(57)【要約】【課題】  単一の信号線に出力部と入力部とを接続しても、自身の出力による誤動作がなく、消費電力を低減することができるようにする。【解決手段】  通信手段１２が送信側となって出力部Ｏｕｔにローレベルが出力されると、ＮＰＮトランジスタ１４のコレクタ・エミッタ間は遮断状態となる。ダイオード１６は順方向にバイアスされて導通状態となり、通信線１１から通信手段１２の出力部Ｏｕｔに電流が流れて、通信線１１をローレベルに遷移させる。通信線１１に流れる電流は、他方の通信手段１３側のＮＰＮトランジスタ１５のコレクタ・エミッタ間とプルアップ抵抗１９とを介して、電源の正電圧側から供給される。この電流による電圧降下で、通信手段１３の入力部Ｉｎの論理状態はローレベルとなる。通信手段１３では、出力部Ｏｕｔからハイレベルを出力していれば、通信線１１を介して接続される通信手段１２から送信されるデジタル信号を入力部Ｉｎで受信することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の通信線を介して接続された複数の通信手段が相互に信号の送受信を行うワンワイヤ通信回路において、
各通信手段は該通信線に接続される入力部および出力部を有し、
少なくとも１つの通信手段は、
出力部と通信線との間に、該通信線側から該出力部側に対してが順方向となるように接続されたダイオードと、
入力部と通信線との間にスイッチング部が接続され、出力部に制御部が接続されたスイッチング素子とを、備えることを特徴とするワンワイヤ通信回路。
【請求項２】
前記少なくとも１つの通信手段は、
該通信手段の入力部に接続される割り込み起動入力部を備え、他の通信手段からの信号を受信すると、予め設定されている割り込み処理を実行する割り込み処理手段を含むことを特徴とする請求項１記載のワンワイヤ通信回路。
【請求項３】
前記少なくとも１つの通信手段は、
前記通信線の論理状態を前記入力部で受信するときに、
前記出力部から前記スイッチング素子を導通状態にする論理状態を出力し、
受信が終了すると、該出力部から該スイッチング素子を遮断状態にする論理状態を出力する制御手段を含むことを特徴とする請求項１または２記載のワンワイヤ通信回路。
【請求項４】
前記スイッチング素子はバイポーラトランジスタであり、
該バイポーラトランジスタは、前記通信手段の入力部および出力部にはコレクタおよびベースがそれぞれ接続され、前記通信線にはエミッタが接続されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のワンワイヤ通信回路。
【請求項５】
前記スイッチング素子のスイッチング部が接続される前記通信手段の入力部と電源のハイレベル側との間にはプルアップ抵抗が接続され、
前記通信線と電源のローレベル側との間にはプルダウン抵抗が接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のワンワイヤ通信回路。
【請求項６】
単一の通信線の両側に、ダイオード、バイポーラトランジスタ、抵抗、２つの表示負荷および操作スイッチを含む通信手段がそれぞれ接続され、
各通信手段では、
電源のハイレベル側とバイポーラトランジスタのコレクタとの間に第１の表示負荷が接続され、
電源のハイレベル側とバイポーラトランジスタのベースとの間に抵抗が接続され、
バイポーラトランジスタのエミッタが通信線に接続され、
バイポーラトランジスタのエミッタとベースとの間に、ダイオードと第２の表示負荷とが接続され、
該ダイオードの接続方向は、該バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間とは逆方向であり、
バイポーラトランジスタのベースと電源のローレベル側との間に操作スイッチが接続されることを特徴とするワンワイヤ通信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信と受信とを１本の通信線で行うワンワイヤ通信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、シリアルデータの伝送などに、たとえば図６に示すようなワンワイヤ通信回路が広く用いられている。また複数ビットのデータを同時に伝送する場合に、各ビットについてはワンワイヤ通信回路が利用されることもある。
【０００３】
単一の通信線１は、通信手段２，３の間で半二重式のデジタル信号通信を行わせることができる。各通信手段２，３には、たとえばマイコン４，５などを含む制御部が設けられ、通信線１はマイコン４，５に対する割り込み入力となり、相手側の通信手段２，３が信号を送信するときだけ、割り込み処理によって受信処理を行う。相手側の通信手段２，３に信号を送信するときは、出力ポートなどを介してデジタル信号を導出する。信号の入出力の経路には、バッファなどが設けられるけれども、説明を簡略化するために省略する。
【０００４】
通信線１は、両方の通信手段２，３の出力を、ローレベルがアクティブ側となるワイヤードＯＲの関係を有するように接続している。このために、両方の通信手段２，３の入力Ｉｎ間を通信線１で接続している。各通信手段２，３の出力Ｏｕｔと通信線１との間には、ダイオード６，７がそれぞれ接続される。ダイオード６，７のアノード・カソードの方向は、通信手段２，３の出力Ｏｕｔがアクティブになるときに順方向となるようにする。すなわち、電源のハイレベル側が正電圧であるときには、ダイオード６，７は、アノードを通信線１に接続し、カソードを通信手段２，３の出力に接続する。
【０００５】
また、各通信手段２，３で入力Ｉｎと電源のハイレベル側との間には、プルアップ抵抗８，９が接続されている。これによって、両方の通信手段２，３の出力が非アクティブ側となると、プルアップ抵抗８，９にはほとんど電流は流れず、通信線１のレベルはハイレベルとなる。いずれか一方、または両方の通信手段２，３の出力Ｏｕｔがローレベルとなれば、ダイオード６，７を介してプルアップ抵抗８，９に電流が流れ、電圧降下によって通信線１はローレベルとなる。説明の簡略化のため、ダイオード６，７の順方向電圧を０Ｖとし、電源のハイレベルを５Ｖとし、電源のローレベルを０Ｖとし、通信手段２，３の入力Ｉｎ側の入力インピーダンスを無限大とし、プルアップ抵抗８，９の抵抗値を１ｋΩとすると、各プルアップ抵抗８，９には５ｍＡずつの電流が流れ、合計１０ｍＡの電流が出力側の通信手段２の出力Ｏｕｔに流れる。
【０００６】
通信手段２，３間のデジタル信号通信は、双方向で可能であるけれども、同時には一方向でしか可能ではない半二重式となる。すなわち、一方、たとえば通信手段２が送信側となり、他方の通信手段３が受信側となる。受信側となる通信手段３では、出力Ｏｕｔを非アクティブ側のハイレベルとしておき、送信側の通信手段２の出力Ｏｕｔから通信線１を介して送信されるデジタル信号を入力Ｉｎに受信する。通信手段２の出力Ｏｕｔがアクティブ側のローレベルになれば、電源のハイレベル側から両方のプルアップ抵抗８，９を通り、さらに通信手段２側のダイオード６を通って通信手段２の出力Ｏｕｔに電流が流れ、通信手段３の入力Ｉｎに接続されている通信線１の信号レベルはローレベルとなる。通信手段２の出力Ｏｕｔが非アクティブ側のハイレベルになれば、ダイオード６を通る電流はほとんどなくなり、通信線１の信号レベルはハイレベルとなって、通信手段３の入力Ｉｎにはハイレベルが与えられる。
【０００７】
図７は、ワンワイヤ通信回路の他の例を示す（たとえば、特許文献１参照）。図７で図６の構成に対応している部分には、同一の参照符を付して重複する説明を省略する。本例では、プルアップ抵抗８は１つだけ通信線１と電源のハイレベル側との間に接続される。プルアップ抵抗８は、通信手段２，３のいずれの側かに設けることもできる。図６と同様な条件であれば、送信側の通信手段２，３の出力Ｏｕｔがローレベルのときに流れる電流は５ｍＡとなる。図７でも、通信線１を介する半二重式のデジタル信号通信の基本的な動作は、図６と同様に行われる。
【０００８】
図８は、図６の各通信手段２，３での送信処理と受信のための割り込み処理との概要を示す。図８（ａ）は送信処理を示し、ステップａ１で送信データなどを読み出すなどの信号準備を行う。ステップａ２では、送信データのうち、次に送信する１ビット分が取り出され、ハイレベルであればステップａ３でＨｉ出力、ローレベルであればステップａ４でＬｏ出力がそれぞれ導出される。次にステップａ５では次の信号が準備され、ステップａ２に戻る。以下、次の信号がなくなるまで、ステップａ２からステップａ５までを繰り返す。なお、実際の送信処理では、ステップａ１の信号準備で、たとえば一定のビット数のデータをシフトレジスタに設定し、ステップａ２〜ステップａ５は、シフトレジスタに設定されているデータを１ビットずつシフトしながら出力するだけである。ステップａ２で信号レベルを判断して、信号レベルに応じてステップａ３またはステップａ４のいずれかを選択するように記載しているのは、ステップａ４でＬｏ出力を行うと、当該通信手段２，３の入力Ｉｎもローレベルとなり、波線で示すように、マイコン４，５への割り込みが発生することを明示するためである。
【０００９】
図８（ｂ）は、通信線１を介する信号受信のための割り込み処理を示す。図６に示すように、通信線１は、マイコン４，５の割り込み入力Ｉｎｔに接続されているので、通信線１がローレベルになると、マイコン４，５には割り込みがかかり、割り込みが禁止されていない限り、そのときに実行中の処理を中断して割り込み処理を実行する。ステップｂ１では、通信手段２，３自身が図８（ａ）のステップａ４でＬｏ出力を行っているか否かを判断する。自身がＬｏ出力ではないと判断すると、ステップｂ２で相手側の通信手段２，３から通信線１を介して送られてくるデジタル信号を受信するための受信処理を行う。ステップｂ１で自身がＬｏ出力であると判断すると受信処理は行わない。ステップｂ２の受信処理が終了するとき、または受信処理を行わないときは、割り込みによって中断している処理に戻る。
【００１０】
図９は、図６の各通信手段２，３での送信処理としての他の例の概要を示す。ステップｃ１で信号の準備、たとえばシフトレジスタへのデータのセットを行った後、ステップｃ２では割り込みを禁止する。割り込みが禁止されれば、割り込み入力Ｉｎｔがローレベルになっても割り込み処理は行われない。ステップｃ３からステップｃ６までは、図８（ａ）のステップａ２からステップａ５までのそれぞれのステップと実質的には同等の動作を行う。すなわち、シフトレジスタに対して１ビット分ずつシフトを行わせながら、１ビット分の信号を送信する。ただし、ステップｃ２で割り込みを禁止しているので、ステップｃ５でＬｏ出力を行っても、割り込みはかからない。したがって、受信処理では、図８（ｂ）のステップｂ１のように、自身がＬｏ出力であるか否かを判断する必要はなく、ステップｂ２の受信処理のみを常に行うようにすればよい。
【００１１】
【特許文献１】特許第２８４５０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図６に示すような従来のワンワイヤ通信回路は、送信と受信とを１本の通信線１で行うことができるけれども、送信するために出力した信号が、送信の相手側の通信手段ばかりではなく、送信側の通信手段自身にも入力されるので、相手側からの信号だけを受信するための工夫が必要となる。もし、送信側の通信手段自身の出力を相手側からの信号と混同すると、誤動作を起こすおそれがある。図７に示すように、割り込み処理の中で自身のＬｏ出力か否かを判断するのは、相手側からの信号を受信するときに、判断を行う分だけ時間がかかってしまう。また、送信でＬｏ出力を行うと、割り込み処理が起動されてしまい、受信処理は行わないで割り込み処理から戻るにしても、余分な時間がかかってしまう。図９に示すように、送信開始直後に割り込みを禁止すると、信号の送信が全部終了するまでは、相手側からの信号を受信することができない。
【００１３】
また、図６に示すように、通信線１の両側の通信手段２，３にプルアップ抵抗８，９をそれぞれ設ける場合、たとえば通信手段２のみがＬｏ出力を行うと、両方のプルアップ抵抗８，９に電流が流れて、消費電力が大きくなる。図７に示すようにプルアップ抵抗８を１つにすれば、Ｌｏ出力時に流れる電流は図６の半分となり、消費電力は低減される。しかしながら、プルアップ抵抗８を１つしか使用しないと、プルアップ抵抗８とＬｏ出力を行う通信手段２，３の出力部との間にしか電流が流れず、電流が流れない部分では電圧信号となるので、耐ノイズ性が低下してしまう。また、電流が流れないと、接触部分で電気絶縁性の酸化膜などを除去することができず、接触不良を生じるおそれがある。
【００１４】
たとえば、一方の通信手段２が送信側となり、他方の通信手段３が受信側となる頻度が高ければ、通信線１とプルアップ抵抗８との接続部から通信手段２側の部分には比較的大きな電流が流れるけれども、その接続部から通信手段３側にはほとんど電流が流れない。通信線１が通信手段２，３の出力部や入力部に接続される部分は、一般に端子やコネクタなどで、着脱可能に構成されている。着脱可能な部分では、導体と導体との接触で電気的な接続が行われる。導体と導体との接触部分にほとんど電流が流れないと、接触部分の酸化などで抵抗が大きくなり、接触不良が生じやすくなる。
【００１５】
本発明の目的は、単一の信号線に出力部と入力部とを接続しても、自身の出力による誤動作がなく、消費電力を低減することができるワンワイヤ通信回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、単一の通信線を介して接続された複数の通信手段が相互に信号の送受信を行うワンワイヤ通信回路において、
各通信手段は該通信線に接続される入力部および出力部を有し、
少なくとも１つの通信手段は、
出力部と通信線との間に、該通信線側から該出力部側に対してが順方向となるように接続されたダイオードと、
入力部と通信線との間にスイッチング部が接続され、出力部に制御部が接続されたスイッチング素子とを、備えることを特徴とするワンワイヤ通信回路である。
【００１７】
また本発明で、前記少なくとも１つの通信手段は、
該通信手段の入力部に接続される割り込み起動入力部を備え、他の通信手段からの信号を受信すると、予め設定されている割り込み処理を実行する割り込み処理手段を含むことを特徴とする。
【００１８】
また本発明で、前記少なくとも１つの通信手段は、
前記通信線の論理状態を前記入力部で受信するときに、
前記出力部から前記スイッチング素子を導通状態にする論理状態を出力し、
受信が終了すると、該出力部から該スイッチング素子を遮断状態にする論理状態を出力する制御手段を含むことを特徴とする。
【００１９】
また本発明で、前記スイッチング素子はバイポーラトランジスタであり、
該バイポーラトランジスタは、前記通信手段の入力部および出力部にはコレクタおよびベースがそれぞれ接続され、前記通信線にはエミッタが接続されることを特徴とする。
【００２０】
また本発明で、前記スイッチング素子のスイッチング部が接続される前記通信手段の入力部と電源のハイレベル側との間にはプルアップ抵抗が接続され、
前記通信線と電源のローレベル側との間にはプルダウン抵抗が接続されることを特徴とする。
【００２１】
さらに本発明は、単一の通信線の両側に、ダイオード、バイポーラトランジスタ、抵抗、２つの表示負荷および操作スイッチを含む通信手段がそれぞれ接続され、
各通信手段では、
電源のハイレベル側とバイポーラトランジスタのコレクタとの間に第１の表示負荷が接続され、
電源のハイレベル側とバイポーラトランジスタのベースとの間に抵抗が接続され、
バイポーラトランジスタのエミッタが通信線に接続され、
バイポーラトランジスタのエミッタとベースとの間に、ダイオードと第２の表示負荷とが接続され、
該ダイオードの接続方向は、該バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間とは逆方向であり、
バイポーラトランジスタのベースと電源のローレベル側との間に操作スイッチが接続されることを特徴とするワンワイヤ通信回路である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、少なくとも１つの通信手段では、ダイオードが出力部と通信線との間に接続され、入力部と通信線との間にスイッチング素子のスイッチング部が接続され、出力部にスイッチング素子の制御部が接続され、出力部がたとえば一方の論理状態となるときにスイッチング部が低インピーダンスで導通状態となり、通信線の論理状態を入力部に入力することができる。出力部がたとえば他方の論理状態となるときにスイッチング部が高インピーダンスで遮断状態となるので、自身の出力部から他方の論理状態が出力されても、自身の入力部には入力されないようにして、誤動作を防ぐことができる。自身の出力部でたとえば他方の論理状態となっても、自身の入力部と出力部との間に接続されるスイッチング素子のスイッチング部は遮断状態であるので、入力部から出力部に流れる電流は少なく、電力消費を低減することができる。
【００２３】
また本発明によれば、少なくとも１つの通信手段は、通信手段の入力部に起動入力部が接続される割り込み処理手段を備える。割り込み処理手段は、他の通信手段からの信号を受信するときに、予め設定されている割り込み処理を実行し、割り込み処理で信号の受信を行うことができる。通信手段自身の出力部から割り込み処理を生じさせる信号を出力していても、スイッチング素子のスイッチング部が遮断状態になるので、割り込み手段には割り込み処理を発生させないようにすることができる。
【００２４】
また本発明によれば、少なくとも１つの通信手段は、通信線の論理状態を入力部で受信するときに、まず出力部からスイッチング素子を導通状態にする論理状態を出力するので、相手側の通信手段から通信線を介して送信される信号を入力部で受信することができる。受信が終了すると、出力部からスイッチング素子が遮断状態となるように制御するので、その通信手段では入力部から出力部へ流れる電流が低減され、消費電力を減少させることができる。
【００２５】
また本発明によれば、スイッチング素子としてバイポーラトランジスタのコレクタおよびベースを通信手段の入力部および出力部にそれぞれ接続し、エミッタを通信線に接続するので、コレクタ・エミッタ間をスイッチング部として、制御部であるベースへの論理出力でスイッチング部の動作を制御することができる。
【００２６】
また本発明によれば、スイッチング素子のスイッチング部が接続される通信手段の入力部と電源のハイレベル側との間にはプルアップ抵抗が接続され、通信線と電源のローレベル側との間にはプルダウン抵抗が接続されるので、通信線を介してローレベルがアクティブ側となるワイヤードＯＲ接続を実現し、プルアップ抵抗およびプルダウン抵抗で、通信線の論理状態をハイレベル側またはローレベル側のいずれかに安定させることができる。
【００２７】
さらに本発明は、単一の通信線の両側に、ダイオード、バイポーラトランジスタ、抵抗、２つの表示負荷および操作スイッチを含む通信手段がそれぞれ接続され、各通信手段では、電源のハイレベル側とバイポーラトランジスタのコレクタおよびベースとの間に第１の表示負荷および抵抗がそれぞれ接続され、バイポーラトランジスタのエミッタが通信線に接続される。バイポーラトランジスタのエミッタとベースとの間には、ダイオードと第２の表示負荷とが接続され、ダイオードの接続方向は、バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間とは逆方向であり、バイポーラトランジスタのベースと電源のローレベル側との間に操作スイッチが接続される。一方の通信手段の操作スイッチがＯＮに操作されると、その通信手段側のバイポーラトランジスタは遮断状態となる。他方の通信手段で操作スイッチが遮断状態であれば、他方の通信手段のバイポーラトランジスタはＯＮ状態であり、第１の表示負荷からバイポーラトランジスタのコレクタ・エミッタ間を流れる電流が通信線を介して他方の通信手段側のダイオードおよび第２の表示負荷へ導かれる。これによって、操作スイッチがＯＮに操作された通信手段の第２の表示負荷と、操作スイッチがＯＦＦのままの通信手段の第１の表示負荷とは、通電によって表示状態となる。相手側の通信手段に設けられている操作スイッチを操作して導通状態にすると、その通信手段でもバイポーラトランジスタが遮断状態となる。したがって、通電によって表示状態となっているその通信手段の第１の表示負荷と、先に操作スイッチが操作された通信手段の第２の表示負荷には電流が流れなくなり、表示は終了する。このようにして、単一の通信線を介して接続される相手側の通信手段で操作スイッチに対してＯＮ操作が行われると自己の第１の表示負荷に電流が流れて知ることができる。相手側の操作スイッチにＯＦＦ操作が行われると、通信線を介して流れる電流も遮断され、第１の表示負荷での表示も停止されるので、ＯＦＦ操作も知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、本発明の実施の一形態であるワンワイヤ通信回路１０の概略的な電気的構成を示す。ワンワイヤ通信回路１０では、見かけ上、単一の通信線１１を介して、通信手段１２，１３間での半二重式のデジタル信号通信が行われる。各通信手段１２，１３は、入力部Ｉｎと出力部Ｏｕｔとを備えている。各通信手段１２，１３の入力部Ｉｎは、バイポーラ型のＮＰＮトランジスタ１４，１５のコレクタにそれぞれ接続される。ＮＰＮトランジスタ１４，１５のエミッタ間に通信線１１が接続される。ＮＰＮトランジスタ１４，１５のエミッタと通信手段１２，１３の出力部Ｏｕｔとの間には、ダイオード１６，１７がそれぞれ接続される。ダイオード１６，１７の接続方向は、アノードが通信線１１側でカソードが通信手段１２，１３の出力部Ｏｕｔ側となるようにする。ＮＰＮトランジスタ１４，１５のコレクタは、プルアップ抵抗１８，１９を介して電源の正電圧側にも接続される。ＮＰＮトランジスタ１４，１５のベースは、電流制限用のベース抵抗２０，２１を介して、通信手段１２，１３の出力部Ｏｕｔにそれぞれ接続される。
【００２９】
なお、図示を省略しているけれども、通信手段１２，１３は接地を共通にしている。各通信手段１２，１３には、接地の電位を基準に、所定のハイレベルの正電圧を発生する電源が個別または共通に接続される。プルアップ抵抗１８，１９は、このような電源の正電圧側に接続される。したがって、実際のデジタル信号の転送では、少なくとも接地が信号の戻り経路として機能している。
【００３０】
図１のワンワイヤ通信回路１０は、通信線１１の両側の通信手段１２，１３の出力部Ｏｕｔが一方の論理状態であるハイレベルを共に出力しているとき、通信線１１の論理状態もハイレベルとなる。出力部Ｏｕｔがハイレベルであると、ＮＰＮトランジスタ１４，１５の制御部であるベースは順方向にバイアスされ、コレクタ・エミッタ間のスイッチング部は導通状態となって低インピーダンス状態となる。しかしながら、通信線１１もハイレベルであるので、プルアップ抵抗１８，１９およびＮＰＮトランジスタ１４，１５のコレクタ・エミッタ間を通って通信線１１まで流れる電流は少なく、プルアップ抵抗１８，１９での電圧降下も小さくなって、通信手段１２，１３の入力部Ｉｎにはハイレベルが入力される。
【００３１】
一方、たとえば通信手段１２が送信側となって出力部Ｏｕｔに他方の論理状態であるローレベルが出力されると、ＮＰＮトランジスタ１４のベースはハイレベルの通信線１１に接続されるエミッタに対して逆方向の電圧でバイアスされ、コレクタ・エミッタ間は遮断状態となって高インピーダンスとなる。ダイオード１６は順方向にバイアスされて導通状態となり、通信線１１から通信手段１２の出力部Ｏｕｔに電流が流れて、通信線１１の論理状態をローレベルに遷移させる。通信線１１に流れる電流は、他方の通信手段１３側のＮＰＮトランジスタ１５のコレクタ・エミッタ間とプルアップ抵抗１９とを介して、電源の正電圧側から供給される。この電流による電圧降下で、通信手段１３の入力部Ｉｎの論理状態はローレベルとなり。通信手段１３の出力部Ｏｕｔの論理状態がハイレベルであれば、ＮＰＮトランジスタ１５は導通状態を続け、通信線１１と出力部Ｏｕｔとの間のダイオード１７は逆方向にバイアスされて遮断状態を続ける。通信手段１２の出力部Ｏｕｔからハイレベルの論理状態が出力されれば、ＮＰＮトランジスタ１５のコレクタ・エミッタ間が導通状態を続けていても、通信線１１の論理状態がハイレベルとなって、プルアップ抵抗１９およびＮＰＮトランジスタ１５のコレクタ・エミッタ間を流れる電流は少なくなり、通信手段１３の入力部Ｉｎの論理状態はハイレベルとなる。
【００３２】
このようにして、通信手段１３では、出力部Ｏｕｔからハイレベルを出力していれば、通信線１１を介して接続される通信手段１２から送信されるデジタル信号を入力部Ｉｎで受信することができる。同様にして、通信手段１２でも、出力部Ｏｕｔからハイレベルを出力させるようにして、通信手段１３から送信されるデジタル信号を入力部Ｉｎで受信することができる。
【００３３】
なお、通信手段１２，１３の一方の出力部Ｏｕｔがローレベルになり、他方の出力部がハイレベルのときに、ハイレベル側のプルアップ抵抗およびＮＰＮトランジスタ、通信線、ローレベル側のダイオードからローレベル側の出力部Ｏｕｔに電流が流れるけれども、ローレベル側のＮＰＮトランジスタは遮断状態となるのでプルアップ抵抗を介しての電流は流れない。したがって、図６で説明しているような両方のプルアップ抵抗を電流が流れることはなく、消費電力の低減を図ることができる。通信線１１を介して流れる電流は図６と同等に流れるので、耐ノイズ性などでは同等の通信品質を保つことができる。
【００３４】
図２は、図１でＮＰＮトランジスタ１４を使用する理由を示す。入力部ＩｎがローレベルＬｏになる条件の一つは、出力部ＯｕｔＡがハイレベルＨｉかつ出力部ＯｕｔＢがローレベルＬｏとなることである。しかし、出力部Ｏｕｔとして、ＯｕｔＡとＯｕｔＢとは接続されているので、この条件は成立しない。他の条件は、出力部ＯｕｔＡがハイレベルＨｉかつ出力部ＯｕｔＣがローレベルＬｏが成立することであり、このとき入力部ＩｎがローレベルＬｏになる。出力部ＯｕｔＣは、実際には図１に示す通信手段１３の出力部Ｏｕｔである。したがって、通信手段１２が受信側となるときは出力部Ｏｕｔをハイレベルとして、ＯｕｔＡ＝ＯｕｔＢ＝Ｈｉとして、送信側となる通信手段１３の出力部Ｏｕｔからのデジタル信号を、通信線１１およびＮＰＮトランジスタのエミッタ・コレクタ間を通る通信ラインを介し、入力部Ｉｎで受信することができる。相手の通信手段１３の出力部Ｏｕｔがハイレベルのときに、通信線１１を介して、通信手段１２は送信側となって、出力部Ｏｕｔからデジタル信号を送信し、受信側の通信手段１３の入力部Ｉｎに受信させることができる。両方の通信手段１２，１３の出力部Ｏｕｔがローレベルを出力するときは、いわゆる衝突が生じる。衝突が生じるときの対策は、図６や図７のワンワイヤ通信回路で既に考えられているものを利用することができる。
【００３５】
図３は、本発明の実施の他の形態であるワンワイヤ通信回路３０の概略的な電気的構成を示す。本実施形態で、図１の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、通信線１１に比較的抵抗値が大きいプルダウン抵抗３１を接続し、両方の通信手段１２，１３の出力がローレベルのときに、通信線１１が確実にローレベルになるようにしている。プルダウン抵抗３１の抵抗値は、両方の通信手段１２，１３の出力部Ｏｕｔがハイレベルのとき、両方のＮＰＮトランジスタ１４，１５が導通状態となって、プルアップ抵抗１８，１９に電流が流れても、プルダウン抵抗３１で制限されて、プルアップ抵抗１８，１９での電圧降下は小さく、入力部Ｉｎはハイレベルの範囲に留まる程度とする。
【００３６】
図４は、図１または図３の実施形態のワンワイヤ通信回路１０，３０に使用する通信手段１２，１３の内部構成と、実施のさらに他の形態としての動作とを示す。図４（ａ）に示すように、通信手段１２，１３内には通信制御用のマイコン４０などが含まれる。マイコン４０は割り込み処理を起動するための起動入力Ｉｎｔを有する。通信手段１２，１３の入力部Ｉｎは、マイコン４０の割り込み処理起動入力Ｉｎｔに接続する。この接続の途中にバッファなどを介在させることもできる。マイコン４０には、出力ポートＯｕｔも備えられ、通信手段１２，１３の出力部Ｏｕｔに接続される。この接続の途中にも、バッファなどを介在させることができる。図１や図３に示す実施の形態では、通信手段１２，１３の入力部Ｉｎへのローレベルの入力は、マイコン４０での割り込み処理を起動する。前述のように、通信手段１２，１３は自身の出力部Ｏｕｔがローレベルの出力を導出しているときには、入力部Ｉｎをローレベルにはしないので、自分自身の出力部Ｏｕｔがローレベルになっても、割り込み処理を起動して誤動作をしないようにすることができる。したがって、図８（ａ）のようにステップａ４でのＬｏ出力が必ず割り込みを発生することはなく、図８（ｂ）のステップｂ１での判断は不要で、割り込みが発生されれば受信処理のみを行うようにすればよい。
【００３７】
図４（ｂ）は、図４（ａ）のマイコン４０による出力部Ｏｕｔの制御で、さらに省電力のパワーセーブを実現する実施形態を示す。通信手段１２，１３が受信側となって出力部Ｏｕｔからハイレベルを出力していると、通信線１１の信号が相手側の通信手段１２，１３からの出力で時刻ｔ０からローレベルに変化する場合を想定する。受信側の通信手段１２，１３での受信処理は時刻ｔ１までに可能であれば、時刻ｔ１以降は出力部Ｏｕｔをローレベルに変化させ、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間は受信側のプルアップ抵抗に電流を流さないようにして、パワーセーブを実現することができる。時刻ｔ１以降も受信側の出力部Ｏｕｔをハイレベルにしておくと、受信側のＮＰＮトランジスタは導通状態を続け、受信側のプルアップ抵抗およびＮＰＮトランジスタから通信線を介して送信側の出力部Ｏｕｔに電流が流れ続ける。時刻ｔ１に受信側の出力部Ｏｕｔをローレベルに変化させれば、受信側のＮＰＮトランジスタを遮断状態にして、この電流を遮断することができる。時刻ｔ２までは、送信側は出力部Ｏｕｔがローレベルであるので、送信側のＮＰＮトランジスタは遮断状態であり、したがって時刻ｔ１以降時刻ｔ２まで、パワーセーブ状態を続けることができる。時刻ｔ２で送信側の出力部Ｏｕｔがハイレベルとなるので、受信側の出力部Ｏｕｔもハイレベルに戻せば、次に送信側が出力をローレベルにする時刻ｔ１０まで、電流がほとんど流れない状態を継続することができる。
【００３８】
図５は、本発明の実施のさらに他の形態としてのワンワイヤ通信回路５０の概略的な電気的構成を示す。本実施形態で、図１または図３の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。単一の通信線１１を介して接続される通信手段５１，５２は、ＮＰＮトランジスタ１４，１５と、ダイオード１６，１７と、操作スイッチ５３，５４と、第１の表示負荷５５，５６と、第２の表示負荷５７，５８と、バイアス抵抗５９，６０とをそれぞれ含む。第１の表示負荷５５，５６や第２の表示負荷５７，５８は、音で表示を行うベルやブザー、または光で表示を行うランプや発光ダイオード（ＬＥＤ）で実現される。
【００３９】
ＮＰＮトランジスタ１４，１５のコレクタと電源の正電圧側との間に第１の表示負荷５５，５６がそれぞれ接続され、ベースと正電圧側との間にはバイアス抵抗５９，６０がそれぞれ接続される。ＮＰＮトランジスタ１４，１５のエミッタ間が通信線１１で接続され、エミッタと接地との間に、ダイオード１６，１７、第２の表示負荷５７，５８および操作スイッチ５３，５４がそれぞれ接続される。ダイオード１６，１７および第２の表示負荷５７，５８の直列回路は、操作スイッチ５３，５４の一端にそれぞれ接続され、この接続部は、ＮＰＮトランジスタ１４，１５のベースにも接続される。操作スイッチ５３，５４の他端は接地される。
【００４０】
両方の操作スイッチ５３，５４をＯＦＦにしていると、ＮＰＮトランジスタ１４，１５のベースには電源の正電圧側からバイアス抵抗５９，６０を介して順方向のバイアス電圧が印加されて導通状態となる。しかし、エミッタ側と接地との間は遮断されているので、第１の表示負荷５５，５６および第２の表示負荷５７，５８には電流は流れず、表示は行われない。一方、たとえば通信手段５１側の操作スイッチ５３をＯＦＦからＯＮに操作すると、通信手段５１側のＮＰＮトランジスタのベースは接地されて遮断状態となるけれども、通信線１１を介してダイオード１６および第２の表示負荷５７が通信線１１を介して接続されている通信手段５２側ではＮＰＮトランジスタ１５が導通状態を続けているので、電源の正電圧側から第１の表示負荷５６およびＮＰＮトランジスタ１５のコレクタ・エミッタ間を介して電流が流れ、操作スイッチ５３から接地に至る。この電流によって、通信手段５２側の第１の表示負荷５６と通信手段５１側の第２の表示負荷５７での表示が行われる。第２の表示負荷５７での表示で、通信線１１を介する相手側の通信手段５２の第１の表示負荷５６で表示が行われることを確認することができる。
【００４１】
相手側の通信手段５２で操作スイッチ５４を操作してＯＦＦからＯＮに操作すると、ＮＰＮトランジスタ１５のベースが接地されて、ＮＰＮトランジスタ１５は遮断状態となり、第１の表示負荷５６、ＮＰＮトランジスタ１５のコレクタ・エミッタ間、通信線１１、ダイオード１６、第２の表示負荷５７および操作スイッチ５３間を流れる電流経路も遮断され、第１の表示負荷５６の表示が停止するとともに、第２の表示負荷５７での表示も停止して、相手側の通信手段５２での表示が停止されていることを確認することができる。
【００４２】
両方の操作スイッチ５３，５４がともにＯＮとなっているときは、第１の表示負荷５５，５６および第２の表示負荷５７，５８はすべて表示を停止している。この状態で、通信手段５１側の操作スイッチ５３をＯＦＦに操作すると、ＮＰＮトランジスタ１４のベースは順方向にバイアスされて導通状態となり、電源の正電圧側から第１の表示負荷５５、ＮＰＮトランジスタ１４のコレクタ・エミッタ間、通信線１１、ダイオード１７、第２の表示負荷５８およびＯＮ状態の操作スイッチ５４を介して接地に電流が流れ、第１の表示負荷５５および第２の表示負荷５８で表示が行われる。さらに操作スイッチ５４をＯＮからＯＦＦに操作すると、第１の表示負荷５５，５６および第２の表示負荷５７，５８の全部で表示を停止する。
【００４３】
本実施形態のワンワイヤ通信回路５０は、第１の表示負荷５５，５６としてベルやブザーを使用する呼びリン型で合図を送るような通信を行うことができる。また、第１の表示負荷５５，５６として、照明などを行うようにすれば、離れた位置で、照明をＯＮ／ＯＦＦすることができる。操作スイッチ５３，５４の操作状態のみでは第１の表示負荷５５，５６の表示状態を直接確認することができなくても、第２の表示負荷５７，５８で確認することができる。
【００４４】
以上の各実施の形態の説明では、単一の通信線１１の両側に通信手段１２，１３；５１、５２が設けられているけれども、単一の通信線１１に３以上の通信手段を接続することもできる。３以上の通信手段を接続する場合でも、自分自身の出力で誤動作をすることの防止と、自分自身に流れる電流の低減による省電力の効果とを同様に得ることができる。
【００４５】
また、スイッチング素子としてＮＰＮ型のバイポーラトランジスタを使用しているけれども、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴなど、他のスイッチング素子を使用することもできる。さらに、正電圧側をハイレベルとしているけれども、電圧の極性は、たとえば負電圧側をハイレベルにするように、必要に応じて変更することができる。極性を変更する場合は、スイッチング素子の導電形式を極性に併せて、たとえばＰＮＰ型バイポーラトランジスタやｐチャネルＭＯＳＦＥＴなどに変更すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の一形態であるワンワイヤ通信回路１０の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１の通信手段１２でＮＰＮトランジスタ１４を使用する理由を示す電気回路図である。
【図３】本発明の実施の他の形態であるワンワイヤ通信回路３０の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図４】図１および図３に示す通信手段１２，１３の内部構成を示すブロック図、および本発明の実施のさらに他の形態としての動作を示す波形図である。
【図５】本発明の実施のさらに他の形態としてのワンワイヤ通信回路５０の概略的な電気的構成を示す電気回路図である。
【図６】従来からのワンワイヤ通信回路の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図７】従来からの他のワンワイヤ通信回路の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図８】図６のワンワイヤ通信回路での送信処理および割り込み処理の概略的な手順をそれぞれ示すフローチャートである。
【図９】図６のワンワイヤ通信回路での他の送信処理の概略的な手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１０，３０，５０  ワンワイヤ通信回路
１１  通信線
１２，１３，５１，５２  通信手段
１４，１５  ＮＰＮトランジスタ
１６，１７  ダイオード
１８，１９  プルアップ抵抗
３１  プルダウン抵抗
４０  マイコン
５３，５４  操作スイッチ
５５，５６  第１の表示負荷
５７，５８  第２の表示負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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