Организация параллельного интерфейса. Программируемый параллельный периферийный адаптер 580ВВ55

ВОПРОСЫ.

1.Организация параллельного интерфейса. Программируемый параллельный периферийный адаптер 580ВВ55.

2. Пример программно-аппаратной организации интерфейса в МПС. (УМК-580)

Литература.

1. Курс лекций по дисциплине «Цифровые устройства», Севастополь, СВМИ, 2007 г, лекция № 39 (электронный вариант).

Лекция рассмотрена и обговорена на заседании кафедры РТС,

протокол № 1 от 30.08.2007 р.

В качестве порта ввода-вывода ранее было рассмотрено использование многофункционального буферного регистра (МБР). Но в составе микропроцессорного комплекта БИС серии К580 имеются специальные схемы программируемых периферийных адаптеров (ППА), или программируемых контроллеров. Внутреннее устройство программируемых контроллеров схоже с центральным процессором. Каждый имеет регистр, являющийся, по сути дела, регистром команд, несколько регистров данных и регистр состояния, подобный регистру флагов ЦПЭ.

Каждый контроллер периферийных устройств выпол­няет следующие функции:

расшифровывает адрес, полученный из ЦПЭ, и выде­ляет только то внешнее устройство, код которого совпадает с указанным адресом;

декодирует код команды и организует ее выполнение;

посылает в ЦПЭ информацию о состоянии периферий­ного устройства, в частности о готовности к обмену данными, запрашиваемую ЦПЭ.

Работой системы в целом, в том числе и обменом данными, управляет по-прежнему центральный процессор, но он лишь инициирует работу периферийных адаптеров в требуемые моменты времени (точнее, в требуемых точках программы), а фактическое выполнение происходит под управлением соответствующего программируемого контроллера.

Условное обозначение и структурная схема ППА КР580ВВ55 показаны на рис. 2.1. Схема ППА размещена в пластмассовом корпусе с 40 выводами. Низкий уровень сигнала на управляющем входе доступа ВМ разрешает информационную связь ЦПЭ с ППА. При отсутствии, сигнала ВМ и одного из сигналов ЧТ или ЗП линии.

данных находятся в высокоомном состоянии. По шине данных происходит не только обмен данными, но изасылка из ЦПЭ в ППА управляющих слов, определяю­щих основные режимы работы каналов ППА, а также передача в ЦПЭ информации о состоянии периферийного оборудования.

В составе ППА имеется три канала — А, В и С, образующих три 8-разрядных порта с различными харак­теристиками. Функциональное назначение каналов опре­деляется кодом управляющего слова, которое загружается микропроцессором в регистр управления адаптером. Селекцию одного из трех каналов А, В или С (или регистра управляющего слова при загрузке адаптера) производят сигналы на адресных входах А1 и А0, подключенных к младшим разрядам шины адреса. Направление обмена, задают управляющие сигналы, посту­пающие на входы ЧТ или З/П.

Каналы А и В состоят из 8-разрядных входных и выходных регистров с групповым управлением, т. е. все 8 разрядов сразу переводятся в режим ввода или вывода. Канал С разделен на два 4-разрядных подканала. Оба подканала в совокупности образуют 8-разрядный регистр.

В отличие от А и В канал С имеет не групповые цепи управления режимами, а поразрядное управление установкой и сбросом триггеров, образующих регистры обоих подканалов.

Режим работы каждого канала определяется содержи­мым регистра управляющего слова, в который заносится соответствующий код. Режимы каналов А и В устанавли­ваются независимо, а режим работы каждого подканала С зависит от режимов работы А и В. При каждом изменении режима работы любого канала все входные и выходные регистры сбрасываются в состояние 0. Внешние устройства системы подключаются непосред­ственно к выводам БИС ППА, т. е. каждый канал образует один порт. Это может быть как порт ввода, так и порт вывода — в зависимости от режима работы канала, задаваемого кодом управляющего слова. Комби­нирование режимов работы каналов обеспечивает работу БИС параллельного интерфейса практически с любым периферийным оборудованием.

Рис. 1. Условное графическое обозначение (а) и структурная схема (б) ППА

Работа каналов ППА возможна в трех режимах, обычно обозначаемых 0, 1 и 2.

В режиме 0 осуществляется асинхронный обмен данными с внешними устройствами через каналы А, В и оба подканала С без управляющих сигналов о готов­ности к работе и без подтверждения возможности обмена. Это означает, что данные, выводимые из микропроцессора по командам вывода, фиксируются в соответствующих регистрах ППА, а затем по линиям связи, передаются во внешние устройства. Данные хранятся в ППА до выполнения центральным процессором очередной команды вывода, после чего записанная в портах информация обновляется. В режиме ввода данные считываются в аккумулятор микропроцессора по команде ввода из соот­ветствующего порта. Поэтому изменение данных, посту­пающих из внешних устройств в интервалах между обра­щениями микропроцессора к портам, никак не отражается на работе системы управления.

Обычно режим 0 используется для ввода медленно меняющихся данных или каких-либо постоянных значений. При выводе в этом режиме на линиях, каналов можно программно формировать сигналы, соответствующие заданным временным диаграммам. Иными словами, в этом режиме можно программно управлять различным пери­ферийным оборудованием.

В режиме 1 обмен данными между ЦПЭ и внешними устройствами, подключенными к каналам А и В (или одно­му из них), происходит под управлением сигналов, форми­руемых в канале С, который используется не как порт данных, а как буферный регистр для управления вводом-выводом. В этом режиме ППА может быть исполь­зован для системного обмена с подтверждением готовности (квитированием). В этом случае порты А и В образуют канал обмена данными, а порт С используется для нако­пления и сохранения сигналов управления обменом. Ввод информации в порт осуществляется по стробирующему сигналу от внешнего устройства. При записи информации в порт формируется сигнал «Входной буфер полон» (ВхБП), запрещающий внешнему устройству ввод следующего слова до чтения центральным процессором содержимого буфера. Вывод информации в режиме 1 также сопровождается управляющими сигналами.

При организации прерываний любой из разрядов порта С может быть выбран разработчиком системы в качестве триггера формирования сигнала запроса пре­рывания ЗПР (INТ) и триггера фиксации сигнала разре­шения прерывания РПР (INТЕ). Программный доступ к разрядам порта С дает возможность программисту разработать различные процедуры обработки прерываний применительно к структуре микропроцессорной системы.

В режиме 2 может работать только канал А. При этом канал В также может работать, но только в режиме 0 или 1. Линии канала А в режиме 2 приобретают свойство двунаправленности и поэтому могут быть подклю­чены к внешнему устройству, также использующему дву­направленные линии (дуплексный обмен). Управляющие сигналы в режиме 2 такие же, как в режиме 1. Переводом линий канала А в режимы ввода и вывода управляют поступающие от внешних устройств сигналы «Строб приема» и «Разрешение приема». При их отсут­ствии линии канала А остаются в высокоомном состоянии.

При выполнении команд ввода или вывода микро­процессор устанавливает на линиях А7—АО шины адреса (рис. 2.1) номер порта, с которым должен происходить обмен.

Таблица 1. Сигналы управления и функции ППА

Разряды А7— А2 подаются на контроллер ввода-вывода (селектор микросхемы), выходной сигнал которого подается на вход ВМ и определяет, какая из микросхем ППА должна быть активизирована. Младшие разряды шины адреса подключаются к выводам А1, АО и опреде­ляют, по какому из каналов данного ППА будет про­исходить обмен (табл. 2.1). Так же задается и обращение к регистру управляющего слова при программировании адаптера.

Значения отдельных битов управляющего слова пока­заны на рис. 2.2. Управляющее слово, которое требуется по условиям работы системы, должно быть сформировано в аккумуляторе, а затем по команде вывода (OUT) перенесено в регистр управляющего слова ППА.

Как уже указывалось, любой из разрядов порта С может быть индивидуально установлен в 0 или 1 по команде OUT, которая выдает управляющее слово установки разрядов. Это слово записывается в регистр управляющего слова ППА (табл. 2.2). В зависимости от кода, записанного в разрядах D3 — D1, выбирается раз­ряд порта С, значение которого будет изменено при записи управляющего слова (рис. 2.3). Если необходимо изменить состояние нескольких линий порта С, то загружают после­довательно несколько управляющих слов. Значения разрядов D6—D4 произвольное. Разряд D7 содержит признак управления: если он равен единице, то переда­ется управляющее слово, а если нулю, то выдается слово установки разрядов канала С.

Рис. 2.Формат управляющего слова ППА

Таблица 2. Слово состояния ППА

Рис. 3 Индивидуальная установка разрядов порта С

При начальной установке микропроцессора на соответ­ствующий вход ППА должен быть подан сигнал СБР. По этому сигналу все порты ППА настраиваются на выполнение операций ввода в режиме 0 и во всех раз­рядах записываются нули. Только после этого можно задавать нужные режимы работы каналов. Начальная установка необходима также при смене режимов работы. Смена режимов может производиться в ходе выполнения прикладной программы путем загрузки нового управляю­щего слова по команде OUT. Это позволяет простыми программными средствами изменять структуру периферий­ных устройств микропроцессорной системы управления технологическим оборудованием.

Дата добавления: 2014-01-20