Интерфейсы и интерфейсные БИС.

 

Подключение внешних устройств к системной шине часто осуществляется посредством электронных схем, называемых контроллерами ВВ (интерфейсными БИС). Разнообразные ПУ сопрягаются с МП - системой посредством небольшого числа унифицированных интерфейсных БИС. В их функции кроме непосредственно ВВ водит формирование периферийного интерфейса, то есть преобразование машинных данных в формат, необходимый устройству, и наоборот; перенос протокола обмена с МП на более высокий уровень, электрическое согласование сигналов.

Гибкость и универсальность интерфейсных БИС достигается путем программирования выполняемых ими функций. Для каждого МП выпускается набор вспомогательных БИС, образующий микропроцессорный комплект (МПК). Набор вспомогательных БИС для процессоров 8080\8085 фирмы INTEL, удовлетворяющих требованиям на шину MICROBUS, включает в себя около 20 микросхем. Рассмотрим наиболее популярные интерфейсные БИС этого семейства и их применение.

 

Параллельный ввод-вывод(PIO).

Микросхема программируемого параллельного ввода-вывода (PIO) предназначена для передачи данных через 8 - битные порты в ВУ. УГО типичной микросхемы PIO и распределение адресов между регистрами в PIO показаны на рис.5.7. Байт данных передается по шине данных, а две линии адреса А0 и А1 обеспечивают адреса 4-х регистров PIO. Регистр управления при записи применяется для выбора направлений портов и режимов передачи. При чтении в определенном режиме регистра управления можно получить информацию и состоянии процесса обмена с ВУ.

Рис 5.7. Микросхема программируемого параллельного ввода-вывода.

 

Типовыми режимами параллельного ввода-вывода являются: прямой однонаправленный ввод или вывод, ввод или вывод с квитированием и двунаправленный ввод-вывод. Выбор режима задается форматом управляющего слова в регистре управления.

Наиболее широко распространенными PIO для 8085 являются м./сх 8255 и 8155 фирмы Intel. Формат управляющего слова и режимы для PIO 8255 приведен на рис. 5.8.

 

Рис 5.8. Формат управляющего слова для PIO 8255.

 

 

Рис 5.9. Ввод с квитированием для PIO 8255.

 

 

Одним из типовых вариантов является подключение через микросхему программируемого параллельного ввода-вывода микросхем АЦП и ЦАП к магистрали МПС..

 

 

Рис 5.10. Подключение микросхем АЦП и ЦАП через PIO к магистрали МПС.

 

 

 

Рис 5.11. Формат управляющего слова и программирование PIO для работы с АЦП.

 

 

Рис 5.12. Временные диаграммы работы PIO и АЦП.

 

Функции контактов 8155 приведены на рис.5.9, 5.10, инициализация и пример применения 8255 приведены на рис.5.11—5.12.

 

 

Последовательный ввод-вывод

Универсальный асинхронный приемопередатчик(UART) применяется для организации последовательного ввода-вывода, т. е. когда требуется передать 8 бит по одной 2 –проводной линии. При асинхронной передаче 8 –и битный символ данных окаймляется стартовым и стоповым битами. Регистр управления перед началом передачи должен быть инициализирован и выбраны параметры: скорость передачи, число стартовых и стоповых бит, паритет. Поскольку микросхемы UART работают с TTL уровнями, а последовательный интерфейс, например RS-232c, требует других сигналов, то для соединения UART с разъемом последовательного интерфейса требуется схема преобразователя уровней.

Стандартным UART, через который система с 8085 подключается к линии связи является 8251. Микросхема содержит 4 адресуемых регистра, которые выбираются сигналами A0,RD,WR в соответствии с табл.3. Внешние соединения 8251 приведены на рис 5.13, а формат управляющего слова на рис.5.14. регистр управления также используется для задания коэффициента деления частоты (1,16, 64). Для получения всего диапазона скоростей частота должна быть переменной и программируемой(например, счетчик в 8155).

В качестве примера контроллера на 8085 и содержащего RAM, ROM, PIO и UART на рис 5.15. показана схема кассового аппарата.