Последовательные порты ввода

Периферийные модули

В рассмотренных микропроцессорах реализовано аппаратно 4-ре последовательно порта ввода/вывода.

1)I²C (SMBAS)

2)SPI

3)UARTO

4)UART1

3,4-универсальный синхронный приемопередатчик

Каждый из интерфейсов реализован на аппаратном уровне, широко использует систему прерывания и требует минимального вмешательства со стороны программы. Все интерфейсы не имеют общих аппаратных ресурсов и могут использоваться одновременно.

1)SMBAS-представляет собой 2-проводную двунаправленную последовательную шину, отвечающую стандартам протокола I²C.Системный контроллер считывает данные с последовательной шины а также записывает их значение побайтно с помощью аппаратного модуля, который автоматически управляет последовательной передачей данных. Для обеспечения возможности работы устройств с различной скоростью передачи данных, модуль использует растягивание синхросигнала за счет задержания низкого уровня. Данный модуль может работать в режимах ведущего или ведомого. В режиме ведущего модуль обеспечивает управление линии данных, генерацию тактовых импульсов, синхронизацию, арбитраж, управление условиями СТАРТ и СТОП.

Для доступа к интерфейсу используются 5 регистров специального назначения:

1. регистр управления - используется для управления модулем и для его настройки

2. регистр остановки тактовой частоты - управляет частотой тактовых импульсов вызываемых на линию синхронизации в режиме ведущего. Данный регистр содержит 8-ми разрядное слово, которое загружается в специальный таймер. Этот таймер считает в прямом направлении и его переполнение изменяет сигнал синхронизации на противоположный

3. регистр данных - это буферный регистр, в который передаются и принимаются и из которых передаются данные путем сдвига старшего разряда вперед.

4. Данный регистр содержит последний байт данных, который присутствует в данный момент на шине

5. регистр адреса - содержит адрес ведомого устройства при формировании интерфейса SMBAS.Содержимое этого регистра игнорируется если модуль работает в режиме ведущего.

6. регистр состояния - содержит 8-миразрядный код, показывающий текущее состояние модуля. Может формировать 28 состояний.

Модуль SPI.

Данный модуль обеспечивает доступ к гибкой полнодуплексной синхронной последовательной шине и может выполнять функции ведущего или ведомого устройства в 3-х или 4-х проводном режимах. Модуль поддерживает работу в системе с несколькими ведомыми и ведущими устройствами. Данный интерфейс формирует 4 различных прерывания, определяемых признаками состояния.

1)флаг события по завершению передачи приема

2)флаг конфликта записи

3)флаг переполнения приемника

4)флаг ошибки режима

Для доступа к интерфейсу используют 4 регистра специального назначения:

1)регистр управления

2)регистр данных

3)регистр установки тактовой частоты f

4)регистр конфигурации

Универсальный модуль UART-универсальный синхронный приемопередатчик.

Представляет собой усовершенствованный последовательный порт для организации передачи данных в асинхронном режиме. Данный модуль имеет возможность работы в полнодуплексном синхронном режиме и поддерживает организацию связи с несколькими микроконтроллерами. Модуль содержит специальный регистр-буфер для временного хранения, что позволяет организовывать передачу данных до завершения чтения предыдущего байта. С работой UARTсвязаны 2 регистра специального назначения:

1)регистр управления конфигурацией

2)буферный регистр

Одна и та же ячейка памяти обеспечивает доступ как к приемнику, так и передатчику, при этом чтение регистра обеспечивает доступ к регистру приемника, а запись-к регистру передатчика.

С модуля можно работать в режиме опроса и в режиме прерывания, причем модуль имеет 2 источника прерывания:

1)от передатчика (Tx)

2)от приемника (Rх)

Модуль UARTмикроконтроллера поддерживает 4 независимых режима работы:

1 )режим «0». Обеспечивает синхронный полудуплексный обмен данными,

при этом данные передаются и принимаются по линии Rх, а линия Tхиспользуется для синхронизации в качестве импульсов сдвига. В этом режиме работы микроконтроллер является ведущим, т. к непосредственно он генерирует импульсы сдвига. В этом режиме передача данных происходит записью байта данных в буферный регистр. Прием данных осуществляется установкой в «1» флага включения приемника. Скорость передачи в этом режиме равна:

V= 1/12f_такт

В данном режиме линия Rхработает как вход с открытым стоком и требует внешнего подтягивающего регистра.

2)Режим «1». Обеспечивает стандартный асинхронный полнодуплексный режим обмен данными с использованием 10 бит для передачи 1 байта данных в формате:1-стартовый бит, 8-битов данных,1-стоповый бит. Передача данных осуществляется младшим разрядом вперед. Данные передаются через Tх, принимаются-по линии Rх. Передача инициируется загрузкой данных в буферный регистр, прием данных- установкой в единицу флага включения приемника.

После загрузки стопового бита, загруженный ранее байт данных аппаратно загружается в буферный регистр. Скорость передачи данных определяется функцией переполнения таймера. Для задания скорости передачи данных в этом режиме используется таймер 1(в режиме 8-ми разрядного таймера-счетчика с автоперезагрузки), а также таймер 2,3,4.

3)Режим «2». Обеспечивает полнодуплексный асинхронный обмен данными с использованием 11 бит в формате: 1-стартовый бит,8-бит данных, 9-тый—программируемый и стоповый бит.

Данный режим поддерживает организацию связи с несколькими микроконтроллерами, а также аппаратное распознавание адреса.

9-тый принимаемый бит при приеме сохраняется в специальном разряде регистра управления модулем, причем стоповый бит игнорируемый. Передача данных осуществляется загрузкой в буферный регистр,прием данных-установкой в «1» флага включения приемника. Завершение приема данных 8-ми разрядного приема данных сопровождается сохранением результатов в буферный регистр. Скорость передачи данных в этом режиме равна:

V=1/32=1/64 f_такт

4) Режим «3». Использует протокол передачи аналогично второму, т е стартовый бит-9 разрядов данных-стоповый бит, при этом скорость передачи данных определяется функцией переполнения таймеров 1,2,3,4. Система поддерживает аппаратное распознавание адресов и организацию связи с несколькими устройствами.

Регистр UART.

1)регистр управления

2)регистр состояния

3)буферный регистр

4)регистр адреса ведомого(содержит адрес ведомого устройства и является битовой маской)

5)регистр разрешения адреса ведомого устройства

Дата добавления: 2014-01-05