МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им.В.И.Ульянова (Ленина)”

(СПбГЭТУ)

Факультет информационно-измерительных и биотехнических систем

Кафедра электроакустики и ультразвуковой техники

Лабораторная работа №3

РАБОТА ПРОГРАММИРУЕМОЙ МИКРОСХЕМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВВОДА – ВЫВОДА СЕРИИ КР580

Выполнили: Андреев А.

Барановская Я.

Дмитрук А.

Мартынов В.

Проверил

Санкт-Петербург

2015

РАБОТА ПРОГРАММИРУЕМОЙ МИКРОСХЕМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВВОДА – ВЫВОДА СЕРИИ КР580

Цель работы — изучение работы параллельных портов ввода–вывода информации на примере микросхемы КР580ИК55 и приобретение навыков ее программирования.

Общие сведения

Для обработки информа­ции и связи перифе­рийных уст­ройств с централь­ным процес­сором (ЦП) служат програм­мируемые уст­ройс­т­ва ввода–вывода, рабо­таю­щие в па­рал­лельном или последо­ва­тель­ном ре­жи­ме. Примером про­грам­ми­руемого параллель­ного интер­фейса (ППИ) является ми­кросхема КР580ИК55, способ­ная ра­бо­тать в любой ТТЛ‑сов­мес­ти­мой схеме.

Основные функциональ­ные узлы микросхемы следую­щие: буфер канала данных (D), регистр управ­ляю­щего слова (РУС), схема выбора канала, буферы каналов ввода–вывода А, В и С, схема уп­равле­ния каналом С, схемы уп­рав­ле­ния регистром С.

Условное графическое обо­зна­чение рассматриваемой микросхемы представлено на рис. 4.1.

Рис. 4.1

Обмен данными с ЦП осуществляется через буфер канала данных D7–D0 по командам “запись” – WR или “чтение” – RD (активный уровень –  низкий “0”). При этом должен быть сформи­рован сигнал выбора микро­схе­мы – CS = “0”. Обмен инфор­мацией между микро­схе­мой и перифе­рийным уст­ройствами осу­щест­вля­ется по одному из трех вось­­мираз­ряд­ных неза­висимых кана­лов – А, В, С. Сигналы ад­ре­са А0, А1 определяют выбор каналов A, B, C или регистра управляю­щего слова для записи или чте­ния информа­ции.

Для установки ППИ в исходное состояние (все ка­налы уста­нав­ливаются в режим вво­да, выходные линии находятся в высоко­им­педан­с­ном состоянии) при включении источника питания или при сбоях в системе служит сигнал сброса R.

Специальный регистр – РУС используется для прог­рам­­­мирования функций и на­прав­­­­­ления обмена данными каждого из каналов ввода–вывода. Име­ют­ся три основных режима работы ППИ:

• режим 0 – простой ввод–вывод;

• режим 1 – стробируемый ввод–вывод;

• режим 2 – двунаправленная магистраль.

В лабораторной работе исследуется только режим 0, как наиболее распространенный. Микросхема программируется с помощью КПУ.

Формат управляющего слова показан на рис. 4.2.

Рис. 4.2

Можно коротко охарактеризовать особенности работы микросхемы в используемом режиме 0. В этом случае схему интерфейса можно представить как два 8-разрядных и два 4-разрядных канала. Любой канал может быть использован для ввода или вывода информации. При выводе информация хранится на выходе канала до записи новых данных в соответствующий канал (или до записи нового режима). Входная информация не запоминается (в микропроцессорную систему передается та информация, которая существовала на входах канала на момент подачи сигнала “чтение”).

Описание лабораторного стенда

Работа выполняется с помощью программируемого универсального контроллера “Электроника МС2702”, описания структуры которого и порядка работы с ним даны в прил. 1.

Функциональная схема установки представлена на рис. 4.3.

Параллельный ввод–вывод в КПУ осуществляется с помощью двух микросхем КР580ИК55 (и еще одна микросхема используется для обеспечения работы ПУ). В лабораторной работе используется только один из ППИ КПУ со следующими адресами каналов: РУС – F7, канал А – F4, канал В – F5, канал С – F6.

Рис. 4.3

Из-за наличия буферных элементов на выходах ППИ су­жается возможный вы­бор режимов про­граммирования. В со­от­ветствии со схемой (рис. 4.3) канал А и младшие разряды ка­нала С ППИ могут работать на вывод информации, а канал В и старшие разряды канала С – на ее ввод. Кроме того, в буферных элементах производится инвертирование информации, что необходимо учитывать при выполнении лабораторной работы.

Для упрощения установки и наблюдения входной и выходной информаций на выносной панели установлены 8 светодиодов, соединенных с разрядами канала А ППИ, и 8 тумблеров, уста­нав­ли­вающих напряжение логического нуля или единицы на входах канала В. Таким образом, с помощью выносной панели можно передавать информацию в КПУ и наблюдать выходные данные контроллера.