22974

Робота з зовнішніми пристроями. Паралельний інтерфейс.

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Але зручніше скористатися спеціальною ВІС паралельним програмованим адаптером ППА типу КР580ВВ55А в міжнародних позначеннях 8255А. ППА спроможний обслуговувати 3 зовнішні пристрої через три свої порти АВ і С кожний по 8 розрядів. вибір кристалу =1 ППА відключений = 0 ППА задіяний. Комбінація що відповідає DРКС означає запис в РКС регістр керуючого слова інструкції про те що має робити ППА.

Украинкский

2013-08-04

6.59 MB

7 чел.

Лекція №7

Робота з зовнішніми пристроями.

Паралельний інтерфейс.

Мікропроцесор, сам по собі, навіть разом з памяттю, являє собою замкнений пристрій, здатний обробляти інформацію, але позбавлений інформаційного контакту з зовнішнім світом. Джерелами інформації, що постачається до мікропроцесора, а також споживачами інформації, обробленою мікропроцесором, є зовнішні пристрої (ЗП): клавіатура, дисплей, принтер, магнітна память, АЦП, ЦАП та інші. Звязок мікропроцесора з цими ЗП здійснюється через інтерфейси.

 Інтерфейс - це сукупність уніфікованих апаратних, програмних та конструктивних засобів, що забезпечують міжмодульний інформаційний обмін між центральною частиною ЕОМ і зовнішніми пристроями.

 Обмін може здійснюватися у паралельному форматі (паралельні інтерфейси), коли передача багаторозрядного слова здійснюється одночасно по всіх розрядах, і у послідовному форматі (послідовні інтерфейси), коли  передача інформаційного слова виконується по бітах, один біт після одного.

Паралельний формат потребує багаторозрядних шин і застосовується при передачі на невеликі відстані (до кількох метрів). Для послідовного формату достатньо двох провідників і його застосовують коли відстань між джерелом і приймачем  досить велика.

Методи обміну інформацією

а) Синхронний метод

При синхронному методі джерело інформації (ДЖ) виставляє дані на ШД на певний проміжок часу - період синхронної передачі сигналу. Припускається, що приймач (ПР) вже готовий до сприймання інформації і встановлені дані за період синхронної передачі сигналу встигне сприйняти. Ніяких сигналів попереднього повідомлення від ДЖ до ПР про те що дані виставлено, немає. Немає також повідомлень від ПР до ДЖ про те, що приймач сприйняв дані.

При синхронному методі робота ДЖ і ПР повинна бути суворо узгоджена у часі. Цей метод звичайно застосовується для передачі сигналів всередині ЕОМ або мікропроцесорної системи, де узгодженням  роботою блоків та вузлів управляє керуючий пристрій, а темп роботи задає генератор тактових імпульсів.

б) Асинхронний метод

Асинхронний метод використовується здебільш для обміну інформацією між МП та ЗП. Запит від ЗП на обмін інформацією може надійти до МП у будь-який момент часу і тому ЗП повинний попередньо повідомити МП, щоб той встиг підготуватися до сприймання даних. Це робиться спеціальним сигналом, який має назву запиту джерела.

З іншого боку, якщо джерелом інформації є мікропроцесор, а приймачем ЗП, то мікропроцесор спочатку запитує приймач про його готовність до сприймання даних і, одержавши підтвердження, видає дані, підтверджує їх стробом і чекає від приймача сигналу, яким той повідомляє, що дані ним сприйнято. Коли такий сигнал надійде, МП знімає дані з ШД, знімає строб даних і переходить  у свій початковий стан. Всю цю процедуру можна зобразити часовою діаграмою (рис.7.1).

Джерело  попереджає приймач про передбачувану видачу даних.

Дані виставляються на ШД.  Товстою лінією зображено проміжок часу сприймання даних приймачем.

Приймач підтверджує, що він сприйняв дані  (видає, так би мовити ”квітанцію”).

Джерело знімає строб запиту.

Джерело знімає дані.

Приймач знімає сигнал підтвердження.

в) Асинхронно - синхронний метод

Асинхронно - синхронний метод обміну інформацією є проміжним щодо двох попередніх. Він застосовується звичайно при послідовній передачі даних, коли біти передаваного слова видаються послідовно у часі, один за одним. Цей метод зручний для звязку на далекі відстані. Часова діаграма передачі слова за цим методом зображена на рис.7.2.

За асинхронно - синхронним методом джерело повідомляє за допомогою так званого стартового сигналу про те, що через деякий час Т воно почне передавати інформацію. Приймач повинний за цей час підготуватися. Далі йдуть власне інформаційні сигнали: біти передаваного слова. Кількість цих бітів має бути заздалегідь обумовлена протоколом обміну. Передача закінчується сигналом “Стоп”, яким джерело повідомляє про закінчення акту передачі.

Цей спосіб поєднує властивості асинхронного та синхронного методів: початок циклу передачі може бути  в будь-який момент часу і джерело повідомляє приймач, щоб той підготувався до прийому. Далі відбувається  цикл обміну інформацією, протягом якого джерело і приймач працюють синхронно. По закінченню обміну з боку приймача ніяких сигналів підтвердження до джерела не видається.

Слід відміітити, що цей метод задовго до появи ЕОМ (більш як сто років тому) застосовувався у електромеханічних телеграфних апаратах системи Бодо, якими до недавнього часу були обладнані всі поштові відділення.

Паралельний програмований інтерфейс (ППІ) 

Паралельний інтерфейс, який би міг працювати на введення або на виведення даних, можна побудувати на основі регістра памяті з третім станом. Але зручніше скористатися спеціальною ВІС - паралельним програмованим адаптером (ППА) типу КР580ВВ55А (в міжнародних позначеннях 8255А).

Ця ІМС містить 1600 транзисторів, потребує потужність живлення у 0,5 Вт і повністю сумісна з мікропроцесором  КР580ВМ80 (входить у комплект серії КР580), а також з мікропроцесорами типів 8080,8085,8086,80286 та ін. ППА спроможний обслуговувати 3 зовнішні пристрої через три свої порти А,В, і С, кожний по 8 розрядів. Всі ці порти двоспрямовані, з третім станом. Обмін з мікропроцесором  здійснюється по 8 розрядам D0 - D7, котрі підключаються до ШД МП.  Інші виводи:

 RESET - скидання всіх портів та тригерів ШД МП у нуль.

- вибір кристалу (=1 - ППА відключений, = 0 - ППА задіяний).

 та  визначають напрямок руху інформації (з точки зору мікропроцесора!):  = 0 - запис від МП в один із портів;  = 0 - читання з одного із портів до мікропроцесора.1

А0,А1 - адресні входи; вони визначають який з портів буде задіяно. Значення комбінацій цих сигналів подано у таблиці 7.1.

Комбінація, що відповідає DРКС означає запис в РКС (регістр керуючого слова ) інструкції про те, що має робити ППА. Команда записана до РКС програмує ППА на подальшу роботу (звідки і назва “програмований”). В РКС можна тільки записувати, читання з РКС неможливе.

  

.

Структурна схема ППА зображена на рис.7.4. Порти А, В та С , а також виводи D обладнані двоспрямованими буферними регістрами, які зберігають дані введені до ППА або ті, що підлягають виведенню з нього. Порти А і В мають по вісім розрядів. Порт С може програмуватися до роботи у кількох режимах:

а) на 8 розрядів, як і порти А та В;

б) роздільно по дві тетради: старшу С7 - С4 і молодшу С3 - С0;

в) окремо по кожному біту; цей режим використовується для формування супроводжуючих сигналів при асинхронному обміні і встановлюється заздалегідь програмою.

Адресується ППА однобайтовою адресою. Старші розряди адреси А7 - А2 подаються на дешифратор подібний до зображеного на рис. 6.7. З його виходу сигнал низького рівню подається на вхід  ППА. Два молодші розряди адреси А1 та А0 здійснюють вибір порту або РКС.

Режими роботи ППА

ППА може працювати в трьох режимах:

  Режим “0” - синхронний режим.

Цей режим може здійснюватися по кожному з портів. При передачі даних до зовнішнього пристрою ППА встановлює ці дані на виводах порту ( за допомогою буферного регістра цього порту) і підтримує їх доти, доки вони не будуть змінені на інші. Ніякого повідомлення від ЗП про те, що дані ним сприйняті, немає. У режимі сприймання  ППА передає дані від порту до МП і ніякого підтвердження про сприняття  мікропроцесор також не надає.

  Режим “1” - асинхронний режим.

Обмін інформацією у асинхронному режимі може вестись тільки через порти А і В. Порт С використовується для передачі службових супроводжуючих (керуючих) сигналів.

Виведення даних до зовнішнього пристрою через порт А виконується за два кроки (рис.7.6):

а)Запис інформації в буфер порту А від мікропроцесора здійснюється за сигналом   = 0. ППА виставляє ці дані на вихід порту А і видає строб запиту   через біт С7, повідомляючи ЗП проте, що дані виставлено.

б) ЗП сприймає дані і подає на С6 сигнал  підтверджуючи що дані ним сприйнято. На цьому процедура обміну закінчується і можна розпочинати наступний акт обміну.

Аналогічно через біти С2 та С1 здійснюється передача супроводжуючих сигналів при обміні через порт В. Процедури  генерації та сприймання супроводжуючих сигналів повинні бути заздалегідь закладені в програму роботи МП.

Процедура сприймання інформації через порт А дещо складніша. Вона складається з трьох кроків (рис.7.7) :

а) На біт С4 надходить від ЗП сигнал  - строб запиту на сприймання, котрим ЗП повідомляє ППА про початок акту видачі даних і виставляє ці дані на виводи порта А.

б) ППА через біт С5 видає сигнал IBF про те, що дані ним сприйняті і записані у буфер порту А  та у буфер шини даних і поки що нових даних подавати не можна. Товстою лінією зображено проміжок часу протягом якого здійснюється сприймання даних.

в) Сигналом INTR через біт С3  ППА запитує у мікропроцесора дозвіл на переривання (на вхід INT  мікропроцесора). Мікропроцесор сигналом INTA дає згоду на переривання і зчитує дані з ППА.

 Аналогічно через біти С2 - С0 виконується керування процедурою асинхронного сприймання через порт В.

  Режим“2”-асинхронний дуплексний ( двоспрямований).

  У режимі “1” при зміні напрямку передачі інформації доводиться повністю перепрограмовувати ППА. Режим “2” дозволяє здійснювати асинхронний обмін інформацією як в один, так і в другий бік без перепрограмовування ППА. Такий режим має назву дуплексного.

 Обмін інформацією в режимі “2” може вестися тільки через порт А. Напрямок  і процедура обміну керується супроводжуючими сигналами через біти С7 - С3 таким же чином, як і в режимі  “1”.

Керуюче слово і програмування ППА

Для того щоб скористатися ППА його треба спочатку запрограмувати, тобто приписати кожному з портів функції, котрі він має виконувати:  працювати на введення чи на виведення, вказати в якому режимі мають працювати ці порти - у синхронному (“0”), асинхронному (“1”) або асинхронному дуплексному (“2”). Уся ця інформація повинна міститися у керуючому слові - однобайтовому слові, кожний біт якого має певний зміст і визначає певну функцію ППА. Керуюче слово складається програмістом, записується ним у програму, потім видається мікропроцесором і сприймається у спеціальний регістр ППА - регістр керуючого слова (РКС). Інформація записана до РКС керує роботою ППА до тих пір, аж поки до РКС не буде записане інше керуюче слово.

Цей метод керування роботою окремих ІМС, що входять до складу мікропроцесорних систем, шляхом програмування їх через керуюче слово вельми поширений у мікропроцесорній техніці і ми зустрінемось з ним нещораз надалі. Якщо потрібна інформація не вміщується в однобайтовому  керуючому слові, використовують два або навіть три керуючих слова, які послідовно вводяться до керованої ІМС мікропроцесором. У ППА вдається обмежитись одним керуючим словом, структура якого і зміст його окремих бітів подано на рис.7.9.

Усі порти ППА поділяються на дві групи: групу порту А, до якої крім самого порту А входить також старша тетрада порту С, і групу порту В, до якої крім порту В входить молодша тетрада С3 - С0. Старший біт керуючого слова D7 дорівнює одиниці. Біти D6 і D5 визначають режим портів групи А: синхронний, асинхронний або дуплексний. Біт D4  визначає напрямок руху даних через порт А - на введення їх від ЗП, чи на виведення до ЗП. Те ж саме робить біт D3  щодо тетради С7 - С4. Аналогічні функції для групи порту В виконують біти  D2, D1 та D0.

Керуюче слово записується програмою до акумулятора командою     MVI A  і виводиться командою OUT ADR, де під ADR розуміють адресу керуючого слова ППА. Як видно з табл.7.1, адреса РКС є найстаршою з чотирьох адрес, за якими звертаються до ППА.

Наведемо приклад складання керуючого слова.  Нехай порт А і ССТ працюють на виведення у синхронному режимі, а порт В і СМОЛ на введення у асинхронному режимі. Тоді керуюче слово матиме вигляд 10000111В = 87Н. Якщо адресами ППА будуть Е8 - ЕВ, то програмування ППА здійснюється командами

MVI A, 87

OUT EB

 Дані, що мають бути виведені,  також засилаються спочатку до акумулятора і далі виводяться командою OUT через обраний порт. Так наприклад, якщо бажано вивести число А8Н,  яке знаходиться у робочому регістрі В, через порт А, то це виглядатиме так:

MOV  A,B

OUT  E8 

Якщо ж дані сприймаються через порт В (у синхронному режимі) і мають бути розміщені за адресою 8050, то це виконується таким фрагментом програми:

MVI A,82

OUT  EB

IN  E9

STA 8050

Оскільки ми працюємо лише з портом В, то тут біти D6 - D3 та D0 керуючого слова можуть бути довільними і ми заповнили їх нулями; IN - команда введення, Е9 - адреса порту В; STA - команда пересилання із акумулятора за вказаною у команді адресою.

 

Окремим питанням є програмування порту С по окремих бітах. Виведення таких окремих бітів використовується для супроводження передачі інформації у асинхронному режимі (режими “1” або “2”).

Після того як тетрада порту С, у якій знаходиться бажаний біт,  запрограмована на виведення, до акумулятора записують нове керуюче слово і його надсилають до РКС. Це слово складається за схемою зображеною на рис.7.10.

До найстаршого біту записується  “0” - цим дане керуюче слово відрізняється від попереднього. Біти D6 - D4 можуть бути довільними. У розряди D3 - D1 записується у двійковому коді  номер обраного біту порту С, а до D0 записується те значення яке бажано записати у цей біт .

Так наприклад, якщо слід записати одиницю до біту С5, то це має бути зроблено таким чином:

MVI A, 0B

OUT  EB

Ці команди мають бути записані у загальній програмі на тому місці, де виникає потреба побітного програмування порту С. Зауважимо, що при новому побітному програмуванні порту С зроблене раніш побітне програмування не зберігається.

 

1  звичайно активізується керуючим сигналом , а  сигналом .


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

291. Синтез двухмерных фрактальных изображений 652 KB
  Построение плоских фрактальных изображений с помощью фрактального генератора, исследование их свойства, а также с помощью программы LSE создание фрактал в виде салфетки.
292. Визначення оптимальних обсягів виробництва консервованої продукції продуктовою компанією за допомогою професійного пакету MS Office 1.16 MB
  Визначення параметрів та факторів, накладання умов на фактори та параметри. Формалізація та ідентифікація обчислювального процесу. Вибір методу розв’язання та обрання програмного забезпечення.
293. Гиперссылки и управляющие кнопки. Создание презентации Проверь себя 580.5 KB
  Анимированные эффекты перехода смены слайдов по щелчку мыши. Создание презентации Проверь себя. Дополнение ее слайдами с гиперсылками в виде текста и картинок. Настройка навигации программы для создания презентаций.
294. Характеристика эксплуатации газодобывающего предприятия Чайковское ЛПУ МГ 1.48 MB
  Должностная инструкция инженера по эксплуатации оборудования газовых объектов. Фотография рабочего дня инженера по эксплуатации оборудования газовых объектов. План-график проведения ППР основного и вспомогательного оборудования.
295. Проектирование композитных трёхмерных объектов, сцен и разработка приложения интерактивной компьютерной графики 566.5 KB
  Описание алгоритма и исходного кода программы проектирования композитной трехмерной сцены (замок) и разработки приложения интерактивной компьютерной графики. Разработана и отлажена программа, реализующая представленные алгоритмы на языке С++ с использованием библиотеки OpenGL.
296. Технология производства сгущенного молока 1.72 MB
  Технологический процесс производства сгущенного молока как объекта управления. Текущее состояние производства сгущеных молочных продуктов в целом и тенденции его развития. Характеристика технологических процессов и оборудования.
297. Комплексная лаборатория исследований внеземных территорий 631 KB
  Моделирование фигур и полей малых тел солнечной системы. Обработка изображений, полученных с космических аппаратов в различных спектральных диапазонах. Моделирование поверхностей небесных тел и определение мест посадок космических аппаратов Фобос-Грунт. Создание тематических карт поверхностей небесных тел.
298. Система управления крупными промышленными предприятиями на примере ОАО НЛМК 187 KB
  Материнская компания как организационно-экономический центр управления. Характеристика управления деятельностью ОАО НЛМК. Организация управления в американских, западноевропейских и японских фирмах.
299. β-радиометрия объектов окружающей среды: определение содержания стронция 90 и калия 40 66.5 KB
  В ходе лабораторной работы я изучил взаимодействие β -частиц с веществом, способы защиты от β - излучения, принцип действия β -радиометра, методику приготовления проб для проведения измерений β –излучения радионуклидов.