ЛЕКЦИЯ 18-19. КОМПОНЕНТЫ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ИНТЕРФЕЙСОВ И ОСОБЕННОСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
Для организации интерфейсов
используются такие компоненты общего
назначения, как буферные регистры, дешифраторы,
шинные формирователи, триггеры, параллельные и
последовательные
адаптеры, интервальные таймеры и другие.
Все эти компоненты с точки зрения их
функциональной ориентации на различные режимы
работы можно подразделить на программируемые и
непрограммируемые. Свойство программируемости
позволяет настраивать компоненты на реализацию
необходимых функций
без каких либо схемных переделок, и только под
действием команд микропроцессора. Эта
особенность делает их особенно ценными при
согласовании устройств ввода вывода.
Примерами таких компонент в наборе К580 могут
служить адаптеры KP580BB5I и КР580ВВ55.
Рассмотрение компонент,
предназначенных для организации
интерфейсов устройств ввода вывода начнем с
многорежимного буферного регистра К589ИР12.
Данный компонент способен выполнять
большинство задач согласования устройств
средней сложности.” Регистр содержит (см.рис. 3.5)
в своем составе 8-разрядный регистр на
D триггерах и выходными
буферами на три состояния. Содержит схему
управления режимами работы: записью,
считыванием, формированием
сигнала "запрос". Наличие буферов с тремя
состояниями позволяет подключать несколько
регистров непосредственно к шине данных.
Запись информации в регистр обеспечивается одной из следующих комбинаций управляющих символов
CS1· СS2· MD V STB· MD, где
CS1и CS2-входы выборки
кристалла регистра, при CS1=0 и
СS2=1производится
выборка МБР; STB-вход стробирования при записи; MD-вход выборки режима и
управления состоянием выходного буфера.
Чтение информации с регистра осуществляется одной из двух комбинаций входных сигналов CS1· CS2 VMD. Формирование запроса на выходе INT производится при записи и чтении информации: CS1· CS2VSTB. Сброс сигнала INT осуществляется сигналом очистки регистра CLR=0 или при CS1· CS2=1
Рис. 3.5. Многорежимный буферный регистр К589ИР12 .
Простые случаи использования регистра
приведены на
Рис.3.6. Стробируемый буфер (рис.3.6.а) - регистр
используется для временного хранения данных при
выдаче. Запись информации в него производится МП
при подачи сигнала выборки кристалла
CS1=0, CS2=1. При СS1· С2=0 выход регистра
находится в высокоимпедансном состоянии.
Два регистра включенные так, как
показано на рис. 3.6. б
могут служить в качестве шинного формирователя.
Один из регистров работает в режиме
стробируемого буфера, а второй находится в
состоянии высокого сопротивления.
Регистр как выходной порт показан на
рис. 3.6. в. При
записи информации от устройства вывода
формируется сигнал
STB = 1. Чтение
информации в MP производится при CS1 • CS2 =1.
Регистр может быть использован как
выходной порт. Сигнал
STB
считывает данные в устройство вывода при этом в
процессор
посылается сигнал с выхода INТ. выборка порта при
загрузке
из процессора производится сигналами
CS1, и CS2.
Рассмотрим в качестве примера
использование МБР в качестве
стробируемого буфера при согласовании Ш с
аналого-цифровым преобразователем (АЦП). АЦП
предназначен для преобразования аналоговых
величин в цифровой код, который затем
обрабатывается МП.
АЩ находят широкое применение в аппаратуре
связи, измерительных приборах и т.д.
досматриваемый в примере АЦП имеет аналоговый
вход, цифровой выход, вход запуска
преобразования. АЩ
выдает на своих 12 цифровых выходах параллельный
двоичный код.
Так как 12 битный код не может быть в параллельной
форме введен в 8 битный Ш одной командой, ввод информации
необходимо
осуществлять в два приема. Между АЦП и шиной
данных МП необходимо установить два МБР и ввод
информации производить сначала через первый МБР.
- старшие разряды кода, затем через второй МБР -
младшие разряды кода. Через первый МБР в МП
считывается сигнал окончания преобразования (READY), который
поступает в МП по шине D7. На рис. 3.7. приведена схема
сопряжения 12-ти разрядного АЦП с MP с помощью МБР.
Первый МБР имеет адрес OIH, второй 02Н, преобразователь
имеет адрес ОЗН. Адресные сигналы , формируемые адресным дешифратором DSA поступают на вход выборки кристалла CS1
МБР.
Рис. 3.6. Примеры использования МБР
На вход CS2 МБР подается сигнал
I/OR с шины
управления.
Рис.3.7. Интерфейс МП с АЦП.
Последовательность действий необходимых для ввода информации от АЦП может быть следующей:
ШАГ I. Запустить АЦП.
ШАГ 2. Прочитать первый МБР.
ШАГ 3. Проверить значение бита D7 - не завершено ли
преобразование. Если не завершено, то перейти к
шагу 2.
ШАГ 4. Записать значения старших разрядов в один из регистров РОН МП.
ШАГ 5. Прочитать второй МБР и записать
значение младших
разрядов в один из регистров РОН МП.
Программа управления АЦП может быть
оформлена в виде под-
программы видеть следующий вид:
Рис. 3.8. Программная модель и формат приказов адаптера
КР580 ВВ55
выводе с медленнодействующими
устройствами. В этом режиме
при работе на передачу порт запоминает и хранит
на своих выходах информацию, которая поступила в
него из МП.
При работе на прием информация от
внешнего устройства не запоминается, а
считывается со входов на шину данных и далее
в МП. В этом режиме порт С разделен на две части,
разряды с
РС4 по PC7
относятся к группе А, а с РС0 по РС3 к группе В.
Режим I. стробируемого ввода-вывода.
Передача информации
производится через порты А и В, а управление
обменом с помощью
шести линий порта С/ Если в режиме 0 управление
обменом цели-
ком лежало на МП” то в режиме I формирование
сигналов управления производится самим
адаптером, а для МП вырабатывается только
осведомительный сигнал INTR. На рис. 9.9. показан
пример подключения к порту А стандартной
клавиатуры для ввода
алфавитно-цифровых кодов. Порт А работает на ввод
данных. Разряд PC4 принимает инверсный сигнал стробирования STB от
клавиатуры, по этому сигналу производится
загрузка в регистр порта А слова данных от
клавиатуры.
Рис. 3.9.Схема подключения устройства
ввода-вывода
к адаптеру в режиме I
Разряд РС5 формирует ответный сигнал -
квитанцию IBF,
который указывает на завершение ввода
информации в порт А.
Разряд PC3 формирует lNTR запрос прерывания - осведомительный сигнал для МП, который указывает, что в порт А загружено слово данных.
При считывании информации в МП из
порта А сигналы IMTR и
IBF
сбрасываются. Задержка сигнала IBF до считывания информации в MP не дает
возможности устройству ввода выдавать следующий
байт информациии до тех пор, пока не прочитан
данный.
Вывод информации в режиме I
сопровождается (рис. 3.9.)
тремя сигналами: OBF, ACK, INTR. Назначение последнего
из них ясно из предыдущего. Сигнал OBF формируется после загрузки в
порт выдачи (в данном случае порт В) слова данных.
Этот сигнал может рассматриваться как сигнал
стробирования
при выдаче информации в устройство вывода.
Сигнал АСК подтверждает прием информации в
устройство вывода, по нему адаптером снимается
сигнал OBF.
Сигнал INTR
формируется после
записи в устройство вывода байта данных и
сбрасывается после
загрузки в порт из МП нового байта данных.
Вревенные диаграммы ввода и вывода
информации в режиме 1
приведены на рис. 3.10. а, б соответственно.
В режиме 2 двунаправленной шины может
работать только один
порт А. Пять разрядов порта С используются для
управления обменом, а именно:
РС3 - Для формирования сигнала прерывания INTR ;
PC7 - Для формирования сигнала выходной буфер загрузки OBF ;
PC б - для
формирования сигнала ACK подтверждения приема
информации от устройства вывода информации;
PC4 - для
приема сигнала стробирования информации STB
от устройства ввода
информации;
РС5 - для формирования сигнала IBF подтверждения
загрузки входного порта информацией
от устройства
ввода.
Временные диаграммы при вводе и выводе информации аналогичны диаграммам режима 1 для соответствующих сигналов.
В качестве примера рассмотрим задачу
организаций связи
ЭВМ с дисплеем с помощью адаптера КР580ВВ55.
Дисплей ВТА-2000 имеет интерфейс ИРПР. Передача информации от ВТА к
ЭВМ и в обратную сторону производится в коде
КОИ-7,
восьмой разряд служит для контроля на четность.