Техническое описание 3.093.138 ТО.

1.1. ВВЕДЕНИЕ

 

1.1.1 Настоящее техническое описание 3.093.138 ТО (в дальнейшем ТО) предназначено для изучения технических характеристик адаптера АПД 3.093.138 (в дальнейшем ААПД).

1.1.2 При изучении ААПД необходимо пользоваться следующими документами:

1) ГОСТ 18145-81 “Цепи на стыке С2 аппаратуры передачи данных с оконечным обо­рудованием при последовательном вводе-выводе данных. Номенклатура и технические требования”.

2) НМ МПК по ВТ 10-78 “Система малых электронных вычислительных машин. Ин­терфейс для радиального подключения устройств с последовательной передачей информации - ИРПС”.

3) Паспорта, технические описания, инструкции по эксплуатации на используемые в ААПД интегральные микросхемы.

4) схемой электрической принципиальной 3.093.183 Э3.

5) сборочным чертежом 3.093.142 СБ.

 

 

1.2. НАЗНАЧЕНИЕ ААПД

 

1.2.1. ААПД предназначен для использования в составе персональных профессиональных электронных вычислительных машин (ПП ЭВМ “Искра 1030.11”).

1.2.2. ААПД предназначен для организации дистанционной передачи данных при:

1) температуре окружающего воздуха от 10 до 50оC;

2) относительной влажности воздуха от 40 до 80% при температуре 25оC;

3) атмосферном давлении от 84 до 107 кПа.

 

1.3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

 

1.3.1. ААПД в составе технических средств, в которые он входит, обеспечивает возможность одновременной и независимой работы:

1) по шести каналам ИРПС: ИРПС1 - ИРПС6;

2) по телефонному каналу.

1.3.2. ААПД обеспечивает возможность автоматического установления входящего и исходящего соединения по коммутируемым телефонным каналам с помощью устройств автоматического вызова (УАВ), подключаемых к ААПД по стыку С2, серия 200.

1.3.3. ААПД обеспечивает передачу данных по коммутируемым и некоммутируемым телефонным каналам связи с помощью УПС, подключаемых к ААПД по стыку С2, серия 100.

1.3.4. Номенклатура сигналов обмена с УПС и УАВ и размещение их по контактам разъема ААПД приведены соответственно в табл.1 и табл.2.

Уровни сигналов обмена по стыку С2 следующие:

1) состоянию двоичной “1”, “Выкл” соответствует уровень сигнала от -3 до -12 В;

2) состоянию двоичного “0”, “Вкл” соответствует уровень сигнала от 3 до 12 В.

1.3.5. ААПД обеспечивает взаимодействие с удаленными устройствами ввода - вывода по рангу ИРПС. Номенклатура цепей взаимосвязи и их размещение по контактам разъема приведены в табл.3. Состоянию двоичной “1” соответствует ток от 15 до 25 мА, состоянию двоичного “0” со ответствует ток от 0 до 3 мА.

1.3.6. ААПД обеспечивает подключение к системному.

интерфейсу. Номенклатура логических сигналов обмена с системным интерфейсом и их размещение по контактам разъема XI и Х2 приведены в табл.4.

1.3.7. Параметры сигналов обмена ААПД с системным и локальным интерфейсом соответствуют параметрам ИС серий К155, КР580: двоичной "1" соответствует напряжение от 0 до +0,45 В, двоичному "О" соответствует напряжение от 2,4 до 4,8 В.

1.3.8. ААПД обеспечивает байт - ориентированную передачу данных в соответствии с протоколами байт - ориентированной передачи данных, используемыми теми техническими средствами, в состав которых он входит.

1.3.9. ААПД обеспечивает следующие технические параметры при работе по телефонному каналу связи:

1) передача данных: синхронная, асинхронная - устанавливается программным способом;

2) скорость передачи данных: при асинхронной передаче до 50, 100, 200, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 бит/с - устанавливается программным способом; при синхронной передаче не выше 19200 бит/с - определяется типом УПС;

3) структура символа:

при асинхронной передаче:

число стартовых битов - 1,

число информационных битов 5, б, 7, 8 - устанавливается программным способом;

число битов контроля по четности, нечетности - 1 или 0 - устанавливается

программным способом;

число стоп - битов - 1, 1.5 или 2 - устанавливается программным способом;

при Синхронной передаче:

число информационных битов - 5, б, 7, 8 - устанавливается программным способом;

число битов контроля по четности, нечетности - 1 или 0 устанавливается программным способом,

1.3.10. ААПД обеспечивает следующие технические параметры при работе по каналам ИРПС:

1) передача данных - асинхронная;

2) скорость передачи данных до 50, 100, 200, 600. 1200, 2400, 4800,9600 бит/с -устанавливается программным способом, одинаковая для ИРПС1 - ИРПС 5, для ИРПС6 -одинаковая со скоростью передачи по телефонному каналу связи;

3) дальность передачи - до 500 м;

4) структура символа:

число стартовых битов - 1;

число информационных битов - 5, 6, 7, 8 - устанавливается программным способом для каждого канала ИРПС;

число битов контроля по четности или нечетности - 1 или 0 - устанавливается программным способом;

число стоп-битов 1, 1.5, 2- устанавливается программным способом для каждого канала ИРПС.

1.3.11. Электропитание ААПД осуществляется от источников питания технического средства, в состав которого он входит;

(5 ±0.25) В при токе потребления не более ЗА;

(12±0.6) В при токе потребления не более 0.4 А;

минус(12±0.6) В при токе потребления не более 0.1 А. Размещение цепей питания по контактам разъемов приведено в табл.5

1.3.12. Элементная база ААПД - интегральные микросхемы серий К155, КР580,

К 170, КР 1810, дискретные элементы.

1.3.13. ААПД обеспечивает непрерывную круглосуточную работу.

 

Таблица 5

 

1.3.14. Средняя наработка ААПД на отказ не менее 40000 ч.

1.3.15. Средняя наработка ААПД на сбой не менее 1-109 символов при нормальных климатических условиях и номинальных значениях питающих напряжений.

1.3.16. Средний срок службы ААПД не менее 10 лет.

1.3.17. Габаритные размеры ААПД - 246х241х16 мм.

1.3.18. Масса ААПД не более 0.5 кг.

1.3.19. ААПД в упаковке для транспортирования выдерживает без повреждений:

1) воздействие температур окружающего воздуха от минус 50оС до плюс 50оС;

2) воздействие относительной влажности окружающего воздуха до 95% при темпера-

туре плюс 25оС;

3) воздействие транспортной тряски с ускорением 29.5 м/c2 при частоте ударов от 80 до 120 в минуту.

1.3.20. При работе с каналами связи следует предварительно припаять концы линий связи к разъёмам, находящимся в ЗИПе (типа РШ2Н-1-5 для подключения линии связи в ранге ИРПС и типа РШ2Н-1-29 для подключения линий связи в ранге С2).

Номенклатура распределения сигналов по контактам разъёма РШ2Н-1-29 (С2-100) приведена на рис.1. Распайка разъёмов для канала связи в ранге С2 производится в соответствии с рис.2, для каналов связи в ранге ИРПС производится в соответствии с рис.3.Витые пары проводов (длиною до 500 м), используемые для каналов ИРПС, должны соответствовать следующим техническим требованиям:

шаг скрутки, мм, не более 25;

сечение провода, мм2, не менее 0,2.

Пример соединения 2-х ПТК по каналам связи в ранге ИРПС, С2 приведён на рис.5, в ранге С2 через модем 1200КН.02 на рис.4.

Для проверки работы ПТК по каналам связи через ААПД к выходному разъёму Х3 ААПД подключить заглушку 6.433.027 из ЗИПа.

 

ВНИМАНИЕ!

При нарушении заземляющих контактов (вилок, розеток) корпус и “Общая” шина модуля процессора могут находится под переменным напряжением, передаваемым от сети через входной фильтр БФР, даже при выключенном питании модуля процессора.

В этом случае возможен выход из строя адаптера АПД в момент подключения или отключения кабеля связи (стык С2) к

(от) адаптеру (а) АПД или аппаратуры передачи данных. Для предотвращения этого явления должно быть обеспечено надёжное крепление заземляющего провода к корпусу БФР.

 

СОСТАВ ААПД

1.4.1. В состав изделия входит адаптер АПД - 1 шт.

 

1.5. УСТРОЙСТВО И РАБОТА ААПД

 

1.5.1. ААПД обеспечивает взаимодействие технических средств, в состав которых он входит, со стандартными средствами АПД и удаленными устройствами, подключаемыми по рангу ИРПС, и выполняет следующие основные функции:

1) одновременную независимую работу по всем каналам последовательной передачи данных ИРПС1 - ИРПС6, С2;

2) формирование сигналов прерывания при приеме очередного символа по любому из каналов передачи ИРПС1 - ИРПС6, С2;

3) преобразование передаваемых данных из параллельного формата в последовательный с заданными параметрами - скоростью передачи, длиной слова, формированием бита паритета;

4) контроль принимаемых последовательных данных по формату и паритету, а также на переполнение приемного буфера;

5) коммутацию цепей синхронизации приемо-передатчика стыка С2 - от внутреннего источника в асинхронном режиме или от внешнего (от УПС) - в синхронном;

6) трансляцию цепей серии 200 стыка С2 при работе с УАВ;

7) взаимодействие с магистралью, заключающееся в дешифрировании адреса обращения к узлу ААПД, формировании внутренних сигналов управления - команд записи и чтения, сигнала готовности для интерфейса и коммутации внутренней магистрали данных;

 

 

 

8) осуществление физического сопряжения с интерфейсом, генераторами и приемниками стыка С2, удаленными устройствами, подключенными по рангу ИРПС;

9) тестирование каналов ИРПС и С2, устанавливаемое и осуществляемое программным способом.

1.5.2. С целью обеспечения указанных функций ААПД включает следующие функциональные узлы:

1) генератор тактов;

2) узел синхронизации SYN1;

3) таймер SYN2;

4) узел шинных формирователей;

5) дешифратор адресов;

6) узел управления;

7) регистр ввода - вывода IOP;

8) узел приема - передачи стыка С2 IOS0;

9) узлы приема - передачи ИРПС1 - ИРПС6, IOS1 - IOS6;

10) узел прерывания INR;

11) узел генераторов и приемников стыка С2;

12) узел передатчиков и приемников ИРПС;

13) узел тестирования.

Структурная схема ААПД приведена на рис.1 Приложения. Схема электрическая принципиальная 3.093.138 Э3 приведена на рис.2 Приложения.

1.5.3. Основные функциональные узлы ААПД выполнены на программируемых микросхемах серии КР580:

1) узлы приема - передачи ИРПС1 - ИРПС6 и стыка С2 выполнены на микросхемах КР580ВВ51А;

2) узел синхронизации и таймер - на микросхемах КР580ВИ53;

3) узел прерываний - на микросхеме КР580ВВ59А;

4) узел ввода-вывода - на микросхеме КР580ИК55.

Функционирование этих узлов определяется техническими параметрами используемых микросхем и задаваемыми процессором инструкциями режимов (начальной загрузкой).

1.5.4. Адресация узлов ААПД 3.093.138 и их внутренних регистров приведена в табл.6.

1.5.5. Узлы приема-передачи ИРПС функционируют независимо друг от друга.

1.5.5.1. Они осуществляют преобразование данных, поступающих из процессора в параллельном формате, в последовательный, автоматически формируя заданный инструкцией режима формат последовательных данных (бит паритета, длину слова, число стоп-битов).

Готовность узла к передаче в канал связи очередного символа данных выявляется опросом регистра состояния этого узла.

1.5.5.2. При приеме данных из канала связи узлы приема-передачи ИРПС автоматически осуществляют контроль последовательных данных по паритету, наличияю стоп-битов, переполнению и преобразование в параллельный формат для передачи в магистраль процессора.

После накопления очередного символа, поступившего из канала связи, узел вырабатывает сигнал готовности принимаемых данных, поступающий на соответствующий вход узла прерывания.

1.5.5.3. В регистре состояния узла при выявлении ошибок в последовательных данных устанавливается соответствующий флаг ошибки.

1.5.6. Узел приема-передачи С2 функционирует

Таблица 6

полностью аналогично узлам приема-передачи ИРПС, и, кроме того, может быть запрограммирован для работы в синхронном режиме (при использовании синхронных модемов).

1.5.6.1. При поступлении из канала связи символа данных узел приема-передачи С2 также вырабатывает сигнал готовности принимаемых данных, поступающий на вход узла прерывания.

1.5.6.2. При передаче данных в канал узла связи готовность узла выявляется опросом регистра состояния узла.

1.5.7. Синхронизация данных в узлах приема-передачи ИРПС, а также узла приема-передачи С2 при работе в асинхронном режиме осуществляется при помощи узла синхронизации SYN1.

1.5.7.1. На входы независимых программируемых счетчиков этого узла поступает тактовая последовательность с частотой f=1228,8кГц и скважностью Q=2 со счетного триггера, на котором осуществляется деление на 2 частоты тактового генератора, стабилизированного кварцевым резонатором 2457,6 кГц.

1.5.7.2. В зависимости от условий синхронизации IOS узлов ИРПС и С2 (Х1, Х16 или Х64) и требуемой скорости приема-передачи последовательных данных в каналах связи счетчикам программным способом задается коэффициент деления входной частоты. Рекомендуемый коэффициент деления определяется условием синхронизации IOS - Х16.

1.5.7.3. На счетчике Сч1 формируется частота синхронизации данных для узлов ИРПС1- ИРПС3, на счетчике Сч0 - передатчиков узлов ИРПС6 и С2, на Сч2 -приемников и передатчиков ИРПС4 и ИРПС5.

1.5.7.4. Счетчики программируются в режиме 3 (генератор меандра). Коэффициенты деления счетчиков выбираются в соответствии с указаниями табл.7.

1.5.8. ААПД вырабатывает неуправляемую последовательность t и управляемую тактовую последовательность ТА для получения временных интервалов в соответствии с командами управления, вырабатываемыми программным способом в соответствии с п. 1.6.7 настоящего ТО.

1.5.8.1. Тактовая последовательность формируется путем деления входной частоты 1228,8 кГц. Деление осуществляется на Сч0 таймера SYN2.Коэффициент деления счетчика m1.На счетчике Сч1 таймера SYN2 осуществляется первая ступень деления для получения требуемой частоты ТА, коэффициент деления m2.

1.5.8.2. На счетчике Сч2 таймера SYN2 при помощи задания программным способом коэффициента деления осуществляется вторая ступень деления тактовой последовательности ТА. Коэффициент деления m3.

1.5.8.3. Сч2 таймера SYN2 может быть использован в режиме формирования временного интервала - его выход поступает на соответствующий вход узла прерывания INR.

1.5.8.4. Программирование таймера SYN2 (режим работы и коэффициенты деления счетчиков m1 - m3) целиком определяется требованиями технического средства, в состав которого входит адаптер.

1.5.9. Режим тестирования заключается в коммутации выхода последовательных передаваемых данных каждого из IOS узлов ИРПС1 - ИРПС6 и С2 на вход последовательных принимаемых данных. Режим задается программным способом, что позволяет проверить работоспособность приемо-передатчиков без остановки работы технического средства в целом.

 

 

 

Таблица 7

 

1.6. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ ААПД

 

1.6.1. Генератор тактов, собранный на элементах D15.1 и D15.2, резисторах R12 - R15 и конденсаторе С1, стабилизирован кварцевым резонатором В1.

Генератор выдает тактовую последовательность со следующими параметрами:

1) частота f=2457,6 кГц;

2) скважность Q=2;

3) относительная нестабильность не более 1*10-4.

С выхода генератора сигналы поступают на счетный триггер D16.1, на котором происходит деление частоты на 2. С его выхода тактовая последовательность с частотой f=1228,8 кГц поступает на входы узла синхронизации.

1.6.2. Узел шинных формирователей реализован на микросхемах D3, D14 - D14 КР580ВА86. Узел формирует внутреннюю двунаправленную магистраль данных и осуществляет физическое сопряжение ее с магистралью процессора.

Шинный формирователь D12 формирует шину данных для узлов IOS1, IOS4 - IOS6, D13 - для узлов IOP, INR и IOS0, D14 - для узлов SYN1,SYN2,IOS2,IOS3. По сигналам из дешифратора адресов на один из формирователей подается разрешающий сигнал Еt. Направление прохождения информации определяет задаваемая процессором операция -запись () или чтения ().

1.6.3. Дешифратор адресов построен на элементах D4, D5, D6, D8, D9.1.

В зависимости от комбинации сигналов на адресных шинах дешифратор вырабатывает сигналы выбора узлов адаптера (в соответствии с табл.8 и 9).D4 представляет собой запрограммированную микросхему КР556IPT5 и выдает в зависимости от комбинации адресных и управляющих сигналов на ее адресных и управляющих входах комбинацию сигналов на выходах. Сигналы на выходе D4 определяют, какой из дешифраторов D5, D6 должен быть активизирован, кроме того D4 транслирует сигналы двух младших разрядов адреса и сигналы A0 - A1.

При наличии игналана входе D4 он блокируется. При наличии сигнала INT на входе блокируется все выходы D4, кроме выходов CAS. Выбор одной из внутренних магистралей данных осуществляется на микросхемах D8 и D9.1.

1.6.4. Узел управления включает триггер D2 и отдельные части микросхем D7, D10, D11. На триггерах D2 осуществляется развязка сигналов управления чтением, записью, а также

 

начальной установки. С выхода D2:01 через D7.1 выдается сигнал записи на все узлы ААПД, с выхода D2:14 через D7.2 - сигнал чтения.

На D10.1 и D11.1, D11.2 вырабатывается сигнал готовности. Сигнал готовности вырабатывается при наличии одного из следующих трех условий:

сигнал записи в один из узлов ААПД (WR* ADR);

сигнал чтения одного из узлов ААПД (RD*ADR);

наличие сигналов подтверждения запроса прерывания и разрешения чтения кода прерывания (INTA*RA).

На элементах D11.1 и D11.2 осуществляется требуемая задержка сигнала готовности, величина которой составляет 600 - 700 нс.

1.6.5. Регистр ввода-вывода IOP выполнен на микросхеме D19 КР580ИК55, содержащей три независимых порта А, В и С. Регистр используется для ввода в процессор и вывода на генераторы стыка С2 ряда сигналов серий 100 и 200 управления режимом тестирования и таймером. Размещение сигналов по портам и

их распределение по разрядам шины данных (при обмене с процессором) приведено в табл.8.

Выбор режима в зависимости от сигналов в цепях управления определяется таблицей 9.

1.6.6. Узлы приёма-передачи выполнены на микросхемах КР580ВВ51А.

Узел приёма-передачи С2 - на микросхеме D20 (IOS0);

Узел приёма-передачи ИРПС1 - D21 (IOS1);

ИРПС2 - D22 (IOS2);

ИРПС3 - D23 (IOS3);

ИРПС4 - D24 (IOS4);

ИРПС5 - D25 (IOS5);

ИРПС6 - D26 (IOS6);

1.6.6.1. При программировании приёмо-передатчиков должно быть учтено следующее:

1) режим передачи IOS0 - в зависимости от требований к адаптеру синхронный или асинхронный;

Режим передачи IOS1 - IOS6 - асинхронный;

2) структура символа - в зависимости от требований к адаптеру;

3) для IOS в синхронном режиме - число синхросимволов в зависимости от требова-ний к адаптеру;

4) кратность синхронизации для IOS1-IOS6 и для IOS0 в асинхронном режиме должна быть согласована с коэффициентом деления счётчиков узла синхронизации. Предпочтительно 16 *V, где V- скорость приёма-передачи последовательных данных;

5) для IOS0 в синхронном режиме синхронизация - внешняя, SYNDET- в положении “Выход”.

1.6.6.2. Для обеспечения функционирования в узлах IOS1- IOS6 выходы RTS подключены ко входам CTS, а выходы DTR- ко входам DSR.

1.6.6.3. В режиме передачи для всех IOS - передача очередного байта данных- по результатам опроса регистра состояния IOS.

В режиме приёма - приём байта как по результатам опроса состояния IOS, так и по запросам прерывания от узла прерывания INR.

1.6.7. Узел прерывания INR выполнен на микросхеме D27 КР1810ВН59А и обеспечивает функционирование в двух режимах:

1) режим работы по запросам прерывания;

2) режим работы по результатам опроса.

Для обеспечения работы по запросам прерывания к узлу прерывания подключены цепи каскадирования CAS0-CAS2.

Подключение сигналов прерывания ко входам узла прерывания приведено в таблице 10.

1.6.8. Узел генераторов и приёмников стыка С2 осуществляет сопряжение сигналов ТТЛ с биполярными сигналами по цепям стыка С2.

Генераторы стыка выполнены на микросхемах D32- D36 К170АП2, приёмники- D38- D40 К170УП2.

1.6.9. Передатчики ИРПС Пд1- Пд6 осуществляют физическое преобразование сигналов ТТЛ в токовые посылки (20 мА токовая петля), а приёмники Пр1- Пр6- обратное преобразование.

Передатчик ИРПС включает токовый ключ на транзисторе V2, являющемся регулятором тока, транзистор V1 включен в цепь регулирующей обратной связи. Диоды V3, V4 выполняют защитные функции.

Приёмник ИРПС включает транзисторный оптрон V3,

 

выполняющий функцию гальванической развязки. Транзистор V2 усиливает сигнал с выхода оптрона, диод V1 осуществляет защитную функцию.

1.6.10. Узел тестирования построен на шинных формирователях D28 и D29 и коммутаторах D30 и D31. В режиме тестирования сигналы коммутируются в соответствии с таблицей 11.

 

1.7. КОНСТРУКЦИЯ ААПД.

 

1.7.1. Конструктивно ААПД выполнен на типовой плате “Е2” с тремя разъёмами Х1-Х3 СНП 59-64/94х11 В-23-2-В.

1.7.2. Вилки Х1 и Х2 используются для подключения ААПД к магистрали процессора, к локальному или системному интерфейсу (в зависимости от варианта исполнения ААПД).

 

1.7.3. Вилка Х3 используется для подключения к ААПД удалённых устройств по каналам ИРПС1-ИРПС6, а также УПС и УАВ по цепям серии 100 и 200 стыка С2.

1.7.4. Вилка Х3 размещена в одном конструктиве с планкой, снабжённой экстракторами. Планка имеет гнёзда для фиксации ответной части разъёма Х3.

1.7.5. Перечисленные выше каналы связи могут быть подключены к ААПД либо непосредственно распайкой на одной розетке, сопрягаемой с Х3, либо каждый своим

разъёмом к устройству коммутирующему5.280.003.

 

1.8. МАРКИРОВКА.

 

Маркирование ААПД осуществляется наклейкой на рамку съёмника шильдика с надписью “ААПД”.

 

1.9. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ААПД.

 

Эксплуатация ААПД осуществляется в соответствии с 1.320.003-04 ТО (п. 9.7) и 1.320.003 ИЭ (п. 5.8).

 

1.10. УКАЗАНИЕ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ.

 

Персонал, производящий обслуживание и ремонт ААПД, должен быть аттестован на III квалификационную группу по технике безопасности и иметь допуск на обслуживание электроустановок до 1000 В.

Ремонт, монтажные работы на плате ААПД, подключение и отключение жгутов производить только при выключенном напряжении питания.

 

1.11. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ.

 

Техническое обслуживание ААПД производится в составе комплекса, в котором ААПД используется. После выполнения технического обслуживания ААПД необходимо произвести проверку работоспособности выполнением тест-программы проверки ААПД.

 

1.12. ПРИЛОЖЕНИЯ.

 

В приложении представлены:

сборочный чертеж ААПД (3.093.142 СБ);

структурная схема ААПД (Рис. 1);

схема электрическая принципиальная (3.193.138 Э3)0

 

 

 

Адаптер ААПД. Сборочный чертеж)

 

Рис. 1 Структурная схема ААПД

Рис.2. ААПД. Схем электрическая принципиальная 3.093.183 Э3 (лист 1)

Рис.2. ААПД. Схем электрическая принципиальная 3.093.183 Э3 (лист 2)

 

 

 

Рис.2. ААПД. Схем электрическая принципиальная 3.093.183 Э3 (лист 3)

 

 

Рис.2. ААПД. Схем электрическая принципиальная 3.093.183 Э3 (лист 4)

 

 

Лабораторная работа 1

(описание)

 

2.«БИС программируемого таймера

КР1810ВИ54(i8254)»

 

Содержит описание лабораторной работы «БИС программируемого таймера КР1810ВИ54 (i8284)», проводимой в рамках курса «Адаптеры и контроллеры ЭВМ» с целью изучения принципов работы и программирования программируемого таймера КР1810ВИ54(i8254) в составе подсистемы таймера IBM/PC-подобных ПЭВМ. Предназначено для студентов дневных и вечерних групп.

2.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

 

Целью лабораторной работы «БИС программируемого таймера КР1810ВИ54» является изучение режимов работы программируемого таймера КР1810ВИ54 (i 8254) в составе подсистемы таймера ПЭВМ «Искра 1031», а также приемов его программной настройки на различные режимы работы.

 

2.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ

В ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ:

 

В лабораторной работе используется: - ПЭВМ «Искра 1031» (IBM PC/AT)

- осциллограф С1-81

 

2.3. НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММИРУЕМОГО ТАЙМЕРА КР1810ВИ54 (i 8254):

 

Программируемый таймер представляет собой микросхему, работающую независимо от процессора и предназначен выполнять разные функции, связанные с отсчетом временных интервалов. Таймер может быть запрограммирован для генерации отдельных импульсов, импульсов с заданной частотой или генерации задержанных импульсов.

 

2.4. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ КР1810ВИ54 (i 8254):

 

Таймер может работать в 6 режимах:

Примеры временных диаграмм работы программируемого таймера в различных режимах можно посмотреть в приложении 2.8.4.

 

1) Режим 0 - «Прерывание таймера» (программируемая задержка).

В этом режиме низкий уровень на выходе OUT устанавливается сразу после загрузки управляющего слова. Загрузка константы не оказывает влияние на этот выход. Счет разрешается положительным сигналом на входе GATA. Изменение содержимого счетчика CE осуществляется по первому срезу сигнала CLK, причем, по первому срезу происходит загрузка константы из CR в CE и только второй тактовый сигнал начинает счет. После отсчета загруженного числа, на выходе OUT устанавливается «1». Таким образом, сигнал OUT=0 удерживается на время равное (n+1) тактовых импульсов, где n - загруженная константа. Если во время счета снять сигнал GATA, то счет приостановится, но содержимое счетчика таймера сохранится. Новый положительный сигнал GATA вызывает продолжение счета без перезагрузки CE содержимым CR. Загрузка новой константы во время счета приводит:

- при записи младшего байта - к остановке текущего счета;

- при записи старшего байта - к запуску нового цикла счета.

Контроль счета (выполнение команд CLC и RBC) в этом режиме возможен только после выполнения хотя бы одного цикла счета.

 

2) Режим 1 - «Программируемый ждущий одновибратор».

В этом режиме на выходе OUT формируется сигнал низкого уровня длительностью T=TCLK * N, где TCLK - период тактовых импульсов, N - константа пересчета. Низкий уровень сигнала OUT устанавливается по переднему фронту сигнала GATA и снимается по окончании счета. Этот режим с перезапуском, т.е. по каждому фронту сигнала GATA регистр CE перезагружается содержимым CR. По фронту первого сигнала GATA флаг обновления устанавливается в «0». Если во время счета в программируемый таймер загружается новая константа, то она устанавливает флаг обновления в «1», но не влияет на текущий счет. Новый счет начинается только по фронту следующего сигнала GATA. Выполнение команд CLC и RBC возможно только после выполнения хотя бы одного цикла счета.

 

3) Режим 2 - «Импульсный генератор частоты».

Канал работает как делитель входной частоты CLK/NCONST. Сразу же после загрузки управляющего слова, на выходе OUT устанавливается единичный сигнал. При GATA=1 на выходе OUT, с частотой равной FCLK/N, устанавливается нулевой уровень на время, равное одному периоду TCLK. Этот режим с автозагрузкой, т.е. после окончания цикла счета, CE автоматически перезагружается из CR и счет повторяется. Перезагрузка канала новой константой не влияет на текущий счет. Новый счет начинается по окончании предыдущего. При GATA=0, на выходе OUT устанавливается «1» и счет прекращается. При восстановлении GATA=1, счет продолжается, что позволяет синхронизировать работу канала с внешними событиями. Выполнение команд CLC и RBC возможно после окончания двух циклов счета.

4) Режим 3 - «Генератор импульсов со скважностью 2».

Этот режим аналогичен режиму 2, но на выходе OUT формируются импульсы с длительностью полупериода:

= TCLK * N / 2, при четном N;

= TCLK * (N+1) / 2, при нечетном N - для положительного полупериода;

= TCLK * (N-1) / 2, при нечетном N - для отрицательного полупериода.

В этом режиме канал может работать только с константой N>3.

 

5) Режим 4 - «Программно запускаемый одновибратор».

По окончании счета на выходе OUT устанавливается низкий уровень на время одного периода сигнала CLK. Высокий уровень на выходе OUT устанавливается сразу же после загрузки управляющего слова. GATA=1 - разрешает счет, причем, первым тактовым сигналом происходит загрузка счетчика таймера CE константой из CR, а последующие сигналы CLK осуществляют счет. Таким образом, сигнал низкого уровня на выходе OUT устанавливается через (N+1) тактовых периодов. Если во время счета снимается сигнал GATA, то счет приостанавливается. Текущее значение CE сохраняется. Новый положительный сигнал GATA вызывает продолжение счета. Это одноразовый режим выполнения функции. Загрузка новой константы во время счета приводит:

- при записи младшего байта - к остановке текущего счета;

- при записи старшего байта - к запуску нового цикла счета.

Выполнение команд CLC и RBC возможно только после выполнения хотя бы одного цикла счета.

6) Режим 5 - «Аппаратно запускаемый одновибратор».

Этот режим аналогичен режиму 4 по способу формирования сигнала на выходе OUT и режиму 1 по действию сигнала GATA. На выходе OUT устанавливается сигнал низкого уровня на время одного периода тактового импульса TCLK после отсчета загруженной константы. Загрузка константы в CE из CR осуществляется по фронту сигнала GATA, причем, первый фронт GATA устанавливает флаг обновления в «0». Если во время счета в канал загружается новая константа, то флаг обновления восстанавливается, но не оказывает влияние на текущий счет. Новый счет начинается по фронту следующего сигнала GATA. Выполнение команд CLC и RBC возможно только после выполнения хотя бы одного цикла счета.

Замечания по режимам:

Из описания режимов работы программируемого таймера видно, что таймер может реализовывать все основные время задающие функции, широко используемые в цифровой технике. При конструктивной совместимости таймеров КР580ВИ53 и КР1810ВИ54, последний кроме улучшенных частотных характеристик обладает более широкими функциональными возможностями.

 

2.5. ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ.

 

Ознакомиться:

 с описанием лабораторной работы «БИС программируемого таймера КР1810ВИ54 (i 8254)»

 с описанием работы микросхемы КР1810ВИ54 (i 8254),

 с командами отладчика AFD,

 примерами программ (см. Приложения 2.8.2. и 2.8.3. к лабораторной работе).

Изучить режимы работы программируемого таймера КР1810ВИ54 (i 8254).

 

2.6. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ:

 

2.6.1 Пользуясь командами O и I отладчика AFD, установить канал 2 таймера в режим 3 (генератор меандра) и занести в регистр CR канала константу 1010h. Затем через порт 61 подать «1» на вход GATA 2 программируемого таймера и наблюдать сигнал на выходе OUT 2 таймера по осциллографу. Измерить параметры сигнала и сравнить с расчетными. Далее подать через порт 61 бит разрешения выдачи сигнала на встроенный динамик (определить тональность сигнала).

Включение звука: 4B - в порт 61;

Выключение звука: 48 - в порт 61.

2.6.2 Написать на ассемблере программу, реализующую периодическое изменение тональности звука (период около 1 секунды). Набрать и запустить на счет в среде отладчика AFD.

2.6.3 Исследовать работу канала 2 программируемого таймера в остальных режимах.

2.6.4 Оформить отчет по результатам лабораторной работы.

 

2.7. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

 

- Справочник «Аппаратура персональных компьютеров и ее программирование IBM PC XT/AT и PS/2 «, Москва, «Радио и связь», 1995г.

- Лекции по курсу «Адаптеры и контроллеры ЭВМ».

 

 

2. 8. ПРИЛОЖЕНИЯ:

 

2.8.1. ОПИСАНИЕ КР1810ВИ54 (i 8254):

 

СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ПРОГРАММИРУЕМОМУ ТАЙМЕРУ КР1810ВИ54

 

Общие характеристики:

Программируемый таймер предназначен для генерации время задающих функций, программно управляемых временных задержек с возможностью программного контроля их управления. Тактовая частота программируемого таймера до 8 МГц.

Конструктивно этот программируемый таймер совместим с К580ВИ53 (i8253).

Отличается повышенным быстродействием и расширенными функциональными возможностями.

Программируемый таймер включает в себя:

n Буфер шины данных BD, логические схемы управления чтением/записью;

n Дешифратор DS, с помощью которого выбирается один из 3 независимых каналов, каждый из которых может работать в одном из 6 режимов для двоичного и двоично-десятичного счета, либо формирует признак загрузки управляющего слова или команды;

n 3 информационных канала COUNT 0-2, реализующих запрограммиро­ванную функцию.

Каждый канал включает в себя:

n 16 разрядный буферный регистр CL0, который служит для запоминания и хранения мгновенного значения счетчика CE0, которое в любое время может быть записано командой «защелка» или «чтение состояния канала». После выполнения этих команд, содержимое CL0 может быть считано в ЦП без остановки счета в регистре CE0.

n 16 разрядный счетчик таймера CE0, работающий в режиме вычитания. Изменение содержимого счетчика CE0 осуществляется по срезу CLK при GATA=1.

n 16 разрядный регистр констант пересчета CR0, служащий для хранения констант пересчета. Содержимое CR0 загружается в CE0 для счета, в зависимости от запрограммированного режима.

n 8 разрядный регистр состояния RS0, содержимое которого можно прочитать с помощью команды «чтение состояния канала» RBC.

n 8 разрядный регистр управляющего слова RCW0, предназначенный для хранения информации, определяющей режим работы канала.

Управляющее слово загружается в RCW0 по команде OUT с адресом, формирующем на входах А0 И А1 код 11. Выбор конкретного канала осуществляется с помощью двух старших разрядов самого управляющего слова.

Схема управляющей логики канала CL, осуществляющая управление входом/выходом счетчика таймера, в зависимости от запрограммированного режима.

По правилам загрузки счетчика таймера CE0, содержимым регистра CR0, все 6 режимов работы программируемого таймера, можно разделить на 3 группы:

 

1) Режимы 0 и 4 - режимы однократного выполнения функции.

Константы из CR0 передаются в CE0 по первому тактовому сигналу CLK при GATA=1 и разрешении работы канала. С приходом последующих CLK, происходит уменьшение CE0. Если во время счета на вход GATA подать 0, то это приведет к останову счета.

 

Новый положительный сигнал на GATA не вызывает перезагрузки счетчика, а только разрешает продолжение счета. По окончании счета выполнение действий заканчивается. При необходимости повторения функции требуется новая загрузка константы.

2) Режимы 1 и 5 - режимы с перезапуском.

Для них характерна возможность повторения запрограммированных функций без нового программирования. Загружаемая константа при этом сохраняется в CR0, а ее передача в CE0 осуществляется по фронту сигнала GATA, независимо от завершения счета.

3) Режимы 2 и 3 - режимы автозагрузки.

Загрузка CE0 содержимым CR0 осуществляется автоматически при выполнении условий счета. Эти режимы называются режимами с зацикливанием счета (импульсные генераторы).