Альтернативные функции

Общие сведения.

Организация портов ввода вывода микроконтроллера 8051.

Дуплексный обмен

Полудуплексный обмен

Симплексный обмен

Асинхронный обмен

Алгоритмы обмена данными

Порты ввода-вывода предназначены для связи микроконтроллера с различными объектами и могут реализовывать различные алгоритмы обмена данными:

Ø асинхронный программный обмен,

Ø синхронный обмен,

Ø ввод-вывод с сигналами квитирования.

Обмен данными между портами и объектами обеспечивается специальными подпрограммами - драйверами, создаваемыми индивидуально для каждого объекта.

В режиме асинхронного программного обмена ввод и вывод данных производится по программе в моменты выполнения инструкций ввода и вывода данных. Предполагается, что объект всегда готов к обмену: при вводе - данные в момент выполнения инструкции in присутствуют на линиях порта, при выводе - данные будут прочитаны с линий порта до следующего вывода.

Симплексным считается однонаправленный обмен данными. Такой обмен обычно является синхронным. В этом случае каждое изменение данных на линиях порта сопровождается сигналом синхронизации (стробом). Строб генерируется источником данных и предназначается для задания момента записи данных в регистр приемника.

При выводе данных сигнал строба должен сформировать микроконтроллер, используя для этого специальные линии шины управления или отдельные биты портов ввода-вывода.

Полудуплексным считается двунаправленный синхронный обмен, при котором в любой момент времени передача данных может производиться только в одном направлении. Направление передачи данных порта меняется в процессе работы в зависимости от решаемой в текущий момент задачи.

Дуплексным считается двунаправленный синхронный обмен, при котором в любой момент времени возможна передача данных в двух направлениях. В этом случае для передачи данных в каждом направлении выделяется свой однонаправленный порт.

Количество портов - 4. Название - P0...P3, они адресуются как регистры специальных функций. Разрядность - 8 с возможностью побитной адресации разрядов. Направление обмена информацией через порты - все порты двунаправленные, причем имеется возможность в каждом порту часть разрядов использовать для ввода данных, а часть для вывода.

Из-за ограниченного количества выводов корпуса ИМС микроконтроллера, большинство выводов используется для выполнения двух функций - в качестве линий портов и для альтернативных функций:

• Порты P0 и Р2 используются при обращении к внешней памяти. При этом на выходах P0 младший байт адреса внешней памяти мультиплексируется с вводимым/выводимым байтом. Выходы Р2 содержат старший байт адреса внешней памяти, если адрес 16-разрядный. При использовании восьмиразрядного адреса портом Р2 можно пользоваться для ввода-выввода информации обычным образом. При обращении к внешней памяти в P0 автоматически заносятся 1 во все биты. Информация в Р2 при этом остается неизменной.
• Порт P3 помимо обычного ввода и вывода информации используется для формирования и приема специальных управляющих и информационных сигналов. Разряды порта (все или частично) при этом могут выполнять следующие альтернативные функции. Альтернативные функции могут быть активированы только в том случае, если в соответствующие биты порта P3 предварительно занесены 1. Неиспользуемые альтернативным образом разряды могут работать как обычно.

Вывод порта	Альтернативная функция
РЗ.0	RXD - вход последовательного порта
Р3.1	TXD - выход последовательного порта
РЗ.2	INT0 - внешнее прерывание 0
Р3.3	INT1 - внешнее прерывание 1
РЗ.4	Т0 - вход таймера-счетчика 0
РЗ.5	Т1 - вход таймера-счетчика 1
РЗ.6	WR - строб записи во внешнюю память данных
РЗ.7	RD - строб чтения из внешней памяти данных

Таблица 1.10 Альтернативные функции портов.