Синхронный прием данных с внешней синхронизацией.

При внешней синхронизации на вход SINDET подается сигнал положительного уровня, который разрешает прием данных на вход RXD, со скоростью сигнала синхронизации, поступающем на вход RXC.

Возможна при этом режиме организация приема данный по прерываниям, если

 

сигнал SINDET используется для запроса прерывания.

Асинхронная передача.

Последовательные данные формируются на выходе TXD, по спаду сигнала синхронизации TXC с периодом, задаваемым инструкцией режима и равным 1,16 или 64 периодам сигналов синхронизации (TXC умножаются на 1,16,64 соответственно). Если после передачи символа, следующий символ отсутствует, на выходе TXD устанавливается высокий уровень, до тех пор пока новые данные не поступят от МП. Запись очередного байта УСАПП производится, если в слове-состоянии разряд D0=1, что соответствует высокому уровню на входе TXRDY. Сигнал TXRDY может использоватся для запроса прерывания.

5. Асинхронный прием:

Асинхронный прием начинается с поиска стартового бита, который устанавливает на входы RXD сигнал низкого уровня. Наличие старт-бита вторично проверяется стробированием его середины внутренним строб-импульсом. Если старт-бит найден, то запускается внутренний счетчик битов, который определяет начало и конец битов данных, бит контроля, стоп-биты. Прием стоп-бита идентифицирует окончание приема байта информации. При этом на выходе RXRDY устанавливается «1».

Микропроцессор может считывать информацию по соответственному флагу в слове-состоянии или по прерыванию, если RXRDY- запрос на прерывание.

 

 

3.8.6. Пример программы.

 

0100 MOV AL,BF

0102 NOP

0103 MOV DX,027B

0106 OUT DX,AL

0107 MOV AL,28

0109 MOV DX,027A

010C OUT DX,AL

010D MOV AL,01

010F OUT DX,AL

0110 MOV CX,0002

0113 MOV DX,02BB

0116 MOV AL,40

0118 OUT DX,AL

0119 MOV DX,02BB

011C MOV AL,4D

011E OUT DX,AL

011F NOP

0120 NOP

0121 NOP

0122 MOV DX,02BB

0125 MOV AL,33

0127 OUT DX,AL

 

0128 NOP

0129 NOP

012A NOP

012B LOOP 0113

012D MOV DX,02BA

0130 MOV CX,03FF

0133 MOV AL,55

0135 OUT DX,AL

0136 LOOP 0136

0137 JMP 133

 

3.8.7. Осциллограммы на выходе УСАПП:

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа 3

(описание)

 

4.«БИС параллельного программируемого

интерфейса КР580ВВ55 в составе ААПД»

 

Содержит описание лабораторной работы «БИС программируемого параллельного интерфейса КР580ВВ55 в составе ААПД», проводимой в рамках курса «Адаптеры и контроллеры ЭВМ» с целью изучения принципов работы и программирования программируемого параллельного интерфейса КР580ВВ55, входящего в состав адаптера аппаратуры передачи данных. Предназначено для студентов дневных и вечерних групп.

 

4.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

 

Целью лабораторной работы «БИС программируемого параллельного интерфейса КР580ВВ55 в составе ААПД» является ознакомление с принципами работы программного параллельного интерфейса (ППИ) КР580ВВ55, входящего в состав адаптера аппаратуры передачи данных (ААПД) ПЭВМ «Искра 1031», а также с приемами его программной настройки на различные режимы работы.

 

4.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАБОТЕ.

 

В лабораторной работе используется ПЭВМ «Искра 1031», ААПД 3.093.142, предназначенный для использования в составе ПЭВМ «Искра 1031», осциллограф С1-81, устройство коммутирующее 5.284.011.

 

4.3. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ БИС КР580ВВ55.

 

1) Выходное напряжение логического нуля UOL,B <0,4,

2) Выходное напряжение логической единицы UOH,B > 2,4,

3)Ток потребления от источника питания ICC, mA <60,

4) Ток утечки каналов А, В, С, D при невыбранном

режиме IIOZ, mkA -100...100

5)Ток утечки на управляющих входах II L,mkA -10...10

 

4.4. НАЗНАЧЕНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ПРОГРАММИРУЕМОГО

ИНТЕРФЕЙСА КР580ВВ55.

 

БИС ППИ КР580ВВ55 предназначен для организации ввода-вывода параллельной информации различного формата и позволяет реализовать большинство известных протоколов обмена по параллельным каналам. В ААПД 3.093.138 ППИ используется для ввода в процессор и вывода на стык С2 ряда сигналов серий 100 и 200 и управления режимами работы и таймером. Структурная схема ААПД с входящим в него ППИ приведена на рис.1 ТО ААПД.

 

4.5. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ППИ К580ВВ55.

 

ППИ К580ВВ55 содержит три независимых порта А, В и С. Режим работы каждого из них программируется с помощью управляющего слова (УС).

УС может задать один из трех основных режимов: основной режим ввода-вывода (режим 0), стробируемый ввод-вывод (режим 1), режим двунаправленной передачи информации (режим 2). Одним УС можно установить различные режимы работы для каждого из каналов. Формат УС

 

и подробные характеристики режимов см. Приложение 4.9.1.

Канал А может работать в режимах 0,1,2, при этом он установлен аппаратно только на ввод в данном ААПД; канал В -в режимах 0,1; канал С может быть использован для передачи данных только в режиме 0, а в остальных режимах он служит для передачи управляющих сигналов, сопровождающих процесс обмена по каналам А и В.

Программирование ППИ: Чтобы запрограммировать ППИ на определенный режим работы, необходимо занести УС по адресу управляющего регистра Rg упр. В Таблице 1 приведены адреса Rg упр. и регистров данных каналов А,В,С.

 

Таблица 1. Адреса каналов

На электрической принципиальной схеме адаптера АПД 3.093.142.Э3 и на структурной схеме ААПД ППИ обозначен как IOP (input output parallel)- параллельный ввод-вывод, построенный на микросхеме D19 (КР580ВВ55А). На вход поступают сигналы: A0,A1,WR,RD,IOP. На выходе: PA7-PA0,PB7-PB0,PC2,PC3,PC6,PC7.

Выходные сигналы буферизированы - они поступают на входы микросхем D32-D36 (K170АП2). Функции этих микросхем - буферизация сигналов и согласование их по уровням (они выполняют преобразование уровней «1»и «0» ТТЛ -логики в уровни сигналов стандарта С2).

Сигналы РА7-РА2, РВ7-РВ1 выходят на внешний разъем Х3. На разъем Х3 выходят 27 цепей,(см. - Схема электрическая принципиальная адаптера АПД 3.093.142 э3). Цепи с номером 1хх - выводы последовательного порта (IOS), цепи с номером -2хх - выводы параллельного порта (IOP). Распределение сигналов по контактам Х3 см. в таблицах 1и 2 технического описания ААПД.

Для практической работы к разъему Х3 подключено коммутирующее устройство 5.284.011 (коннектор).Схема подключения и распределение сигналов по контактам разъема РШ2Н-1-29(С2-100) коннектора приведены в описании лабораторной работы «Универсальный синхронно-асинхронный приемо-передатчик (УСАПП) в составе ААПД...» (рис. 1 и таблица 1).

 

4.6. УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Выполнение лабораторной работы состоит из трех этапов:

- подготовка к лабораторной работе;

- проведение работ по непосредственному изучению параллельного программируемого интерфейса, принципов его работы, программной настройки, написание и отладка программ, которые позволяют проиллюстрировать работу ППИ;

- оформление отчета и сдача (защита) лабораторной работы преподавателю.

4.6.1 Подготовка к лабораторной работе заключается в изучении описания лабораторной работы «БИС программируемого параллельного интерфейса КР580ВВ55 в составе ААПД», описания работы микросхемы КР580ВВ55, отладчика AFD, ознакомлении с примерами программ (см. Приложения к лабораторной работе). Подготовка к работе проводится студентом самостоятельно во внеурочное время.

4.6.2 Проведение работ по непосредственному изучению принципов работы ППИ разбивается на два этапа.

На первом этапе определяются управляющие слова для

 

различных режимов работы ППИ, адреса регистров ППИ. На этом этапе необходимо выяснить, какие выводы ППИ выходят на разъемы коннектора, какие выводы ППИ аппаратно соединяет заглушка.

На втором этапе проводится создание и отладка программ, иллюстрирующих возможности программирования ППИ.

4.6.3 Оформление отчета по лабораторной работе осуществляется во внеаудиторное время. Сдача (защита) лабораторной работы производится во время выполнения следующей работы или во внеурочное время по согласованию с преподавателем.

4.6.4 Отчет по лабораторной работе должен содержать следующий материал:

- постановку задачи выполняемой лабораторной работы;

- краткое описание режимов работы ППИ и управляющие слова для каждого режима;

- результаты изучения распределения выводов ППИ по контактам разъема коннектора;

- тексты программ на ассемблере;

- осциллограммы электрических сигналов;

- выводы о проделанной работе.

Отчет должен быть оформлен грамотно и аккуратно.

 

4.7. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.

4.7.1 По описанию лабораторной работы определить адреса портов А, В, С и регистра управления.

4.7.2 Определить управляющие слова для различных режимов работы ППИ:

1) режим 0: канал А- ввод, канал В- вывод, канал С: РС7-РС4-вывод, РС3-РС0-ввод

2) режим 0: канал А- ввод, канал В- ввод, канал С: РС7-РС4-ввод, РС3-РС0-ввод

3) режим 0: канал А- ввод, канал В- вывод, канал С: РС7-РС4-вывод,РС3-РС0-вывод.

4.7.3 Пользуясь командами отладчика AFD I и O, определить, какие выводы канала В ППИ выходят на разъем коммутирующего устройства. Для этого записывать поочередно константы 01,02,04...80 (бегущую единицу) по адресу порта В, при этом проверяя состояния выводов по осциллографу. Распределение сигналов приведено в таблице 3 приложения.

4.7.4 Установить в разъем коннектора С200 заглушку, аппаратно коммутирующую входы РВ на входы РА. Выяснить, какие именно выводы соединены друг с другом. Для этого запрограммировать порт В на вывод, режим 0; порт А -на ввод, режим 0, а затем записать поочередно в порт В константы 01,02,04...80 (бегущую единицу), при этом сравнивая содержимое портов А и В (с помощью команды IN). Если выходы соединены, то в разряде, соответствующем этим выходам, биты будут совпадать.

4.7.5 Сделать генератор импульсов на выводе РВ3 с положительным полупериодом, равным 40 мкс и отрицательным полупериодом, равным 10 мкс, используя в качестве примера программу № 2 Приложения 4.9.2. Осциллограмму зарисовать.

4.7.6 Написать программу, реализующую генератор импульсов на выводах РВ3, РВ4, РВ5, РВ6 таким образом, чтобы частота на каждом выходе этих разрядов отличалась в два раза. Осциллограммы зарисовать.

4.7.7 Определить длительность цикла LOOP (с помощью осциллографа).

 

4.7.8 Определить максимальную частоту прграммного генерирования сигнала на выходах порта В. Для этого в порт В (например, в разряд РВ4) заносить программно сначала «1», затем «0» в цикле. Осциллограмму зарисовать. Объяснить, почему положительный и отрицательный полупериоды не одинаковы.

 

4.8. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1)Справочник «Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления «под редакцией С.Т. Хвоща. Л., «Машиностроение», 1987 г.

2)Лекции по курсу «Адаптеры и контроллеры ЭВМ»

3)Адаптер АПД. Техническое описание 3.093.138 Т0

 

4.9. ПРИЛОЖЕНИЯ

4.9.1. Описание ППИ КР580ВВ55:

Структурная схема ППИ

В состав ППИ входят:

- двунаправленный восьмиразрядный буферный регистр данных (BD), связывающий ППИ с системной шиной данных;

- блок управления чтением/записью (RWCU), обеспечивающий управление внешней и внутренней передачей данных, управляющих слов и информации о состоянии ППИ;

- три восьми разрядных канала (PORT A, PORT B, PORT C), предназначенных для обмена информацией с внешними устройствами;

- схема управления группой А (CUA), вырабатывающая сигналы управления группой А и старшими разрядами канала С;

- схема управления группой В (CUВ), вырабатывающая

сигналы управления группой В и младшими разрядами канала С.

Сигналы ППИ:

- D (7-0) - вход/выход данных со стороны системной шины;

- RD - чтение; низкий уровень сигнала разрешает считывание информации из регистра, адресуемого по входам А0, А1 на шину D (7-0);

- WR - запись; низкий уровень сигнала разрешает запись информации с шины D (7-0) в регистр, адресуемый по входам А0, А1;

- A0, A1 - входы адресации внутренних регистров ППИ;

- RESET - сброс; высокий уровень сигнала обнуляет регистр управляющего слова и устанавливает все порты в режим ввода;

- CS - выбор микросхемы; низкий уровень сигнала подключает ППИ к системной шине;

- PA (7-0) - входы/выходы канала А;

- PВ (7-0) - входы/выходы канала В;

- PС (7-4) и РC (3-0) входы/выходы канала С.

Сигналы управления работой ППИ подаются на бок RWCU задавая вид операции, выполняемой ППИ (см. Табл. 2).

 

 

 

Функционирование:

Режим работы каждого из каналов ППИ программируется с помощью управляющего слова. Оно может задавать один из трех режимов:

- основной режим ввода/вывода (режим 0).

- стробируемый ввод/вывод (режим 1).

- режим двунаправленной передачи данных (режим 2).

Одним управляющим словом можно установить различные режимы работы для каждого из каналов.

Формат управляющего слова.

Значения разрядов:

- D7: 1 - установка режима;

0 - сброс/установка отдельных разрядов канала С.

- D6, D5: 0, 0 - канал А работает в режиме 0;

0, 1 - канал А работает в режиме 1;

1, 0 - канал А работает в режиме 2.

- D4: 1 - канал А работает в режиме ввода;

0 - канал А работает в режиме вывода.

- D3: 1 - (7-4) линии канала С работают в режиме ввода;

0 - (7-4) линии канала С работают в режиме вывода.

- D2: 1 - канал В работает в режиме 0;

0 - канал В работает в режиме 1.

- D1: 1 - канал В работает в режиме ввода;

0 - канал В работает в режиме вывода.

- D0: 1 - (3-0) линии канала С работают в режиме ввода;

0 - (3-0) линии канала С работают в режиме вывода.

Канал А может работать в трех режимах, канал В - в режимах 0, 1. Канал С может быть использован для передачи данных только в режиме 0, а в остальных режимах он служит для передачи управляющих сигналов, сопровождающих процесс обмена по каналам А и В.

Разряд 7 управляющего слова определяет либо установку режимов каналов (D7=1), либо работу ППИ в режиме сброса/установки отдельных разрядов канала С (D7=0).

При поразрядном управлении каналом С разряды D(3-1) определяют номер модифицируемого разряда, а нулевой разряд задает сброс (D0=0) или установку (D0=1) этого разряда. D (6-4) в этом случае не используются. Сброс/установку разрядов канала С можно использовать для разрешения выработки сигналов запроса прерываний от ППИ.

Для каждого из каналов А и В в ППИ имеется триггер разрешения прерывания, установка/сброс которого осуществляется управляющим словом установки/сброса определенного разряда канала С. Если триггер разрешения прерывания соответствующего канала установлен (INTE=1), то ППИ может сформировать сигнал запроса прерывания при готовности внешнего устройства к вводу или выводу.

Режим 0 - применяется при синхронном обмене или при программной организации асинхронного обмена. В этом режиме микросхема может рассматриваться как устройств, состоящее из четырех портов (два восьмиразрядных и два четырехразрядных). Независимо друг от друга они настраиваются на ввод или вывод. Вывод осуществляется по команде OUT МП с фиксацией выводимой информации в регистрах каналов. Ввод по команде IN без запоминания

информации.

Режим 1 - обеспечивает стробируемый однонаправленный обмен информацией с внешним устройством. Передача данных производится по каналам А и В, а линии канала С управляют передачей. Работу канала в режиме 1 сопровождают три управляющих сигнала. Если один из каналов запрограммировать на режим 1, то остальные тринадцать интерфейсных линий могут быть использованы в режиме 0. Если оба канала запрограммированы на режим 1, то оставшиеся две интерфейсные линии канала С могут быть настроены на ввод или вывод.

В режиме 1 для ввода информации используются следующие управляющие сигналы:

- STB - строб приема; входной сигнал, формируемый внешним устройством (ВУ) и указывающий на готовность ВУ к вводу информации

- IBF - подтверждение приема; выходной сигнал ППИ, сообщающий ВУ об окончании приема данных в канал. Он формируется по срезу STB.

- INTR - запрос прерывания; выходной сигнал ППИ, информирующий МП о завершении приема информации в канал. Высокий уровень сигнала устанавливается при STB=1, IBF=1, INTE=1. Сбрасывается спадом сигнала RD. Для операции ввода управление сигналом INTE канала А осуществляется по линии PC4, а канала В - по линии PC2.

Для вывода информации используются управляющие сигналы:

- OBF - строб записи; выходной сигнал, указывающий ВУ о готовности к выводу. Формируется по фронту WR.

- ACK - подтверждение записи; входной сигнал от ВУ, подтверждающий прием информации из ППИ.

- INTR - запрос прерывания; выходной сигнал ППИ, информирующий МП о завершении операции вывода информации. Высокий уровень устанавливается по фронту сигнала ACK =1 при INTE=1. Сбрасывается спадом сигнала WR. При операции вывода управление сигналом INTE каналом А осуществляется по линии РС6, а канала В - по линии РС2.

На рисунках показан ППИ, работающий в режиме 1, и соответствующее ему управляющее слово для ввода информации по каналам А и В (рис. а) и для вывода (рис.б).

Неиспользуемые для передачи управляющих сигналов линии РС6,7 (рис.1 а) и РС 5,4 (рис.1 б) могут быть запрограммированы на ввод (D3=1) или вывод (D3=0).

На рис.1 в приведен вариант конфигурации ППИ в режиме 1 для вывода по каналу А и ввода по каналу В.

Режим 2 - обеспечивает двунаправленную передачу информации по каналу А к внешнему устройству и обратно. Процесс обмена сопровождают пять управляющих сигналов, подаваемых по линиям РС(7-3). Оставшиеся одиннадцать интeрфейсных линий могут настраиваться на режим 0 или режим 1. Распределение сигналов по интерфейсным линиям и управляющее слово показаны на рис.1г:

Разряд D0 определяет настройку на ввод или вывод интерфейсных линий РС(2-0). Функции управляющих сигналов аналогичны режиму 1. Управление установкой внутреннего сигнала INTE для операции ввода осуществляется по линии РС4, а для вывода - по линии РС6.

В режимах 1 и 2 возможно проведение контроля за состоянием работы ВУ и ППИ. Контроль осуществляется чтением слова состояния канала С по команде IN. Форматы слова состоянии приведены на рис.2:

 

 

Рис. 1

Рис. 2

Для режима 1 сигналы ввода/вывода в разрядах с определенными номерами указывают на операцию ввода или вывода по интерфейсным линиям канала С с теми же номерами.

Для режима 2 значения разрядов D(2-0) определяются только режимом работы группы В.

 

4.9.2 Примеры программ:

Программа 1.

mov DX,2FB - программирование ППИ

mov AL,99

out DX,AL

mov DX,2F9 - занесение в порт константы АА

mov AL,AA

out DX,AL

in AX,2F9 -занесение содержимого порта В в регистр АХ

int 3

 

Программа 2.

Генератор меандра на выходе выхода РВ3 (контакт 9):

mov DX,2FB - программирование ППИ

mov AL,99

out DX,AL

mov DX,2F9 - занесение в порт В константы 00

A1: mov AL,00

out DX,AL

mov CX, FFF -задержка. При СХ= FFFh период равен 25мс.

A2: loop A2

mov AL,04

out DX,AL

mov CX, FFF

A3: loop A3

jmp A1

int 3

 

Программа 3. Определение максимальной частоты.

mov dx,02fb

mov al,9d

out dx,al

mov dx,02f9

a1: mov al,00

out dx,al

mov al,10

out dx,al

jmp a1:

 

Максимальная частота=1/(6+9)=67 КГц

 

 

4.9.3. Распределение сигналов по контактам разъема коннектора.

Таблица 3.

Цепи. с номерами, начинающимися с 1, соответствуют разъему «С2(100)», а начинающиеся с 2 - разъему «С2(200)».