JPH0681165B2 - 光通信における通信制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光通信における通信制御方法に関し、特に光素
子を用いた光リモートコントロール装置における通信制
御方法に関するものである。

〔従来技術〕

従来、一般の通信制御方法には非同期式、同期式及びHD
LC/SDLC等のシリアル通信制御方法が採用されている
が、これらの通信制御方法は、共通の送受信クロックを
通信制御用LSIに供与し、これら送受信クロックと共に
送信及び受信データを得ている。

上記非同期式の通信データは、第７図に示すように、ス
タート・ビット201、データ・ビット202、パリティ・ビ
ット203、ストップ・ビット204の４個のブロックで構成
されており、同期式の通信データは第８図に示すように
シンク・キャラクタ211及び212が１個ないし２個、デー
タ・キャラクタ213の３個のブロックで構成されてお
り、更にHDLC/SDLCは第９図に示すようにオープニング
・フラグ（Ｆ）221、アドレス・フィールド（Ａ）222、
コントロール・フィールド（Ｃ）223、インフォーショ
ン・フィールド（Ｉ）224、フレーム・チェック・シー
ケンス（FCS）225、クロージング・フラグ（Ｆ）226の
６個のブロックから構成される。

第10図は上記通信制御方法の送信及び受信データと送受
信クロックとの波形及び位相関係を示す図である。送信
データTxD及び受信データRxDと送信クロックTxC及び受
信クロックRxCとの波形位相関係は、一般に同図に示す
ように送信データTxD及び受信データRxDの略中央付近で
送信クロックTxC及び受信クロックRxCが立上りまたは立
下り、送信データTxD及び受信データRxDをサンプリング
する形式が用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような通信制御方式を光通信、特に光リモートコ
ントロール装置等に適用させる場合、光素子はその最大
の特徴として、距離dcmで得られる放射照度Ｅ（actua
l）が下記式（１）に示す如く放射強度Ｉ_Ｅ（mW/sr）を
距離ｄの２乗で割ったものに等しくなる。

Ｅ（actual）≒Ｉ_Ｅ/d²（mW/cm） ……（１） 上記式（１）は、光素子は距離dcmの２乗に反比例して
放射照度Ｅ（actual）が低下する事を示しており、一般
の通信制御方法で用いるパルス・コード化された信号を
出力しても、送信器と受信器との距離との関係により、
第11図の（ｂ），（ｃ）示す如く受信器側で得られるパ
ルス・コードの幅が変化するため、共通の送受信クロッ
クを用いても受信器側では受信エラーが発生するという
問題点があった。

また、特開昭60−24750号公報に開示されるように、伝
送データ信号“1"又は“0"に対応して送信（又は受信）
パルスの数を変える方法、即ち任意のタイムスロット内
で、例えば信号“1"が２個のパルス、信号“0"が１個の
パルスとし、送信（又は受信）パルスの最後に３個のパ
ルスを１走査終了信号として送信（又は受信）する方法
もある。

しかしながら光通信において、受光素子の受光感度条件
は、受信感度で定義されるが送出側と受光側の距離が長
くなると第12図に示すように異常パルスEPによる誤検出
をすることがあり得る。この際、上記方法のようにパル
ス数だけに着眼すると基準パルスと信号“1"及び信号
“0"との判断ができないという欠点がある。特に上記方
法では、データの信頼性を向上させるための１走査終了
信号だけがデータの信頼性の歯止めであり、十分と言え
ない。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、光素子を用
いたシリアル通信制御において、光の放射強度に影響を
受けることのない光通信における通信制御方法を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明は、任意の周期で発生
する基準パルス信号と次回の基準パルス信号との間に、
信号が有るか無いかで信号“1"及び“0"を定義する光素
子を用いたシリアル通信制御において、信号の有無を判
断するのに、フリー・ラン・カウンタを用いて基準パル
スと信号パルス及び基準パルスとの各々時間間隔の測定
値の大小により、信号“1"及び“0"を判断するようにし
た。

〔作用〕

上記の如く基準パルスと信号パルス及び基準パルスと基
準パルスとの各々の時間間隔の測定値の大小により、信
号“1"及び“0"を判断するから、光素子を用いたシリア
ル通信制御において光の放射強度の影響を受けることな
く信号“1"及び“0"の判断を正確にすることが可能にな
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明に係る通信制
御方法を適用する光通信における送信器及び受信器のシ
ステム構成を示すブロック図である。

第１図（ａ）において、１は通信制御を実行する中央処
理ユニット（CPU）、２はは通信制御プログラム及び制
御定数等を格納するリード・オンリ・メモリ（ROM）、
３は前記中央処理ユニット１が通信制御を実行するのに
必要な制御データを記憶するランダム・アクセス・メモ
リ（RAM）である。４はディジタル入出力ポートで、該
ディジタル入出力ポート４は、パルスコード設定部５に
より設定されたパルスコードを入力する入力部と出力駆
動部７へ出力信号を与える出力部とから構成される。６
は前記中央処理ユニット１へ任意の周期で割込みをかけ
る割込み信号を発生するタイマ部であり、本実施例では
4ms毎に割り込み信号を発生するものとする。８は送信
パルスコードを出力する光素子であり、本実施例におい
ては赤外線光素子を用いるものとする。９は共通バスで
あり、前記中央処理ユニット１は該共通バス９に制御デ
ータ信号を入出力して、周辺回路との制御及びデータの
受け渡しを行なう。10は電源部であり、送信器を構成す
る各回路に安定した電源電圧を供給する。11は押ボタン
スイッチ回路であり、該押ボタンスイッチ回路11の押ボ
タンを押圧することにより、送信信号を送出するトリガ
信号が出力される。

第１図（ｂ）において、21は中央処理ユニット（CP
U）、22はリード・オンリ・メモリ、23はランダム・ア
クセス・メモリ、24はディジタル入出力ポート、25はパ
ルスコード設定部、26はタイマ部であり、本実施例では
該タイマ部26は1ms毎に割込み信号を発生する。27は出
力駆動部、28は受光素子であり、本実施例では該受光素
子28としてホトトランジスタを用いる。29は共通バス、
30は電源部、31は信号増幅部であり、受光素子28にて受
信した微弱な信号を中央処理ユニット21が取り扱えるレ
ベルの信号に増幅する回路である。

第２図は、光通信における通信制御を実行するするため
に用いる信号波形図である。同図において、基準パルス
BPは、第１図（ａ）のタイマ部６が発する任意の周期の
割り込み信号で、前記（１）式で示す装置として必要な
放射パルス信号である。本実施例では例えば周期を4ms
とし、パルス幅を200μｓとしたパルス信号である。

本通信制御方法におけるパルス信号“1"は、第２図の基
準パルスBPと次の基準パルスBPの中央付近（本実施例で
は2msの位置）において、パルス信号が有る状態（同図
ａの状態）を示し、この状態を信号“1"と定義し、反対
にパルス信号が無い状態（（同図ｂの状態）を信号“0"
と定義する。信号“1"のパルス幅は、前記基準パルスBP
のパルス幅に準拠するものとする。また、第２図は時間
ｔをかけて左から右へパルス信号を発生している様子を
示しており、２進数01001で示される５ビットのシリア
ル送信を実施している信号波形である。以下、本実施例
の通信制御方法について説明する。

第３図はメイン処理の流れを示すフローチャートであ
る。同図において、ステップ101ではシステムが動作す
るのに必要なハードウェア上の初期設定及びソフトウェ
ア上の初期設定を行ない、続いてステップ102におい
て、後述の外部割込み処理にて送出されてくる信号を受
信終了したことを知らせるフラグの判定を行なう。ここ
で受信終了したら、ステップ103では第１図（ｂ）に示
す受信器のパルスコード設定部25における設定情報と受
信信号の比較判断を行ない、受信コードエラーか否かを
判断する。前記ステップ103で受信が正規の場合、ステ
ップ104において、受信器の出力動作を行なわせる正規
処理を実行し、前記ステップ103において、受信信号が
が正規でない場合は、ステップ105で受信が正規でない
場合のエラー処理を実行する。次にステップ106におい
て、後述の外部割込みによりセットされたフラグを、ク
リアし次回の受信信号を入力させる準備を行なう。前記
ステップ102において受信が終了しない場合、ステップ1
07において後述の受信信号終了がセットされるまでの
間、ステップ104及びステップ105にて出力された出力に
対して動作を実行させる。

第４図はタイマ処理のながれを示すフローチャートであ
る。タイマ処理は第１図（ｂ）の中央処理ユニット21が
任意の設定時間毎に同期して実行する処理であり、例え
ば本実施例においては1ms毎に中央処理ユニット21に時
間経過を伝えるものである。ステップ111においては1ms
毎に発生するタイマ割込みを利用してソフトウエアにお
いてカウンタを構成し、その構成されたソフト・カウン
タを減算し（−１）するカウンタ・ダウン処理を実行
し、続いて、ステップ112において、第１図（ｂ）のパ
ルスコード設定部25よりパルス・コードを入力するパル
ス設定コード入力処理を実行する。

第５図は外部割込み処理のながれを示すフローチャート
である。外部割込み処理は、受信器が受信信号を入力す
るたびに、第１図（ｂ）の中央処理ユニット21に割込み
信号を発生し、第２図の信号波形図における基準パルス
BPと信号パルス“1"とを判断し、受信した信号をシリア
ル・バッファに格納して、受信終了を知らせるフラグを
セットする処理である。ステップ121において、受信信
号の最初のビットが否かを検出するスタートビット検出
処理を実行し、ステップ122においては、前記ステップ1
21により受信信号がスタートビットか否か判定し、スタ
ートビットならば次のステップ123にて、前記タイマ処
理内において、カウント・アップするカウンタを読み取
る。

本実施例では前記カウンタは、HEX値にて０からＦまで
カウント・アップし、再び戻るカウントを行い、この動
作を無限に繰り返すカウントを行なうカウンタでフリー
・ラン・カウンタと称し、FRCと略して表わすものとす
る。

ステップ124において、前記ステップ123以外の外部割込
み毎に、今回の外部割込み処理の時のFRC（ｉ）のHEX値
と、前回の外部割込み時のFRC（ｉ−１）のHEX値との差
分値は|FRC|にて表わすと、下記式（２）の如くなる。

|FRC|＝FRC（ｉ）−FRC（ｉ−１） ……（２） 上記式（２）において、|FRC|は、外部割込みが発生す
るのに要した時間を表わしており、本実施例において
は、基準パルスBPの周期を4ms、基準パルスBPから信号
“1"までの周期2msという設定条件より、基準パルスBP
から次の基準パルスまで信号がない状態、つまり信号
“0"の時は下式（３）の如く |FRC|＞３ ……（３） となり、上記式（３）を用いて信号“1"か“0"かを判定
できることを示している。

ステップ124において、|FRC|＞３であったら次にステッ
プ125でFRCの更新処理を実行し、ステップ126において
受信信号入力処理を実行する。前記ステップ124におい
て、|RFC|＞３でなかったらステップ126の受信信号入力
処理を実行する。次にステップ127で基準パルスBPか否
かの判断を行ない、基準パルスBPであったらシリアルブ
ァッファをライトし、ステップ129で受信終了か否かを
判断し、受信終了ならば受信終了フラグをセットする。

上記第３図のメイン処理、第４図に示すタイマ処理、第
５図に示す外部割込み処理は第１図（ｂ）のリード・オ
ンリ・メモリ22に格納されたこれらの処理をするプログ
ラムを実行することにより行なう。

第６図は本実施例の動作を示すタイミングチャートであ
り、上記式（２）及び（３）の説明をおこなう。同図に
おいて、（ｉ）は信号“0"判断を行なう場合であり、基
準パルス１で割込みが発生した時のFRC（ｉ）が1HEXで
ある時、上記式（２）より|RFC|は4HEXとなり、上記式
（３）の条件を満足するので、信号“0"と判断する。同
図（ii）は信号“1"を行なう場合であり、前記の如く基
準パルス１のFRC値がDHEX、信号“1"の時のFRC値がFHEX
であれば、|FRC|は2HEXとなり、上記式（３）より信号
“1"と判断する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によればフリー・ランカウン
タを用いて基準パルス信号と信号パルス及び基準パルス
と基準パルスとの各々の時間間隔を測定し、信号を該測
定値が所定の値以下の場合は信号“1"と判断し、該所定
の値を超える場合は信号“0"と判断するので、光の放射
強度の影響を受けることがなく信号“1"及び“0"の判断
を正確にできるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び同図（ｂ）はそれぞれ本発明に係る通
信制御方法を適用する光通信における送信器及び受信器
のシステム構成を示すブロック図、第２図は光通信にお
ける通信制御を実行するするために用いる信号波形図、
第３図はメイン処理の流れを示すフローチャート、第４
図はタイマ処理のながれを示すフローチャート、第５図
は外部割込み処理のながれを示すフローチャート、第６
図は本実施例の動作を示すタイミングチャート、第７図
は非同期通信方式のデータブロック図、第８図は同期通
信方式のデータブロック図、第９図はSDLC通信方式のデ
ータブロック図、第10図は送信及び受信データと送受信
クロックとの波形位相図、第11図は一般の通信制御方式
を用いて光素子にて送信及び受信を行なった時の波形位
相図、第12図は従来の光通信例における通信制御の信号
波形図である。 図中、１……中央処理ユニット、２……リード・オン・
メモリ、３……ランダム・アクセス・メモリ、４……デ
ィジタル入出力ポート、５……パルスコード設定部、６
……タイマ部、７……出力駆動部、８……光素子、９…
…共通バス、10……電源部、11……押ボタンスイッチ回
路、21……中央処理ユニット、22……リード・オンリ・
メモリ、23……ランダム・アクセス・メモリ、24……デ
ィジタル入出力ポート、25……パルスコード設定部、26
……タイマ部、27……出力駆動部、28……受光素子、29
……共通バス、30……電源部、31……信号増幅部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光素子を用いたシリアル通信制御であっ
   て、任意の周期で発する基準パルス信号と次回の基準パ
   ルス信号との間に信号パルスが有るか無いかで信号“1"
   及び“0"を定義する光通信における通信制御方法におい
   て、 フリー・ランカウンタを用いて基準パルス信号と信号パ
   ルス及び基準パルスと基準パルスとの各々の時間間隔を
   測定し、前記信号を該測定値が所定の値以下の場合は信
   号“1"と判断し、該所定の値を超える場合は信号“0"と
   判断することを特徴とする光通信における通信制御方
   法。