JPH01209812A - 絶縁型入出力回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ フォトカプラを用いた絶縁型入出力回路に関し、外部と
の接続構成が簡単でソフト的に制御可能な高いフレキシ
ビリティを得ることを目的とし、出力ドライバ回路によ
り駆動されて外部に受光信号を出力する出力フォトカプ
ラと、外部信号により駆動されて入力レシーバ回路に受
光信号を出力する入力フォトカプラを有し、出力フォト
カプラの受光素子と入力フォトカプラの発光素子を外部
コネクタの端子間に直列接続する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、フォトカプラを用いた絶縁型入出力回路に関
する。

ネットワークを介して相互接続される例えばＦ　、Ａパ
ソコンシステム等にあっては、ＦＡパソコンの外部イン
タフェースにフォトカプラを用いた絶縁型の入出力回路
を設けており、ネットワークを介して接続される他のユ
ニットとの間のアイソレーションを取ることで信号形態
が異なっても容易に相互接続できるようにしている。

［従来の技術］ このようなフォトカプラを用いた絶縁型入出力回路とし
ては、例えば第５図に示すものが知られている。

第５図において、１０は出力ドライバ回路、２０は入力
レシーバ回路である。

出力ドライバ回路１０の出力は出カフＡトカプラ１６に
与えられ、ドライバ出力により発光ダイオード１２ａを
発光駆動し、フォトトランジスタ１４ａからの受光信号
を外部コネクタ２６に出力する。

また外部コネクタ２６から入力した外部からの信号は入
力フォトカプラ２４の発光ダイオード１８ａを発光駆動
し、フォトトランジスタ２２ａの受光信号を入力レシー
バ回路２０に出力する。

この出力フォトカプラ１６及び入力フォトカプラ２４に
よって外部装置とのアイソレーション（絶縁分＠）をと
ることができ、信号形態に相違があっても相互に影響を
及ぼすことなく外部装置との間で信号送受を行なうこと
ができる。

［課題を解決するための手段］ しかしながら、このような従来の絶縁型入出力回路にあ
っては、出力フォトカプラを備えた出力ドライバ系統と
、入力フォトカプラを備えた入力レシーバ系統とが独立
した回路として固定的に設けられていたため、外部コネ
クタのピン数が増加すると共に伯のユニットとの間に入
出力専用の信号回線が必要となり、また回路機能が固定
的に決っているためにソウトウエアによる制御が介入す
る余地がなく、その分だけフレキシビリティに欠ける問
題があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、外部との接続構成が簡単でソフト的に制御可能な
フレキシビリティの高い絶縁型入出力回路を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。

第１図において、本発明の絶縁型入出力回路は、出力ド
ライバ回路１０により駆動される発光素子１２と該発光
素子１２の光を受光して外部に出力する受光素子１４を
備えた出力フォトカプラ１６と、外部からの入力信号で
駆動される発光素子１８と該発光素子１８の光を受光し
て入力レシーバ回路２０に出力する受光素子２２を備え
た入力フォトカプラ２４とを有し、出力フォトカプラ１
６の受光素子１４と入力フォトカプラ２４の発光素子１
８を外部コネクタ２６の端子間に直列接続したものであ
る。

ここで、入力フォトカプラ２４による外部信号の受信時
には、出力ドライバ回路１０は出力フォトカプラ１６の
発光素子１２を常時発光駆動させる。

また出力ドライバ回路１０による出力フォトカプラ１６
の駆動時には、入力フォトカプラ２４の受光素子２２よ
り受光出力が同時に得られることから、この時の受光出
力を入力レシーバ回路２０でモニタすることができる。

［作用］ このような本発明の絶縁型入出力回路によれば、フォト
カプラを備えた出力ドライバ系統と入力レシーバ系統と
を外部コネクタの同一コネクタピンに接続できるように
一体化でき、外部装置との接続構成を簡単にすることが
できる。

また出力ドライバ又は入力レシーバとしての回路機能は
ソフト的な制御で切替られ、特に出力ドライバとして機
能させた時には、入力フォトカプラからの受光出力のモ
ニタにより正しく信号出力が行なわれているか否をソフ
ト的に監視でき、出カエラーの発生に有効に対処するこ
とができる。

［実施例］ 第２図はＦＡパソコン等の外部インターフェースを例に
とって本発明の一実施例を示した実施例構成図である。

第２図において、１０ａは出力ドライバ回路としての機
能を備えたフォトドライバであり、フォトドライバ１０
ａの出力側には出力フォトカプラ１６が設けられる。即
ち、出力フォトカプラ１６は発光ダイオード１２ａとフ
ォトトランジスタ１４ａを備え、発光ダイオード１２ａ
のアノード側を抵抗Ｒ１を介して電源子ＶＣに接続する
と共に、カソード側をフォトドライバ１０ａに接続して
おり、フォトドライバ１０ａの出力ｒＯＪのとき発光ダ
イオード１２ａに電流が流れて発光駆動される。

一方、２０ａは入力レシーバ回路としての機能を備えた
フォトレシーバであり、フォトレシーバ２０ａの入力側
には入力フォトカプラ２４が設けられる。入力フォトカ
プラ２４は外部信号により発光駆動される発光ダイオー
ド１８ａとフォトトランジスタ２２ａを有し、フォトト
ランジスタ２２ａのコレクタはフォトドライバ２０ａに
入力接続されると共に、抵抗Ｒ２を介して電源電圧ＶＣ
にプルアップされており、コレクタは接地接続されてい
る。

このような出力フォトカプラ１６と入力フォトカプラ２
４について、入力フォトカプラ２４に設けた発光ダイオ
ード１８ａと出カフｔトカプラ１６に設けたフォトトラ
ンジスタ１４ａとを直列接続して外部コネクタ２６のコ
ネクタピン２６ａと２６ｂの間に接続している。

このような出力フォトカプラ１６と入力フォトカプラ２
４を備えた絶縁型の入出力回路に対し、外部コネクタ２
６を介して接続される外部装置との間で信号の入出力制
御を行なうため、アドレスデコーダ２８ａと続出書込制
御を行なうＲ／Ｗ制御部２８ｂを備えた制御ユニット２
８、バスアダプタ３０及びライトレジスタ３２が設けら
れる。

制御ユニット２８に対してはマイクロプロセッサ等より
アドレス及びＲ／Ｗ制御信号が与えられる。

制御ユニット２８は外部装置に対しデータを送出する続
出し時にあっては、Ｒ／Ｗ制御部２８ｂによる読出制御
信号の解読でバスアダプタ３０及びライトレジスタ３２
を起動し、バスアダプタ３０を介して得られるデータ及
び制御ユニット２８のアドレスデコーダ２８ａにより解
読して得られるアドレスデータをそれぞれライトレジス
タ３２に書込み、クロックパルスに同期してライトレジ
スタ３２に格納したデータをビット毎に順次出力するこ
とでシリアルデータに変換してフォトドライバ１０ａに
出力する。

一方、外部装置からの信号を入力してマイクロプロセッ
サ等に取込む書込時にあっては、制御ユニット２８のＲ
／Ｗ制御部２８ｂで書込み制御信号を解読してフォトレ
シーバ２０ａを動作状態とし、このフォトレシーバ２０
ａの動作状態で入力フォトカプラ２４を介して得られる
受信データをバスアダプタ３０を経由して取込むように
なる。

更に、ライトレジスタ３２に格納した続出データをシリ
アルデータに変換してフォトドライバ１Ｑａにより出力
フォトカプラ１６を介して外部に出力する際に、制御ユ
ニット２８はフォトレシーバ２０ａを動作状態とし、出
力データに基づく出カフＡトカプラ１６の駆動で入力フ
ォトカプラ２４のフォトトランジスタ２２ａから得られ
る受光出力をフォトレシーバ２０ａよりバスアダプタ３
０を介してプロセッサ側に取込み、出力フォトカプラ１
６の駆動により正しい出力データが送出されたか否かを
プロセッサ側でモニタすることができる。

更に、入力フォトカプラ２４を介して外部からの信号を
入力する際には、制御ユニット２８はライトレジスタ３
２の出力をフォトドライバ１０ａによって出力フォトカ
プラ１６の発光ダイオード１２ａを常時オンさせる出力
状態に制御する。

次に、第２図の実施例における出力ドライバとして機能
するときの動作と入力レシーバとして機能するときの動
作を第３，４図を参照して説明する。

第３図は第２図の実施例１こ、おいて出力ドライバとし
て機能するときの動作説明図であり、第２図の実施例に
設けた出力フォトカプラ１６及び入力フォトカプラ２４
に対する外部装置の入力回路部の接続状態を取り出して
示している。

第３図において、１００は第２図に示した本発明の絶縁
型入出力回路を僅えたユニットであり、このユニット１
００に対し信号線５０ａ、５０ｂによって外部装置とし
ての他のユニット２００が接続される。このときユニッ
ト１００は出力ドライバとして動作して外部装置として
のユニット２００に信号を出力することから、ユニット
２００には発光ダイオード３６とフォトトランジスタ３
８を備えた入力フォトカプラ３４が設けられる。

このようなユニット１００と２００の接続状態でユニッ
ト１００の出力フォトカプラ１６の発光ダイオード１２
ａに対しては、第２図に示すようにライトレジスタ３２
に格納された出力データがシリアル変換されてフォトド
ライバ１０ａに供給され、フォトドライバ１０ａの出力
「０」で出力フォトカプラ１６の発光ダイオード１２ａ
が発光駆動され、発光ダイオード１２ａの発光駆動によ
る光を受けてフォトトランジスタ１４ａがオンし、フォ
トトランジスタ１４ａのオンによりユニット２００の電
源＋ＶＣより発光ダイオード３６、信＠線５０ａ、ユニ
ット１００の発光ダイオード１８ａ、フォトトランジス
タ１４ａ、更に信号線５Ｑｂとなる経路で電流が流れ、
ユニット２００の発光ダイオード３６が発光駆動されフ
ォトトランジスタ３８の受光出力としてユニット１００
より出力されたデータを受信することができる。

このときユニット１００の入カフオドカブラ２４の発光
ダイオード１８ａが出力フォトカプラ１６の駆動で同時
に発光駆動され、入カフオドカブラ２４のフォトトラン
ジスタ２２ａより出力データに一致する受光出力が得ら
れることから、ユニット１００側、即ち第２図のフォト
レシーバ２０ａの出力信号をバスアダプタ３０を介して
プロセッサ側に取込むことで、ユニット２００に対し正
しくデータ出力が行なわれたか否かをモニタ（エラーチ
エツク）することができる。

第４図は第２１図の実施例に示した絶縁型入出力回路を
備えたユニット１００側を入力レシーバとして機能させ
たときの外部装置としてのユニット２００との接続状態
を示した動作説明図である。

この場合、外部装置としてのユニット２００からユニッ
ト１００に対しデータ出力が行なわれることから、信号
線５０ａ側を抵抗を介して電源電圧＋Ｖｃに接続し、信
号線５０ｂ側に発光ダイオード４２とフォトトランジス
タ４４を備えた出力フォトカプラ４０を接続している。

このように外部装置としてのユニット２００から出力さ
れたデータをユニット１００で受信する入力レシーバと
しての動作状態にあっては、出力フォトカプラ１６の発
光ダイオード１２ａは第２図に示したライトレジスタ３
２に対するフォトドライバ１０ａを常時動作状態とする
データの格納で継続した発光駆動状態におかれ、このた
め出力フォトカプラ１６のフォトトランジスタ１４ａが
常時オンし、信号線５０ａ、５０ｂを介して接続したユ
ニット１００と２００間の間に回線ループを形成させて
いる。

このような出力フォトカプラ１６のフォトトランジスタ
１４ａのオン状態で外部装置としてのユニット２００の
出力フォトカプラの駆動、即ち発光ダイオード４０の発
光駆動でフォトトランジスタ４２がオンすると、ユニッ
ト２００の電源電圧＋ＶＣ１信号線５０ａ１ユニット１
００の発光ダイオード１８ａ、フォトトランジスタ１４
ａ、信号線５０ｂ、更にユニット２００のフォトトラン
ジスタ４２となる経路で電流が流れ、ユニット１００の
発光ダイオード１８ａの発光駆動によりフォトトランジ
スタ２２ａよりユニット２００から送出されたデータに
応じた受光信号が得られる。

尚、第３，４図の動作説明にあっては、ユニット１００
側に第２図に示した本発明の絶縁型入出力回路を設けた
場合を例にとるものであったが、ユニット２００側にも
同じ本考案の絶縁型入出力回路を設けるようにしてもよ
く、このようにユニット１００と２００のそれぞれに本
発明の絶縁型入出力回路を設けた場合には、上記の動作
説明から明らかなように、送信側のユニットの入出力回
路を第３図に示したように出力ドライバとして機能させ
、同時に受信側のユニットの入出力回路を第４図に示し
たように入力レシーバとして機能させればよい。

また、上記の実施例にあっては、入出力フォトカプラ１
６．２４の受光素子としてフォトトランジスタを例にと
るものであったが、フォトダイオードを使用してもよい
ことは勿論である。

［発明の効果コ 以上説明してきたように本発明によれば、入力フォトカ
プラと出力フォトカプラの外部コネクタ側を共通化する
ことで２本のコネクタピン及び信号線をもって外部装置
と接続できるため、外部装置との接続構成が簡単となり
、また出力ドライバ及び入力レシーバとしての回路機能
をソフト的に選択Ｌ制御できるため回路構成がシンプル
となり、更に出力ドライバとして機能さけたときに入力
フォトカプラを利用してＦ！！！カデータをモニタでき
、エラー発生にソフト的な処理により有効に対処するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図： 第２図は本発明の実施例構成図： 第３図は出力ドライバとして機能させた時の動作説明図
： 第４図は入力レシーバとして機能させた時の動作説明図
： 第５図は従来技術の説明図である。 図中、 １０：出力ドライバ回路 １０ａ：フォトドライバ １２．１８：発光素子 １２ａ、１８ａ、３６．４２　：発光ダイオード１４．
２２：受光素子 １４ａ、２２ａ、３８．４４　：フォトトランジスタ１
６．４０：出力フォトカプラ ２０：入力レシーバ回路 ２０ａ：フォトレシーバ ２４．３４：入力フォトカプラ ２６：外部コネクタ ２６ａ、２６ｂ：：Ｉネクタピン ２８二制御ユニツト ２８ａニアドレスデコーダ ２８ｂ：Ｒ／Ｗ制御部 ３０：バスアダプタ ３２ニライトレジスタ ５Ｑａ、５Ｑｂ：信号線 １００．２００：ユニット オ（４乙ｅ月小力艮玉里４ジし口月図 第１図 ＊ｎ）’ライハ゛Ｕ馳へ更力４手ｊｊＬロ月図第３図 入力レシーハ゛ｅをｉｎ忰占Ｌｅ川辺 第４図 りＬ＝Ｊｉ乏イボシき骨、ヨ月図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）出力ドライバ回路（１０）により駆動される発光
   素子（１２）と該発光素子（１２）の光を受光して外部
   に出力する受光素子（１４）とを備えた出力フォトカプ
   ラ（１６）と、外部からの入力信号で駆動される発光素
   子（１８）と該発光素子（１８）の光を受光して入力レ
   シーバ回路（２０）に出力する受光素子（２２）を備え
   た入力フォトカプラ（２４）とを有し、 前記出力フォトカプラ（１６）の受光素子（１４）と前
   記入力フォトカプラ（２４）の発光素子（１８）を外部
   コネクタ（２６）の端子間に直列接続し、前記入力フォ
   トカプラ（２４）による外部信号の受信時に、前記出力
   ドライバ回路（１０）により出力フォトカプラ（１６）
   の発光素子（１２）を常時発光駆動させ、 前記出力ドライバ回路（１０）による出力フォトカプラ
   （１６）の駆動時に、前記入力フォトカプラ（２４）か
   ら得られる受光信号を入力レシーバ回路（２０）でモニ
   タすることを特徴とする絶縁型入出力回路。