24

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Костромской государственный технологический

университет

Кафедра автоматики и микропроцессорной техники

Лабораторная работа МПТ 4

Исследование структуры и работы программируемого адаптера последовательного обмена КР580ВВ51

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

КОСТРОМА

2008

УДК 681.325.5:621.382.049.77

Лапшин В.В. Исследование структуры и работы программируемого адаптера последовательного обмена КР580ВВ51: методические указания / В.В. Лапшин, В.М. Федюкин. - 1-е изд. –Кострома: Изд-во Костромского государственного технологического университета, 2008. — 24 с.

Методические указания к лабораторной работе содержат краткие теоретические сведения, описание лабораторного стенда, порядок выполнения работы и контрольные вопросы. Предназначены для студентов вузов специальностей 220301 “Автоматизация техно­логических процессов и производств”, 230104 “Системы автоматизиро­ванного проектирования” и 230201 “Информационные системы и технологии”.

Рецензенты: канд. техн. наук, доц. В.Н. Попов;

кафедра АМТ КГТУ

Рассмотрено и рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом КГТУ

© Костромской государственный технологический университет, 2008

Лабораторная работа МПТ 4

Исследование структуры и работы программируемого адаптера последовательного обмена КР580ВВ51

ЦЕЛЬ PАБОТЫ: изучение структуры и работы большой интегральной схемы (БИС) программируемого адаптера последовательного обмена КР580ВВ51, приобретение навыков программирования и работы с реальными БИС.

1. Теоретическая часть

Микросхема КР580ВВ51 представляет собой универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик и предназначена для организации обмена между микропроцессором (МП) и внешним устройством (ВУ) в последовательном формате.

М икросхема КР580ВВ51 преобразует параллельный код, получаемый от МП, в последовательный и поразрядно выдает его в канал связи с различной скоростью, а также выполняет обратное преобразование. БИС может работать в двух режимах: асинхронном и синхронном, программирование микросхемы осуществляется путем записи в нее управляющих слов.

Обмен данными в асинхронном режи-ме происходит со скоростью 9,6 кбит/с (стандарт RS-232), в синхронном – со скоростью 64 кбит/с (стандарт RS-434).

Условное графическое обозначение микросхемы приведено на рис. 1.

Назначение выводов:

- D0-D7 – двунаправленный канал данных;

- CS (Chip select) – выбор микросхемы, инверсный вход выбора микросхемы;

- WR (Write) – запись, инверсный вход записи данных в микросхему;

- RD (Read) – чтение, инверсный вход чтения данных из микросхемы;

- C/D (Control/Data) – управление/данные, вход, сигнал высокого уровня разрешает запись управляющих слов, синхро-символов или чтение слова-состояния. Сигнал низкого уровня разрешает чтение или запись данных;

- RxD (Receive data) – вход приема данных в последовательном коде;

- RxC (Receive clock) – вход синхронизации приема. При подаче одного импульса на этот вход, один бит информации со входа RxD записывается в блок приема. Поэтому, скорость приема данных в последовательном коде, определяется частотой импульсов, подаваемых на этот вход;

- CLK (Clock) – вход синхронизации работы БИС, на этот вход подается частота от 0,8 до

2 Мгц;

- RESET — сброс, вход установки микросхемы в исходное состояние;

- DSR (Data sourse ready) – инверсный вход готовности внешнего устройства передать данные;

- TxC (Transmission сlock) – вход синхронизации передачи. При подаче одного импульса на этот вход один бит информации с блока передачи выводится на выход ТxD. Поэтому скорость передачи данных в последовательном коде определяется частотой импульсов, подаваемых на этот вход;

- CTS (Clear to send) – инверсный вход готовности внешнего устройства принять данные;

- RxRDY (Receive ready) – выход готовности блока приема БИС к чтению кода по шине данных. Сигнал высокого уровня появляется при завершении приема последовательного кода данных и может быть направлен микропроцессору на вход запроса прерывания;

- SYNDET (Synchrodetection) – двунаправленный программируемый вход/выход, для синхронного режима с внутренней синхронизацией сигнал является выходным (высокий уровень – признак, что синхросимволы найдены); для синхронного режима с внешней син-хронизацией сигнал является входным; в асинхронном режиме сигнал является выходным;

- DTR (Data transmitter request) – выход, запрос передатчика внешнего устройства на передачу данных;

- RTS (Request to send) – выход, запрос приемника внешнего устройства на прием данных;

- TxD (Transmission data) – выход передачи данных в последовательном коде;

- TxEND (Transmission end) – выход, конец передачи, высокий уровень сигнала – признак окончания посылки данных;

- TxRDY (Transmission ready) – выход готовности блока передачи БИС к записи кода по шине данных. Сигнал высокого уровня появляется при завершении передачи последовательного кода данных и может быть направлен микропроцессору на вход запроса прерывания;

- Ucc – напряжение питания 5 В +5%;

- GND (Ground) – общий вывод.

В общем виде форматы данных при асинхронном и синхронном режимах обмена представлены на рис. 2.

Логика работы асинхронного (старт-стопного) режима обмена. До начала передачи информации в линию связи подается сигнал высокого уровня. Началу передачи данных всегда предшествует стартовый бит нулевого уровня (перепад из лог.«1» в лог.«0»). Затем следует передача байта данных, начиная с младшего разряда, в конце байта данных может быть бит четности/нечетности (если запрограммирован). Завершается посылка байта данных стоповым битом высокого уровня. После выдачи стоп-бита передатчик может передавать очередной байт или сохранять высокий уровень на выходе TxD, соответствующий исправности линии связи и самого передатчика. Приемник следит за уровнем сигнала в линии связи, фиксируя переход от «1» к «0» как начало передачи, воспринимает байт данных, анализирует наличие стоп-бита и принимает решение о продолжении или прекращении приема. Следовательно, применение старт- и стоп- битов позволяет синхронизировать работу приемника и передатчика.

Достоинство асинхронного режима – высокая надежность передачи данных. Недостаток – малая скорость передачи за счет введения в каждом байте старт- и стоп- битов.

Логика работы синхронного режима обмена. При синхронном режиме вначале передаются один или два синхросимвола (устанавливается программно) для установления синхронизации между приемником и передатчиком. Синхросимвол представляет собой произвольный байт. Затем передается весь массив данных без служебной информации между байтами. Как исключение, в конце байта данных может быть бит четности/нечетности (если запрограммирован).

Д остоинство синхронного режима – высокая скорость передачи данных. Недостаток – малая надежность.