Wenn zwei elektronische Geräte mittels Datenübertragung miteinander kommunizieren, müssen sie dieselbe Sprache sprechen. Bei der direkten Übertragung digitaler Daten bedeutet dies, daß die logischen Zustände"high"und "low"bei beiden Geräten durch dieselben Spannungslevel repräsentiert sein müssen.

In der digitalen Datenübertragung werden u. a. zwei Standards benutzt. Der eine Standard arbeitet nach der RS 232 Norm mit Signalen, die den Zustand"high"mit Pulsen einer Spannung von etwa +12 Volt und den Zustand "low"mit Pulsen einer Spannung von etwa-12 Volt kennzeichnen. Derartige seriellen Schnittstellen werden bevorzugt bei Rechenanlagen wie Personal Computern (PC) eingesetzt. Viele von Computern ansteuerbare elektronische Geräte, z. B. Steuergeräte für Motoren, Schalteinrichtungen oder speicherprogrammierbare Steuerungen, erzeugen und benötigen für die Kommunikation Pulse der TTL-Norm mit Signalstärken von etwa 0 Volt für den einen und etwa +5 Volt für den anderen Zustand.

Für die Kommunikation zwischen zwei elektronischen Geräten, die mit unterschiedlichen Spannungsleveln arbeiten, müssen die Signale transformiert werden. So müssen im Falle der Transformation von Signalen der TTL- Norm die positiven Signale auf +12 Volt verstärkt werden. Diese Verstärkung der Signale ist insoweit

technisch aufwendig, als dazu externe Spannungsquellen nötig sind. Die Herabsetzung der Signalstärke kann hingegen im Falle der RS 232 und der TTL-Norm durch einfaches Sperren der Spannung mittels einer Diode bzw. durch Heruntertransformation der Spannung geschehen.

Auch wenn die Verstärkung der Signale keine prinzipiellen Probleme mit sich bringt, so ist es gerade bei Kleingeräten aus Kostengründen und wegen der Platzersparnis vorteilhaft, wenn auf derartige Spannungsumsetzer verzichtet werden kann, zumal wenn die Kommunikation mit anderen Geräten im Betrieb eine untergeordnete Rolle spielt. Für derartige Kleingeräte sind fremdversorgte Schnittstellenadapter bekannt, die einen Stecker aufweisen, in dessen Gehäuse eine Umsetzerschaltung mit Verstärkern untergebracht ist.

Dieser Schaltung wird von außen eine höhere Spannung zugeführt. Schnittstellenadapter diser Art sind wegen der Verstärkerschaltung vergleichsweise aufwendig und führen zu einer zusätzlichen Kostenbelastung elektronischer Geräte, die auf eine billige Massenfertigung ausgelegt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schnittstellenadapter zu schaffen, der mit geringem technischen Aufwand kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Kopplungsstück für die digitale Datenübertragung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen Kopplungsstück ist eine baulich einfache und damit preisgünstige Möglichkeit geschaffen, eine elektrischen Schnittstelle, z. B. die serielle Schnittstelle eines Mikrocomputers, mit der elektrischen Schnittstelle eines anzusteuernden Gerätes bei gleichzeitiger Umsetzung der zur Unterscheidung der logischen Zustände"high"und"low"dienenden Signallevel zu verbinden. Wegen der Zuführung des höheren Spannungslevels von einem der beiden Geräte kann

vollständig auf eine externe Spannungsversorgung verzichtet werden. Erfindungsgemäß stellt das eine der beiden Geräte dem Adapter den benötigten Spannungslevel selbst zur Verfügung. Der Adapter zeichnet sich dabei durch seine einfachen Bauteile aus und ist besonders robust und zuverlässig.

Besonders vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Adapter ist, daß er sämtliche für den Transfer von Daten zwischen verschiedensprachigen mechanischen Schnittstellen nötigen Funktionen in sich vereint. Diese Funktionen müssen somit nicht mehr von den Geräten selber erfüllt werden, so daß der Adapter zu deren Vereinfachung und Preissenkung beiträgt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die interne Schaltung die Umsetzung des niedrigeren Levels auf den höheren Level durch einen einfachen vom Signal mit niedrigerem Level initiierten Umschaltvorgang bewerkstelligt. Durch den Umschaltvorgang wird der dem Adapter von einem Gerät zugeführte höhere Spannungslevel auf die Datenleitung gelegt. Die aufwendige Verstärkung wird erfindungsgemäß durch einen einfachen Schaltvorgang ersetzt, was zu einer weiteren vereinfachung des Schnittstellenadapters beiträgt. Der Schaltvorgang wird dabei mittels eines Schaltgliedes ausgeführt, das durch den Zustand der Datenleitung des ersten Gerätes steuerbar ist und das je nach logischem Zustand der Datenleitung eine der beiden von dem zweiten Gerät zugeführten Leitungen auf den Dateneingang des zweiten Gerätes durchschaltet.

In einer vorteilhaften Ausführung setzt die interne Schaltung Signale der TTL-Norm von 0 Volt bzw. von +5 Volt auf Signale der RS 232 Norm um. Eine solche Konvertierung wird häufig bei der Kommunikation eines mit einer RS 232 Schnittstelle bestückten PCs mit einem externen Gerät benötigt. Da die RS 232 Schnittstelle neben den Datenleitungen noch über andere Leitungen, wie z. B. der"Request to Send" (RTS) und der, data Terminal

Ready" (DTR) Leitung verfügt, ist es vorteilhaft, diese vorhandenen schon Leitungen zu nutzen, um dem Schnittstellenadapter die Spannungslevel von insbesondere +/-12 Volt zuzuführen. Diese für die Kommunikation mit der TTL Schnittstelle nicht benötigten Leitungen können ohne großen Aufwand über ein auf dem Rechner laufendes Programm auf die generell vom Rechner bereitgestellten Spannungen von +/-12 Volt gelegt werden. In diesem Falle schaltet das Schaltglied die entsprechende Spannung einfach von der RTS bzw. der DTR Leitung auf die Datentransferleitung durch.

In einer besonders einfachen Ausführung ist das Schaltglied ein Schalter mit zwei Eingängen und einem Ausgang, wobei die Eingänge mit den auf +/-12 Volt liegenden Leitungen derRS 232 Schnittstelle und der Ausgang mit der Datentransferleitung verbunden ist und zwischen den beiden Ausgängen hin und her geschaltet werden kann.

Besonders vorteilhaft wird der erfindungsgemäße Adapter zur externen Programmierung speicherprogrammierbarer Steuerungen mit integrierter Recheneinheit, einem Bildschirm und einer Bedieneinheit eingesetzt, wobei die Steuerung zusätzlich über eine mechanische Schnittstelle verfügt. Da diese Steuerungen auch ohne externe Programmierung viele Einsatzmöglichkeiten bieten, kann die Elektronik zur Signalkonvertierung inerhalb der Steuerung durch den Adapter ersetzt werden. Damit wird die Steuerung billiger, kompakter und zuverlässiger. Der Anwender spart die Verstärkerschaltung in der Steuerung und braucht nur dann einen Adapter anzuschaffen, wenn er eine externe Programmierung durchführen möchte.

Vorteilhafterweise wird in den Adapter eine galvanische Trennung der beiden Geräte integriert, so daß in den Geräten auf entsprechende Bauteile verzichtet werden kann. Dazu weist die interne Schaltung ein Koppelglied für die galvanische Trennung auf. Als Koppelglieder

bieten sich einfache und preiswerte Optokoppler an, die in beliebigen Varianten auf dem Markt verfügbar sind.

Derartige Optokoppler eignen sich auch für die Konvertierung der +12 Volt Signale auf den TTL Level von +5 Volt. Die Konvertierung in dieser Richtung wird vorteilhafterweise gleichfalls durch die interne Schaltung bewerkstelligt. Zur Konvertierung des Signals der Stärke-12 Volt auf den TTL Level von 0 Volt wird die interne Schaltung voreilhafterweise mit einem Sperrglied, beispielsweise in Form eine einfachen Diode, versehen.

In einer besonders einfachen Ausführungsform ist die interne Schaltung in einem aus Kunststoff gespritzen Gehäuse untergebracht, das als Stecker direkt auf die mechanische Schnittstelle von einem der beiden Geräte aufsetzbar ist. Der Weg zur anderen Schnittstelle wird mittels eines Kabels zur Datenleitung überbrückt.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Adapters ist in den Zeichnungen 1 und 2 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 eine speicherprogrammierbare Steuerung mit Schnittstellenadapter und externem Rechner und Figur 2 eine Schaltskizze des fremdversorgten Schnittstellenadapters.

In Figur 1 ist eine speicherprogrammierbare Steuerung mit einem Gehäuse 1 und mit einer Reihe von Spannungseingängen 2 und Signalausgängen 3 dargestellt.

Die Steuerung schaltet unter Kontrolle eines Schaltprogrammes den Stromfluß zwischen den Eingängen 2 und den Ausgängen 3. Das Programm kann der im Gehäuse 1 untergebrachten Recheneinheit einerseits mittels der Bedientasten 4 und der Mehrfunktionstaste 5 eingegeben werden, wobei die Eingabe und der Programmablauf auf dem

Bildschirm 6 beobachtbar sind. Während der Programmierung ist auf dem Bildschirm 6 eine menuegeführte Benutzeroberfläche dargestellt.

Andererseits ist es möglich, die Steuerung von einem externen Rechner 7 zu programmieren. Dazu sind der Rechner 7 und die Steuerung über eine Datenleitung 8 verbunden, die rechnerseits in eine nicht dargestellte Schnittstelle RS 232 auf der Rückseite des Rechners und seitens der Steuerung in eine Schnittstelle 9. Auf die Schnittstelle 9 der Steuerung ist ein fremdversorgter Schnittstellenadapter 10 aufgesetzt, der als Stecker mit einem Gehäuse 11 und einem normierten Steckerkopf 12 ausgebildet ist.

Figur 2 zeigt die interne Schaltung 23 des Schnittstellenadapters 10. Auf der rechten Seite der Figur 2 sind die Anschlüsse zur Schnittstelle des Rechners und auf der linken Seite die Anschlüsse zur Schnittstelle 9 der Steuerung dargestellt. Auf Seiten der Steuerung führt eine Sendeleitung (TxD) 11 für ein TTL-Signal von 5 Volt in einen Optokoppler 12. Das 5 Volt Signal auf Leitung 11 führt zu einem davon galvanisch getrennten ersten Signalzustand auf einer Leitung 16 und zu von dieser anzusteuernden zwei Schaltern 13a und 13b. Im dargestellten Zustand ist der Schalter 13a geschlossen und verbindet zwei von der RS 232 des Rechners kommende Leitungen 14 und 15 miteinander. Der Rechner ist derart programmiert, daß auf der Leitung 14 (RTS-Leitung) eine Spannung von 12 Volt anliegt. Durch die Verbindung wird diese Spannung auf die Leitung 15, den Eingang RxD der Schnittstelle gelegt. Der Schalter 13a bleibt für die Dauer des ersten Signalzustandes auf Leitung 16 geschlossen, so daß ein entsprechend langer 12 Volt Puls auf der Leitung 15 liegt.

Wenn auf Sendeleitung 11 die Spannung auf 0 Volt abfällt, was einem logischen Zustand von"low"in der

TTL-Norm entspricht, wird auf Leitung 16 ein zweiter Signalzustand erzeugt, der Schalter 13a öffnet und den Schalter 13b schlißt. Der Schalter 13b schafft dann eine Verbindung zwischen den Leitungen 15 und 17 der RS 232, wobei der Rechner so programmiert ist, daß auf Leitung 17, dem Ausgang DTR, eine konstante Spannung von-12 Volt liegt. Während des"low"Pegels auf Leitung 11 der Schnittstelle 9 wird das Signal von-12 Volt auf den Eingang TxD der RS 232 gelegt. Auf die dargelegte Weise wird eine TTL Pulsfolge der Steuerung in eine entsprechende RS 232-Pulsfolge für den Rechner konvertiert.

Der Adapter weist zudem eine Schaltung zur Konvertierung der Signale von Rechner zur Steuerung auf. Dabei kann das auf Leitung 18, der Leitung RxD der RS 232, anliegende Signal direkt einem Optokoppler 19 zugeführt werden. Signale des Rechners von +12 Volt setzt der Optokoppler 19 auf +5 Volt auf der RxD Leitung 20 der Steuerung um. Ein Signal von-12 Volt auf Leitung 18 wird durch die Diode 21 gesperrt, so daß auf Leitung 20 etwa 0 Volt für den TTL Zustand"low"anliegt.