13183

Дослідження роботи ППІ КР580ВВ55

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5 Дослідження роботи ППІ КР580ВВ55 1. Мета роботи Вивчення структури та принципу роботи програмованого паралельного iнтерфейса КР580ВВ55. 2. Короткі теоретичні відомості 2.1. Призначення та режими роботи iнтерфейса Мiкросхема КП580ВВ55 використов...

Украинкский

2013-05-10

2.21 MB

27 чел.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5

Дослідження роботи ППІ КР580ВВ55

1. Мета роботи

Вивчення структури та принципу роботи програмованого паралельного iнтерфейса КР580ВВ55.

2. Короткі теоретичні відомості

2.1. Призначення та режими роботи iнтерфейса

Мiкросхема КП580ВВ55 використовується для узгодження системної шини мiкро–ЕОМ з периферiйними пристроями для прийому та зберiгання iнформацiї, що пересилається мiж мiкропроцесором (МП) та зовнiшнiми пристроями. ВІС КР580ВВ55 виконана на nМОП – технології, живиться від джерела +5В і споживає струм 120 мА. Мікросхема являє собою програмований паралельний інтерфейс на 24 ліній вводу/виводу з навантажувальною здатністю 2,5 мА. Мікросхема містить два 8-розрядних і два 4-розрядних порти вводу/виводу.

Режим роботи iнтерфейса.

Мiкросхема використовується в трьох режимах роботи:

  •  режим 0, в якому кожна з двох груп виводiв мiкросхеми ( А та В ), по 12 виводiв в кожнiй, можуть бути запрограмованi на ввiд або на вивiд;
  •  режим 1, в якому по 8 виводiв кожної групи можуть бути запрограмованi на стробований ввiд або вивiд, а iншi 4 виводи використовуються для керування програмним обмiном або обмiном по перериванню;
  •  режим 2, в якому мiкросхема є двонаправленим 8–розрядним каналом даних, що керується сигналами 5–и виводiв.

В данiй дослiднiй роботi мiкросхема працює в режимi 0.

2.2. Структура мiкросхеми КР580ВВ55

Мiкросхема, умовне позначення якої показане на мал.1, мiстить (мал.2):

  •  порти вводу–виводу А, В, С;
  •  схеми керування групами шин А та В;
  •  буфер шини даних для узгодження з двонаправленою шиною даних МП;
  •  схему керування зчитуванням/записом.

Через порти А (РА7...РА0), В (РВ7...РВ0), С (РС7...РС0) пiд’єднуються зовнiшнi пристрої.

Порт А мiстить два регiстри:

  •  8–розрядний вхiдний iз вхiдними формувачами;
  •  8–розрядний вихiдний iз вихiдними формувачами;

Порт А може працювати на ввід або вивід 8–розрядних слiв у всiх трьох режимах.

Порт В має аналогiчну порту А будову. Працює на ввід або вивід у двох режимах–0 та 1.

Порт С мiстить два чотирирозрядних регiстри:

–регiстр розрядiв С(L) = РС3...РС0;

–регiстр розрядiв С(H) = РС7...РС4, кожному з яких вiдповiдають вхiднi та вихiднi формувачi.

Використовуються для вводу–виводу 4–розрядних слiв в режимі 0. В режимах 1 та 2 можуть використовуватись для прийому та передачi керуючих сигналiв обмiну для портiв А та В, а регiстри порта С виконують функцiю регістра стану.

Схема керування групами шин А та В. Кожна iз схем мiстить Регіст Керуючого Слова (РКС), що використовується для при йому та зберiгання керуючого слова, яке поступає через Буфер Шини Даних (БШД). Запис цього слова в регiстр здiйснюється при наявностi одиницi в розрядi D7 керуючого слова. БШД–тристабiльний двонаправлений буфер.

Схемою керування групою А задається режим роботи портiв А та С(H), групою В режим роботи портiв В та С(L).

Схема керування зчитуванням/записом здiйснює керування мiкросхемою пiд дiєю зовнiшнiх сигналiв:

  •  CS – вхiд вибiрки мiкросхеми. Активним рiвнем є 0, який дозволяє роботу iнтерфейса з МП;
  •  RD – вхiд сигналу зчитування. Дозволяє передачу даних на шину даних МП при RD=0;
  •  WR – вхiд сигналу запису. При WR=0 вiдбувається передача даних або слова стану з шини даних в регiстри iнтерфейса або в зовнiшнi пристрої;
  •  А1, А0 – адреснi входи, що призначенi для вибору одного з портiв вводу–виводу, або регiстра керуючого слова (див.табл.1).
  •  

Таблиця 1.

А1

А0

Вибір порта або регістра керуючого слова

0

0

порт А

0

1

порт В

1

0

порт С

1

1

регістр керуючого слова


 а)       б)

Рисунок 1. Умовне позначення (а) і функціональна схема інтерфейсу (б)

Rеsetвхiд сигналу скидання. При Reset=1 всi внутрiшнi регiстри обнуляються, а порти А, В, С встановлюються на ввід даних.

Схема узгодження КР580ВВ55 з системною шиною показана на мал.3. Значення сигналiв керування CS, RD, WR та A0, A1 в режимах запису/зчитування даних,запису керуючого слова та вимикання поданi в табл.2.

Таблиця 2.

CS

RD

WR

A1

A2

Режим роботи та напрям обміну даними

0

1

0

0

0

Шина даних–інтерфейс (ввід)

запис даних в порт А

0

1

0

0

1

Запис даних в порт В

0

1

0

1

0

Запис даних в порт С

0

1

0

1

1

запис керуючого слова

0

0

1

0

0

Шина даних–інтерфейс (вивід)

зчитування порта А

0

0

1

0

1

Зчитування порта В

0

0

1

1

0

Зчитування порта С

1

Х

Х

Х

Х

Вимикання

Х–будь–яке значення (0 або 1).

Рисунок 3. Узгодження КР580ВВ55 з системною шиною

2.3. Робота iнтерфейса КР580ВВ55.

2.3.1. Програмування режиму роботи.

Режим роботи мiкросхеми вибирається Записом Керуючого Слова в регістр керуючого слова.

Iнтерфейс при цьому встановлюється в один iз трьох режимiв:

Режим 0, в якому здiйснюється простий ввiд–вивiд портами А, В, С;

Режим 1, що забезпечує стробований ввiд–вивiд портiв А, В;

Режим 2, який органiзовує двонаправлений канал через порт А.

Режими роботи портiв А та В встановлюються незалежно один вiд одного.

Режим роботи порта С вибирається в залежностi вiд режиму роботи портiв А та В.

Сигналом Reset=1 регiстр РКС встановлюється у стан, при якому всi порти переходять в режим роботи 0 (шини портiв А, В, С переходять у високоiмпедансний стан).

Якщо зняти сигнал Reset (встановити 0), то вмiст РКС не змiниться, залишиться тим самим i режим роботи iнтерфейса.

Формат Керуючого Слова, що визначає режим роботи мiкросхеми, показаний на мал.4, де розряди керуючого слова означають:

Рисунок 4. Формат керуючого слова

D7 – вибiр режиму роботи iнтерфейса:

при D7=1 здiйснюється запис керуючого слова при запису/зчитуваннi;

при D7=0 РКС скидається в 0 при установцi/скиданнi;

D6, D5, D4, D3 – задають роботу групи А:

D6, D5 –визначають режим роботи групи А (так, при D6=0, D5=0 вибирається режим 0);

D4 – програмує порт А (РА7...РА0) на ввід (D4=1) або вивід (D4=0);

D3 – програмує пiвпорт С(H) (РС7...РС4) на ввід (D3=1) або на вивід (D3=0);

D2, D1, D0 – визначають роботу групи В:

D2 – вибирає режим роботи групи В (при D2=0 – режим 0, при D2=1 – режим 1);

D1 – програмує порт В (РВ7...РВ0) на ввід (D1=1) або вивід (D1=0);

D0 – прорамує пiвпорт С(L) (РС3...РС0) на ввід (D0=1) або вивід (D0=0).

Приклад: Встановлення iнтерфейса на ввід в режимі 0.

MVI A, 80 (1000 0000)–формування керуючого слова

OUT 7F (0111 1111)–вивiд в регiстр керуючого слова (при А0=1,А1=1).

Першою командою (MVI A) керуюче слово 80 записується в акумулятор, а за командою OUT пiсля її дешифрацiї мiкропроцесор виставляє на адресну шину адресу 007F. Пiсля цього здiйснюється запис керуючого слова, що з’являється на шинi даних МП, в регiстр керуючого слова iнтерфейса (для адресацiї iнтерфейса використовуються тiльки два молодшi адреснi розряди А0,А1, а розряд А7 (А7=0) формуе сигнал CS мiкросхеми iнтерфейса). Інші розряди адреси для керуавння мікросхемою не використовуються. Адресація прстроїв вводу/виводу здійснюється однобайтовою адресою А0...А7 (7F H=0111 1111).


3.2. Робота мiкросхеми в режимі 0.

У цьому режимi канали групи А та В можуть програмуватись на простий ввiд–вивiд, причому кожна група може працювати як один 8–розрядний (порти А та В) та один 4–розрядний ( С(H) або С(L) ) канали вводу–виводу.

Можливi 16 рiзних комбiнацiй схем вводу–виводу в залежностi вiд вмiсту розрядiв D4, D3, D1, D0.

Послiдовнiсть формування сигналiв керування роботою iнтерфейса в режимi 0 показана часовими дiаграмами при зчитувані (мал.5) та запису (мал.6).

Рисунок 5. Зчитування даних в режимі 0

Слiд пам’ятати, що при зчитуваннi данi на шину D7...D0 поступають зi входiв без запам’ятовування в регiстрах портiв. При запису D7...D0 запам’ятовуються в портах перед видачею на вихiд.

Керуюче слово при зчитуваннi–запису в режимі 0:

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

1

0

0

1/0

1/0

0

1/0

1/0

Сигнали А0, А1, СS повиннi фомуватися до подачi сигналiв RD або WR та тривати пiсля їх закiнчення. Данi на входах портiв А, В, С (вхід) при зчитуваннi мають встановлюватись до сигналу RD. Iнформацiя на шинi даних (D7...D0) повинна встановлюватись до сигналу WR та зберiгатись пiсля його закiнчення (те ж у випадку з сигналом RD).

Приклад 1.

Неохiдно скласти програму для зчитування даних з молодших розрядiв порта С (пiвпорт С(L)) i запису їх в порт виводу В. Данi будуть задаватись трьома тумблерами, що пiд’єднанi до трьох розрядiв пiвпорта C(L), i виводитися на вiсiм свiтлодiодiв, пiд’єднаних до порта В. Для програмування пiдпорта С(L) на ввiд, а порта В на вивiд, необхiдно в керуючий регiстр записати керуюче слово

01010001 = 81

Адреса керуючого регiстра (КР)   – 111110  11 = FB ,

адреса порта С                                – 111110  10 = FA,

адреса порта В                                – 111110  01 = F9.

Програма для перезапису даних з порта вводу в порт виводу подана в табл. 3.


Таблиця 3.

Адреса

Машинний код

Асемблер

Коментар

Мітка

Команда

8000

3Е 81

MVIA. 81

Запис в акумулятор А керуючого слова

8002

D3 FB

OUT FB

Запис вмісту акумулятора в керуючий регістр ППІ

8004

DB FA

VVOD

IN FA

Зчитування даних з півпорту вводу С(L) в акумулятор

8006

D3 F9

OUT F9

Запис вмісту акумулятора в порт виводу В

8008

C3 04 80

JMPVVOD

Повернення на ввід

За рахунок органiзацiї циклу програма постiйно здiйснює зчитування даних з трьох тумблерiв i виводить їх на свiтлодiоди. Замiна стану одного з тумблерiв вiдповiдае змiнi стану свiтлодiоду у вiдповiдному розрядi.

Для зупинки програми необхiдно натиснути клавiшу "СБРОС".

Так як при вводi даних в акумулятор використовуються тiльки три тумблери для формування чотирибiтового слова (нульовий розряд не пiд’єднаний, що вiдповiдає логiчнiй 1), необхiдно видiляти певнi бiти слова, а iншi iгнорувати. Видiлення певних бiтiв слова виконується за допомогою логiчноi функцii "I" i називається маскуванням.

Маскування реалiзується в МП командами ANI, ANA i виконується iндивiдуально для кожного бiта, що мiстися в акумуляторi (кожен бiт слова, що записаний в акумуляторi, множиться на вiдповiдний бiт слова, який вказується командою ANI (ANA)). Пiсля виконання цих команд незмiнними залишаються бiти акумулятора тiльки в тих розрядах, над якими виконувалось логiчне множення на 1.

Нехай потрiбно ввести через C(L) число 0110 (06). Тумблерами задаємо значення 1...3 розрядiв. Нульовий розряд завжди буде рiвний 1 (тобто є можливiсть задавати тiльки непарнi числа). Таким чином, на входi C(L) одержимо число 0111 (07). Щоб ввести 0110, необхiдно виконати маскування для першого, другого i третього розрядiв числа 0111, а значення молодшого розряду iгнорувати. Для цього використовуємо команду ANI OE (1110), за якою молодший розряд числа в акумуляторi множиться на 0. Результатом виконання команди буде

(опер.I)  0000 0111 – 07 (вмiст акумулятора)

                                              0000 1110 – (маска)

                                            ––––––––––––––––––

                                        0000 0110 – 06 (вмiст акумулятора пiсля операцiї)

Приклад 2.

Необхiдно визначити значення виразу T=2X+Y+10.

Число Х ввести за допомогою тумблерiв через пiвпорт C(L) iнтерфейса. Число Y записати в ОЗП за адресою 8100, число Р–за адресою 8101. Якщо Т>Р, записати число Т в ОЗП за адресою 8102, пiсля чого закiнчити виконання програми. Якщо Т<=Р, перейти до початку виконання програми.

Приймемо Х=4. Тоді це число задається положенням тумблера другого розряду, тобто маскування виконується командою ANI 04 (вмiст акумулятора множиться на 0100).

Програма вводу i обробки даних подана в табл.4.

Таблиця 4.

Адреса

Машинний код

Асемблер

Коментар

8000

8002

3E 81

D3 FB

MVI A,81

OUT FB

Програмування інтерфейса

8004

DB FA

VV IN FA

Зчитування з порта вводу С(L) в акумулятор

8006

E6 04

ANI 0Е

Маскування  біта  D0 акумулятора

8008

D3 F9

OUT F9

Вивід  сформованого числа Х на світодіоди

800A

87

ADD A

Обчислення А=2Х

800B

21 00 81

LXI H, 8100

Завантаження в регістри H, L адреси числа Y

800E

86

ADD M

Обчислення А=2Х+Y

800F

C6 0A

ADI 0A

Обчислення А=2Х+Y+10

8011

21 01 81

LXI H. 8101

Завантаження в регістри H, L адреси числа Р

8014

BE

CMP M

Порівняння вмісту акумулятора, що рівний Т, з вмістом комірки памяті 8101, рівним Р

8015

DA 04 80

JC VV

Перехід до команди з міткою VVOD, Т<Р

8018

CA 04 80

JZ VV

Перехід до команди з міткою VVOD, Т=Р

801B

32 02 81

STA 8102

Запис в комірку пам’яті 8102 вмісту акумулятора, рівного Т

801E

76

HLT

Зупинка

3. Опислабораторної установки

Мiкропроцесорна лабораторiя "Мiкролаб КР580ИК80" є одноплатною мiкропроцесорною системою з шинною структурою. Всi органи керування мiкролабораторiї, крiм клавiшi СЕТЬ, розташованi на платi.

Мiкролабораторiя має на переднiй панелi 25 клавiш , чотири iндикатори адресного регiстра, чотири iндикатори регiстра даних, перемикач режиму роботи АВТ/ШАГ, три тумблери для вводу iнформацiъ i вiсiм свiтлодiодiв, зв’заних з МП через порт вводу–виводу, регулятор гучностi звукiв, котрi генеруються мiкропроцесором.

Позначення та призначення клавiш:

СБРОС – скидання системи та звертання до монiтора в будь–який момент часу;

АД + – прирiст адреси, що висвiчується на iндикаторi адресного регiстра (IАР), на 1 та iндикацiя даних з пам’ятi, вiдповiдаючих новiй адресi, на двох правих iндикаторах регiстра даних (IРД);

УСТ.АД – встановлення адреси, iндикованої на IРД, в IАР. Данi з комiрки пам’ятi за адресою, вiдповiдною до IАР, висвiчуються на двох крайнiх позицiях IРД, попередні їм двi цифри зсуваються на двi позицiї влiво;

ВОЗВР. – при виконаннi програми в кроковому режимi забезпечується повернення до виконання програми пiсля перегляду вмiсту комiрок пам’ятi;

ПУСК. – виконання програми, починаючи з адреси, iндикованої на IАР;

ЗП. – запис даних, що висвiчується на двох правих iндикаторах регiстра даних, за адресою, вказаною на IАР, i прирiст адреси на 1;

АД – – зменьшення адреси на IAР на 1 i зчитування даних з пам’ятi за новою адресою на два правих iндикатори IРД;

ВЫВОД. – виведення даних з пам’ятi на зовнiшнiй магнiтофон (не використовується);

ВВОД. – введення даних з зовнiшнього магнiтофона в пам’ять системи (не використовується);

0–9, А–F – введення даних в шiстнадцятковому кодi.

Iндикатори регiстра адреси забеспечують iндикацiю адреси комiрки пам’ятi, вмiст якоi висвiчується на двох правих iндикаторах IРД. При виконаннi команди в кроковому режимi на IАР висвiчується адреса наступної виконуваної команди, на двох лiвих iндикаторах IРД висвiчується вмiст регiстру А, а на двох правих вмiст регiстра флагiв. При використаннi програми в автоматичному режимi вмiст IАР та IРД не визначений. Переключення режимiв виконання програми здiйснюється тумблером.

Тумблери забеспечують введення даних в 2–4 розряди регiстра А при виконаннi команди введення IN, свiтлодiоди–iндикацiю вмiсту регiстра А при виконаннi команди вводу.

4. Завдання

4.1.Виконується на самостiйнiй пiдготовцi перед виконанням роботи.

Скласти програму вводу та обробки даних за прикладом 2. Вихiднi данi для виконання програми приведенi в табл.5. Номер варiанту вказується викладачем.

Таблиця 5.

№ вар.

Х

Y

Формула для обчислювання Т

Умова виконання роботи

Адреса

Т

Р

Y

1

5; 2

18; 10

2Х+Y+15

T>P

8102

8101

8100

2

9; 15

22; 12

X–Y+23

T<P

8020

8021

8022

3

14; 7

3; 10

X–2Y+17

TP

8111

8112

8113

4

6; 11

5; 1

2X–2Y+10

T<P

8034

8035

8036

P=10 (всі числа десяткові).

4.2. Виконується в лабораторiї.

4.2.1. Записати програму за прикладом 1. Змiнюючи положення тумблерiв (за вказiвкою викладача) вивести на свiтлодiоди вiдповiднi їм значення.

4.2.2. Записати програму вводу та обробки даних у вiльну область ОЗП (за прикладом 2). Виконати програму для двох значень чисел X, Y.

4.2.3. Продемонструвати викладачу результати виконання програми.

5. Опрацювання дослідних даних

5.1. Записати значення результатiв обчислення (Т) за програмою вводу i обробки даних.

5.2. Вказати номери розрядiв, що маскуються.

6. Контрольні запитання

6.1. Як здiйснюється обмiн даними мiж МП та зовнiшнiми пристроями?

6.2. Призначення програмованого паралельного iнтерфейса.

6.3. Призначення розрядiв А0, А1 та А2...А7 адреси.

6.4. За допомогою яких команд здiйснюється маскування даних?

6.5. Структурна схема iнтерфейса та призначення його виводiв.

6.6. Призначення керування сигналiв iнтерфейса.

6.7. Призначення керуючого слова. Формат керуючого слова.

6.8. Режими роботи iнтерфейса. Режим роботи 0.

7. Література

1. Р.Токхайм. Микропроцессоры. Курс и упражнения.–М: Энергоатомиздат, 1988.

2. В.И.Васильев, Ю.М.Гусев, В.Н.Миронов. Электронные промышленные устройства.–М.: Высш.шк.,1988.

3. В.С.Медведев, Г.А.Орлов, Ю.И.Рассадкин и др.Управляющие и вычислительные устройства роботизированных комплексов на базе микро–ЭВМ.–М.: Высш.шк.,1990.

4. В.И.Зубчук, В.П.Сигорский, А.Н.Шкуро. Справочник по цифровой схемотехнике.–К.:Техника,1990.


                
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0

ОUТ         0     1   1   1    1   1   1   1

Вибірка мікросхеми

ибірка РКС

PA7...PA0

PC7...PC4

PC3...PC0

PB7...PB0

вивід

вихід

вихід

порта В

вихід

порта А

порта С

ЗП

порти виводу КР580ВВ55

D7...D0

A0, A1

CS

Вихід

WR

D7...D0

WR

Рисунок 6. Вивід даних через КР580ВВ55 в режимі 0


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

40456. Социологическая теория марксизма 15.95 KB
  Марксистское понимание сущности человека и человеческого общества возникло в рамках целостного марксистского миропонимания, развитого К. Марксом и Ф. Энгельсом. Марксизм представляет собой совокупность теорий, относящихся ко многим областям объективной действительности.