ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4.

ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ПЕРИФЕРИЙНЫЙ АДАПТЕР КР 580 ВВ 55 (СТРУКТУРА. РЕЖИМ РАБОТЫ. СПОСОБЫПРИМЕНЕНИЯ.)

Теоретическая часть

Программируемый периферийный адаптер параллельного ввода – вывода КР 580 ВВ 55

Асинхронный процесс обмена данными между микро-ЭВМ и внешними устройствами, а также требования наиболее рационального распределения времени работы ЭВМ приводят к необходимости разработки интерфейсных устройств при организации обмена данными. Задача таких устройств состоит в приёме данных по сигналам управления, формирования сигналов указывающих на наличие данных в устройстве, выдаче данных по сигналам управления, а также формировании сигналов, указывающих на готовность к приёму новых данных. Процесс обмена информацией организуется интерфейсным устройством под действием сигналов управления, поступающих от микро-ЭВМ и внешнего (периферийного) устройства.

Технология БИС позволяет создавать универсальные многофункциональные интерфейсные устройства ввода/вывода параллельной информации. Такие устройства могут быть программируемыми и применяться для двунаправленной передачи данных и сигналов управления. Микро-ЭВМ информируется о готовности устройства к обмену данными, как правило, по сигналам прерывания. Обмен данными осуществляется путем обращения микро-ЭВМ к устройству ввода-вывода (ВВ) как к адресу памяти или внешнему устройству (ВУ). Таким образом, интерфейсные устройства ВВ параллельной информации позволяют согласовать во времени процесс обмена данными между микро-ЭВМ и ВУ при рациональном использовании времени работы микро-ЭВМ.

Программируемый периферийный адаптер (ППА) КР 580 ВВ 55 (рис 4.1) – это однокристальное программируемое устройство параллельного ВВ информации произвольного формата. Он применяется в качестве элемента ВВ общего назначения, сопрягающего различные типы периферийных устройств с магистралью данных систем обработки информации. В состав осуществляемых им процедур входит параллельный обмен данными с квитированием или без него как в режиме программного управления, так и по прерываниям. При этом обеспечивается организация не только однонаправленного, но и двунаправленного ВВ. Определение и переопределение типа интерфейса выполняется программными методами с помощью специальных процедур инициализации.

Структура КР 580 ВВ 55.

В состав ППА (рис.4.2) входят три двунаправленных 8-разрядных порта А, В, С, содержащие буферные регистры и шинные формирователи с тремя состояниями, два устройства управления группами портов А и В и интерфейсная логика для согласования с системной магистралью. Схема управления содержит регистр управляющего слова CW (Control Word), который доступен только для записи. Обмен информацией между МП и внутренними регистрами ППА осуществляется через двунаправленный трёхстабилиный шинный формирователь D7-00 (Data Bus) и управляется согласно табл.4.1 следующими сигналами соответствии с требованиями к нише Microbus: CS/ (Chip Select) – сигнал выбора кристалла (выбора данной микросхемы), для формирования которого можно использовать линии А2-А15 шины адреса; А0, А1 (Address) – сигналы адресной шины выбирают один из внутренних регистров и в сочетании с входными сигналами CS/, WR/, RD/ определяют тип выполняемого обмена; RD (Read) – сигнал чтения, подаётся на выдачу информации из соответствующего порта на шину данных D7-D0; WR/ (Write) – сигнал записи, дающий возможность принять данные из шины данных D7-D0 в соответствующий порт.

RESET – сигнал аппаратного сброса БИС в исходное состояние, при котором все внутренние регистры ППА, включая регистр управляющего слова CW, устанавливаются в «0». Сброс регистра CW соответствует переводу всех портов в режим прямого ввода без квитирования.

Таблица 4.1.

Обмен информацией между МП и внутренними регистрами ППА

Режимы работы КР 580 ВВ 55

ППА КР 580 ВВ 55 используется для организации интерфейса, когда логика обмена заранее не известна или характеристики процедур обмена во время работы микропроцессорной системы должны меняться. В его состав входит программно-доступный регистр управляющего слова CW, который и определяет режимы работы адаптера. Программный доступ к управляющему регистру со стороны ЦП даёт возможность оперативно управлять работой ППА и изменять характеристики интерфейса.

Микросхема может функционировать в трёх основных режимах:

1. Режим 0 – простой ввод/вывод, в котором обеспечивается возможность синхронной программно-управляемой передачи данных через два независимых 8-разрядных канала портов А и В и два 4-разрядных канала порта С.

2. Режим 1 – стробируемый ввод/вывод, в котором может происходить ввод или вывод информации в/или из периферийного устройства через два независимых 8-разряжных канала портов А и В по сигналам квитирования, при этом линии канала С используются для приёма и выдачи сигналов управления обмена.

3. Режим 2 – даёт возможность организовать обмен информацией с периферийными устройствами через двунаправленный 8-разрядный канал порта А по сигналам квитирования для передачи и приёма сигналов управления обменом используются линии канала С.

Настройка ППА выполняется программно с помощью специального управляющего слова MS (Mode Selection), которое назначает режим работа каждому каналу. Эти режимы могут быть изменены в любое время. Для хранения МС используется CW.

Регистр управляющего слова CW 7-разрядный. Запись в него осуществляется только при передаче в ППА управляющего слова с D7 = 1 (признак слова MS), которая определяет режим работы каждого канала ВВ в соответствии с форматом, приведённом на рис.4.3. При записи нового управляющего слова все буферные регистры портов устанавливаются в ноль. При D7 = 0 управляющее слово применяется для независимой установки (сброса) разрядов выходного порта С и носит название BSR (Bit Set/Reset). Его формат приведён на рис.4.4.