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
С
S2=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.