Робота із зовнішніми пристроями. Паралельний інтерфейс

Мікропроцесор сам по собі, навіть разом із пам'яттю, - це замкнений пристрій, здатний обробляти інформацію, але позбавлений інформаційного контакту із зовнішнім світом. Джерелами інформації, що постачається до мікропроцесора, а також споживачами інформації, обробленою останнім, є зовнішні пристрої (ЗП): клавіатура, дисплей, притер, магнітна пам'ять, АЦП, ЦАП та ін. Зв'язок 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 в паралельному форматі (паралельні інтерфейси), коли передача багаторозрядного слова здійснюється одночасно за всіма розрядами, і в послідовному (послідовні інтерфейси), коли передача інформаційного слова виконується за бітами - 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

Синхронний метод

При синхронному методі джерело інформації (ДЖ) виставляє дані на ПІД на певний проміжок часу період синхронної передачі сигналу. Припускається, що приймач (ПР) уже готовий до сприймання інформації та 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 прийняв дані.

При синхронному методі робота ДЖ і ПР повинна бути суворо узгоджена в часі. Цей метод звичайно застосовується для передачі сигналів усередині ЕОМ або мікропроцесорної системи, де

узгодженням роботою блоків та вузлів управляє керуючий пристрій, а темп роботи задає генератор тактових імпульсів.

Асинхронний метод

Цей метод використовується здебільшого для обміну інформацією між МП та ЗП. Запит від ЗП на обмін інформацією може надійти до МП у будь-який момент часу й тому ЗП має попередньо повідомити МП, щоб той устиг 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 ПІД, знімає строб даних і переходить у свій початковий стан. Усю цю процедуру можна зобразити часовою діаграмою (рис. 7.1).

1. Джерело попереджає приймач про передбачувану видачу даних.

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

3. Приймач підтверджує, що він прийняв дані (видає, так би мовити, "квитанцію").

4. Джерело знімає строб запиту.

5. Джерело знімає дані.

6. Приймач знімає сигнал підтвердження.

Асинхронно-синхронний метод

Такий метод обміну інформацією є проміжним щодо двох попередніх. Він застосовується звичайно при послідовній передачі даних, коли біти передаваного слова видаються послідовно в часі, один за одним. Цей метод зручний для зв'язку на далекі відстані. Часову діаграму передачі слова за цим методом зображено на рис. 7.2.

За асинхронно-синхронним методом джерело повідомляє за допомогою так званого стартового сигналу про те, що через деякий

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

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

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

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

АО. А1 - адресні входи; вони визначають, який із портів буде задіяний. Значення комбінацій цих сигналів подано у табл. 7.1.

Структурну схему ППА зображено на рис. 7.4. Порти А, В та С, а також виводи D обладнані двоспрямованими буферними регістрами, які зберігають дані, уведені до ППА або ті, що підлягають виведенню з нього. Порти А і В мають по 8 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 СЗ - CO;

в) окремо по кожному біту; цей режим використовується для формування супроводжуючих сигналів при асинхронному обміні та 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 рівня подасться на вхід CS ППА. Два молодші розряди адреси А1 та АО здійснюють вибір порту або РКС.