Порты ввода/вывода МК

Каждый МК имеет некоторое количество линий ввода/вывода, которые объединены в многоразрядные (чаще 8-разрядные) параллельные порты ввода/вывода. В памяти МК каждому порту ввода/вывода соответствует свой адрес регистра данных – регистра ввода/вывода. Обращение к регистру данных порта ввода/вывода производится теми же командами, что и обращение к памяти данных. Кроме того, во многих МК отдельные разряды портов могут быть опрошены или установлены командами битового процессора.

В зависимости от реализуемых функций различают следующие типы параллельных портов:

однонаправленные порты, предназначенные только для ввода или только для вывода информации;

двунаправленные порты, направление передачи которых (ввод или вывод) определяется в процессе инициализации МК;

порты с альтернативной функцией (мультиплексированные порты).

Отдельные линии этих портов используются совместно со встроенными периферийными устройствами МК, такими как таймеры, АЦП, последовательные интерфейсы; порты с программно-управляемой схемотехникой входного/выходного буфера.

Порты ввода/вывода выполняют роль устройств временного согласования функционирования МК и объекта управления, которые в общем случае работают асинхронно.

Типичная схема, реализующая обмена информацией между МК и внешним устройством двунаправленного порта ввода/вывода приведена на рис. 4.4.

Рис. 4.4. Типовая схема двунаправленного порта ввода/вывода МК.

Триггер управления разрешает вывод данных на внешний вывод. В современных МК, как правило, обеспечивается индивидуальный доступ к триггерам данных и управления, что позволяет использовать каждую линию независимо в режиме ввода или вывода.

Необходимо обратить особое внимание на то, что при вводе данных считывается значение сигнала, поступающее на внешний вывод, а не содержимое триггера данных. Если к внешнему выводу МК подключены выходы других устройств, то они могут установить свой уровень выходного сигнала, который и будет считан вместо ожидаемого значения триггера данных.

Другим распространенным вариантом схемотехнической организации порта ввода/вывода является вывод с "открытым истоком", называемый еще "квазидвунаправленным". Такая организация вывода позволяет создавать шины с объединением устройств по схеме "монтажное И".