire vive se présentant sous la forme d'une mémoire vive rémanente Par conséquent, le dispositif selon l'invention est totalement programmable de façon à produire des codes de commutation et de messages d'affichage Le dispositif selon l'invention peut être associé à plusieurs autres dispositifs qui sont branchés comme dispositifs asservis sur le dispositif principal ou pilote comprenant le microcontr 8 leur qui commande tous les dispositifs du groupe L'agencement est tel que l'on obtient une grande souplesse en adaptant le dispositif à messages électroniques selon l'invention à l'application particulière d'un utilisateur. Plus particulièrement, la conception modulaire de l'invention permet à un dispositif principal ou pilote uni- que de commander jusqu'à sept dispositifs électroniques asservis à messages Un affichage matriciel à quatre o cinq caractères peut être utilisé, conformément à -ceci, au moyen d'un visuel à diodes électroluminescentes, d'un visuel à cristaux liquides ou d'un visuel fluorescent à vide, comme souhaité De préférence, on utilise un visuel à cristaux liquides en raison de sa faible consommation d'énergie Dans le dispositif selon l'invention, l'affi- chage n'est pas limité au petit nombre de positions, pou- vant atteindre 12, par exemple, utilisées sur une roue de commutateurs classiques à molettes de l'art antérieur Con- formément à l'invention, on peut disposer d'un nombre de codes/messages pouvant atteindre 256 Un glossaire de code de commutation automatique à 64 caractères est utilisable sur chaque dispositif, avec un code supplémentaire de caractères qui peut être utilisé si un visuel à cristaux liquides est prévu. Chaque module de dispositifs électroniques à messages comporte une commande à deux boutons, chaque bou- ton étant associé à une direction particulière dans la suite de caractères utilisables pour l'affichage, les com- mutateurs provoquant une variation d'une position vers le haut ou vers le bas de l'affichage, suivant le commutateur actionné, ou bien le dispositif étant conçu de manière qu'un cycle automatique puisse être produit à chaque mou- vement ou actionnement des commutateurs, en passant par une variété de codes ou de messages, si cela est nécessaire. Ainsi qu'on l'appréciera, avec l'utilisation de la mémoire vive rémanente des dispositifs, conformément à l'invention, le dernier code ou message introduit avant une coupure d'alimentation est conservé pour pouvoir être réutilisé lorsque le dispositif est remis sous tension. L'invention a donc pour objet un système électro- nique modulaire de commutation et d'affichage destiné à remplacer un dispositif électromécanique classique de com- mutation à molettes pour la commande de tous types de matériels. L'invention a pour autre objet un dispositif électronique à messages qui offre une plus grande souplesse pour son adaptation à des applications particulières sans qu'il soit nécessaire à un utilisateur de mettre au point des commutateurs spéciaux pour des applications spéciales. Un autre objet de l'invention porte sur une commande de dispositif électronique à messages dont la dimension peut être augmentée ou diminuée, comme nécessaire, par l'utili- sation de dispositifs asservis supplémentaires commandés par le dispositif principal unique d'origine, afin de per- mettre la commande de plusieurs éléments de machine asso- ciés, comme nécessaire. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'un module de dispositif électronique à messages selon l'invention; la figure 2 est un schéma simplifié d'un système utilisé dans le dispositif selon l'invention; et la figure 3 est un schéma simplifié d'un circuit de commande destiné à un dispositif électronique unique à messages selon l'invention devant être utilisé avec un visuel à cristaux liquides, à diodes électroluminescentes ou à vide et fluorescence. En se référant aux dessins sur lesquels les mêmes références numériques désignent les mêmes éléments sur les différentes vues, on voit en perspective sur la figure 1 un module électronique à messages selon l'invention, indi- qué globalement en 10, ce dispositif ayant un corps de bottier 12 qui présente une face avant 14 d'affichage com- portant un panneau 16 d'affichage La face avant 14 com- porte également des commutateurs 18 de comptage progressif et des commutateurs 20 de comptage régressif Une équerre 28 de montage, fixée sur le bottier 12 du dispositif de commutation, à chacune de ses extrémités, présente des trous espacés 24 permettant le montage du bottier 12 en position sur un panneau de commande, comme cela est néces- saire pour la commande d'une machine Une plaquette 26 à circuit imprimé fait saillie vers l'arrière du boîtier 12 afin de connecter le dispositif 10 à la partie restante du système pour la commande d'une machine, ainsi qu'il est bien connu de l'homme de l'art. Si l'on se réfère à présent à la figure 2, on voit un schéma simplifié comprenant un module électronique principal ou pilote 30 à messages et quatre modules élec- troniques asservis 32 à messages Il convient de noter que des modules asservis supplémentaires 32, jusqu'à un total de 7, peuvent être connectés sur le système, si cela est nécessaire, suivant l'importance du matériel à commander. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2, le dispositif électronique principal 30 à messages comprend un micro- contrôleur 34 Le module principal 30 comporte trois bus 38, 40 et 42 qui forment l'interconnexion entre une mémoire vive rémanente 36 et le microcontrôleur 34. Ces bus comprennent le bus 38 de commande de la' mémoire vive rémanente, qui est un bus à quatre lignes transmettant les ordres de lecture/écriture à la mémoire vive rémanente, ainsi que les ordres de mise en mémoire et de rappel pendant, respectivement, les séquences de mise hors tension et de mise sous tension. Le deuxième bus du module principal 30 est le bus 40 de données de la mémoire vive rémanente, à savoir un bus de données bidirectionnelles à quatre lignes qui transporte les données devant être écrites dans la mémoire vive rémanente 36 ou qui doivent en être extraites. Le troisième bus du module principal 30 est le bus 42 d'adressage de la mémoire vive rémanente, à savoir un bus de six lignes sortant du microcontrôleur 34 et aboutissant à la mémoire vive rémanente 36 Ce bus sélec- tionne l'une des 64 positions existant dans la mémoire vive rémanente à 64 fois 4 bits. Ainsi qu'on peut le voir également sur la figure 2, le module principal 30 comprend également un circuit 44 de détection anticipée de panne d'alimentation, qui dé- clenche le cycle de mémorisation dans la mémoire vive rémanente. Le microcontrôleur comporte deux bus qui réali- sent une interconnexion entre tous les modules électroni- ques à messages d'un système particulier Ces bus compren- nent le bus d'interface série 46/56 qui est un bus de transmission sériel à trois lignes comprenant une ligne HS de transmission de signaux d'horloge en série, une ligne SD de sortie de données en série des modules, et une ligne ED d'entrée de données en série dans le microcontrôleur, à partir des modules Les informations parcourant ces lignes sont des codes de commutation, des adresses en mémoire morte programmable et des données et des ordres d'affichage pour un module choisi, sur la ligne de sortie de données en série Les données d'entrée en série sont des données de mémoire morte programmable provenant d'un module choisi. Le second bus est le bus 48/58 de commande de module Ce bus comprend sept lignes qui permettent au microcontrôleur de commander les divers éléments fonction- nels de chaque module asservi Les signaux parcourant ces lignes comprennent les ordres de commutation transmris du module choisi au microcontrôleur. Chaque connexion de bus 46, 48 destinée au micro- contrôleur 34 comprend une connexion de lignes p-rincipales 56, 58 destinée à réaliser les diverses connexions, conme décrit ci-dessus. Huit lignes 50 de sélection de dispositif trans- mettent des ordres de validation de modules individuels au module principal 30 et aux modules asservis 32 dont le nombre peut s'élever à 7 Chacun des modules 32 repr 4 sen- tés sur la figure 2 comprend un bus 52 de sortie de code de commutation, et un bus 54 d'ordres de commande à dis- tance, décrit ci-après. On peut subdiviser le système de chaque disposi- tif électronique à nmessages d'une manière illustrée sur la figure 3 Chaque module 32 à messages comprend les cinq éléments fonctionnels constitués par un registre 60 d'adres- se de code de commutation de mémoire morte en série, un dispositif 62 à mémoire morte programmable/mrmoire morte programmable électroniquement, un registre 64 de bus de mémoire morte en série, un contrôleur 66 d'affichage et un visuel associé 16, ainsi qu'une logique 70 de commande à distance Hormis l'ensemble 62 à mémoire morte programmable/ mémoire morte programmable électroniquement et la logique de commande à distance, tous les éléments de chaque dispositif électronique 32 à messages utilisent le bus 56 d'interface série comme moyen principal pour recevoir des ordres et des données du microcontrôleur 34. L'ensemble 62 à mémoire morte programmable/mémoire morte programmable électroniquement communique avec le micro- contrôleur 34 indirectement par l'intermédiaire du registre d'adresses de code de commutation de mémoire morte en série, qui fournit une information d'adressage à la mémoire morte par l'intermédiaire des lignes 61 d'adressage, et transmet des données, par les huit lignes 63 de données au registre 64 de bus de mémoire morte en série. Le registre 60 d'adressage de code de commutation de la mémoire morte en série produit également des signaux de sortie de code de commutation en parallèle utilisés pour la commande d'une machine extérieure Ces huit sorties parallèles 73 aboutissent directement au bus 74 de sortie de code de commutation du module électronique individuel à messages Comme représenté, si une possibilité de commu- tation de sortie est demandée, un réseau 72 de tamponl commande peut être inséré dans le circuit 74 de sortie du code de commutation. Les communications du microcontrôleur 34 vers le registre 60 d'adresse de code de commutation de mémoire morte en série sont commandées par une porte 76 de code de commutation/mémoire morte qui valide le registre 60 d'adresse lorsque l'ordre d'écriture WR, présent en 77, et l'ordre de sélection de module, présent en 78, sont à la valeur logique 0. Les communications du microcontrôleur 34 vers le contrôleur 66 d'affichage sont commandées par une porte d'affichage qui délivre un ordre de validation lorsque l'ordre d'écriture WR 2, présent en 79, et l'ordre de sélec- tion de module, présent en 78, sont à la valeur logique 0. Le contrôleur 66 d'affichage peut être un dispo- sitif à intégration à grande échelle qui exécute toutes les opérations nécessaires à la commande d'un visuel 16 par l'intermédiaire des signaux de sortie multiplexés d'un élément 67 de commande de colonne et d'un élément 69 de commande de rangée. Les commutateurs 18 et 20 d'incrémentation et de décrémentation de chaque module transmettent des ordres locaux au microcontrôleur 34 afin de provoquer une incré- mentation ou décrémentation par l'intermédiaire du fichier de messages d'affichage de code de commutation de module. Les ordres de ces commutateurs sont validés lorsque l'ordre 78 de sélection de module est à la valeur logique 0. Des portes logiques 70 de commande à distance permettent, facultativement, une incrémentation à distance 81 ou une décrémentation à distance 83, ou encore un ver- rouillage à distance 86, empêchant l'entrée d'ordres par l'intermédiaire des commutateurs 18 et 20 du panneau avant. Il ressort donc de la description précédente que le dispositif électronique modulaire à messages selon l'invention, destiné à la commande d'une machine, est ex- trêmement souple et peut être ajusté à des programmes différents et très divers, suivant la commande demandée pour une application particulière De plus, l'invention est conçue de manière que plusieurs dispositifs électro- niques à messages puissent être connectés les uns aux autres et à un dispositif principal commandant tous les dispositifs en vue d'une connexion vers plusieurs éléments d'équipement différents Le dispositif selon l'invention peut être utilisé en remplacement de dispositifs électro- mécaniques classiques de commutation à molettes, par exemple, ou bien il peut être monté de façon à être uti- lisé avec un équipement neuf Etant donné la possibilité de programmation souple du dispositif selon l'invention, ce dernier convient particulièrement bien à des modifica- tions apportées à du matériel plus ancien. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif électronique modulaire de commuta- tion de messages pour la commande d'une machine, carac- térisé en ce qu'il comporte un module ( 12) logé dans un boîtier, un visuel ( 16) disposé sur le module, un micro- contrôleur ( 34) contenu dans le module, une mémoire vive rémanente ( 36) disposée dans le module, une mémoire morte programmable disposée également dans le module, un registre ( 60) de code de commutation en série placé dans le module, des bus destinés à connecter le module à une machine à commander, des premiers moyens établissant des communica- tions entre le microcontrôleur, la mémoire vive rémanente et les moyens à bus, des deuxièmes moyens établissant des communications entre la mémoire morte programmable et le registre d'adresse de mémoire morte programmable en série, et des troisièmes moyens établissant une communication entre la mémoire morte programmable et le registre de bus en série. 2 Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les premiers moyens de communication com- prennent un bus ( 40) de données de la mémoire vive réma- nente, un bus ( 38) de commande de la mémoire vive rémanente, un bus ( 42) d'adresse de la mémoire vive rémanente, un bus ( 46/56) d'interface en série, et un bus ( 48/58) de commande de module. 3 Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'une sortie du registre de commutation de code en série produit plusieurs signaux non groupés sur bus. 4 Dispositif selon la revendication 3, carac- térisé en ce qu'il comporte un élément ( 72) de tampon et de commande monté en sortie du registre d'adresse de com- mutation de code en série. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le visuel est un visuel à cristaux liquides, ou bien un visuel à diodes électroluminescentes. 6 Système de commande de commutation pour plu- sieurs éléments de matériels, caractérisé en ce qu'il comporte un module principal ( 30) de commande de comnuta- tion comprenant un bottier ( 12), un visuel ( 16) porté par le bottier, wu microcontrôleur ( 34) logé dans ce boîtier, une mémoire vive rémanente ( 36) logée dans le bottier, une mémoire morte programmable logée dans le bottier, un regis- tre de bus de mémoire morte programmable en série logé dans le bottier, un registre ( 60) de commutation de code en série logé dans le bottier, des moyens à bus connectant le bot- tier à un équipement à commander par le système, et des premiers moyens établissant des communications entre le microcontrôleur, la mémoire vive rémanente et les moyens à bus, le dispositif comportant également au moins un module asservi ( 32) de commande de commutation monté sur les pre- miers moyens de communication et comprenant un bottier ( 12), un visuel ( 16) monté sur le bottier, une mémoire morte programmable ( 62) logée dans le bottier, un registre ( 64) de bus de la mémoire morte programmable en série, logé dans le bottier, un registre ( 60) de commutation de code en série logé dans le bottier pour être connecté à un équi- pement à commander par chaque module de commande asservi, et des moyens à bus connectant le bottier à un équipement à commander par le système, des deuxièmes moyens établis- sant une communication entre la mémoire morte programmable et le registre d'adresse de la mémoire morte programmable en série dans chacun des modules principal et asservi de commande de commutation, et des troisièmes moyens établis- sant une communication entre la mémoire morte programmable et le registre de bus en série dans chacun des modules principal et asservi de commande de commutation. 7 Dispositif selon la revendication 6, carac- térisé en ce que les premiers moyens de communication com- prennent un bus ( 40) de données de la mémoire vive réma- nente, un bus ( 38) de commande de la mémoire vive rémanente, un bus ( 42) d'adresse de la mémoire vive rémanente, un bus ( 46/56) d'interface en série, et un bus ( 48/58) de commande de module. 8 Dispositif selon la revendication 6, carac- térisé en ce qu'une sortie de chaque registre de commuta- tion de code en série produit plusieurs signaux non groupés sur bus. 9 Dispositif selon la revendication 8, carac- térisé en ce qu'un élément tampon 72 de commande est monté à chaque sortie. Dispositif selon la revendication 6, carac- térisé en ce que le visuel de chacun des modules principal et asservi est un visuel à cristaux liquides, ou bien un visuel à diodes électroluminescentes.