- •В.М. Комаров
- •Рыбинск
- •Содержание
- •Указатель сокращений
- •Введение
- •1. Организация микропроцессорных систем
- •1.1. Типовая структура микропроцессорных систем
- •1.2. Структура и принцип действия микроЭвм
- •1.3. Организация устройств микроЭвм
- •1.3.1. Организация процессора
- •Операционный блок
- •Управляющий блок
- •1.3.2. Организация памяти
- •1.3.3. Организация интерфейса
- •Методы обмена данными
- •Синхронный обмен
- •Асинхронный обмен
- •Обмен по прерыванию
- •Обмен в режиме прямого доступа в память
- •2. Элементная база микроэвм
- •2.1. Состав элементов для построения микроЭвм
- •2.2. Однокристальные микропроцессоры к1810вм86/к1810вм88
- •2.2.1. Аппаратный интерфейс
- •2.2.2. Функциональный смысл внешних сигналов
- •2.2.3. Структура и принцип действия
- •2.2.4. Временные диаграммы функционирования
- •2.3. Генератор тактовых импульсов к1810гф84
- •2.4. Шинные буферы к1810ва86
- •2.5. Элементы памяти
- •2.5.1. Элементы постоянной памяти
- •2.5.2. Микросхемы энергонезависимой памяти фирмы Atmel
- •Общие сведения
- •Микросхемы памяти группы eeprom
- •Микросхемы памяти группы Parallel eeprom
- •Микросхемы памяти группы Flash Memory
- •2.5.3. Элементы оперативной памяти
- •2.6. Порты ввода/вывода
- •2.6.1. Порт ввода/вывода к1810ир82
- •2.6.2. Порт ввода/вывода к589ир12
- •2.6.3.Программируемый параллельный интерфейс кр580вв55а
- •Режим 0
- •Режим 1
- •Режим 2
- •3. Проектирование микропроцессорных систем
- •3.1. Представление системы как объекта проектирования
- •3.2. Основные этапы проектирования
- •3.3. Разработка архитектуры системы
- •3.4. Проектирование программных средств
- •3.4.1. Этапы жизненного цикла программы
- •3.4.2. Точная постановка задачи и формулировка требований к программе
- •Постановка задачи ввода данных в озу
- •3.4.3 Проектирование программы
- •Декомпозиция общей задачи
Режим 0
Этот режим предназначен для реализации синхронного обмена данными между МП и УВВ. Он является режимом базового ввода/вывода данных. При этом ППИ может рассматриваться как совокупность двух 8-битных портов (A и B) и двух 4-х битных портов (CH и CL), которые могут работать независимо друг от друга на ввод или вывод данных. При выводе данные фиксируются в портах, а при вводе нет. Поэтому при вводе данных из некоторого порта считывается текущее состояние соответствующих входных линий.
Режим 1
Этот режим предназначен для реализации стробируемого однонаправлен-ного обмена данными между МП и УВВ. При этом для передачи данных используются порты A и B, а линии порта C служат для передачи аппаратно формируемых сигналов квитирования, управляющих обменом. Обмен данными может быть организован по прерыванию или путем асинхронного программного обмена.
Конфигурация ППИ ВВ55, в которой оба порта A и B работают в режиме однонаправленного ввода, и временная диаграмма этого режима приведены на рис. 2.15,а. Команда режима для задания этой конфигурации имеет вид 1.01.1.D3.1.1.X (см. рис. 2.14,а). Символ X обозначает безразличное значение бита, а бит D3 задает ввод или вывод данных по неиспользуемым в этом случае линиям C7, C6. При этом ввод реализуется обычным чтением порта C, и данные располагаются в битах D7, D6 слова состояния. Вывод осуществляется только в режиме выборочного формирования бит канала C.
Рис. 2.15. Стробируемый обмен данными через ППИ ВВ55:
а) ввод в режиме 1; б) вывод в режиме 1; в) ввод/вывод в режиме 2
Для ввода данных через основные порты A или B внешнее устройство устанавливает их на входах порта и генерирует строб записи данных . По срезу данные записываются во входной регистр, и генерируется выходной сигнал IBF, свидетельствующий о наличии данных в нем. При активном уровне этого сигнала внешнее устройство не может передавать очередной байт данных в ППИ. По фронту сигнала формируется запрос прерывания INTR, если прерывания в соответствующем канале разрешены. Флаг разрешения прерывания INTE формируется путем выборочной установки или сброса битов канала C: в канале A бита C4, а в канале B бита C2.
При обработке прерывания МП обращается к ВВ55 и читает байт из соответствующего порта. По срезу сигнала чтения сбрасывается сигнал INTR, а по фронту сигнал IBF. После этого цикл ввода полностью завершен, и внешнее устройство может передавать очередной байт данных.
Конфигурация ППИ ВВ55, в которой оба порта A и B работают в режиме однонаправленного вывода, и временная диаграмма этого режима приведены на рис.2.15,б. Команда режима для задания этой конфигурации имеет вид 1.01.0.D3.1.0.X (см. рис.2.14,а). Бит D3 задает ввод или вывод данных по неиспользуемым в этом случае линиям C5,C4. Передача данных по этим линиям осуществляется также, как и при работе портов A и B на ввод, а вводимые данные располагаются в битах D5,D4 слова состояния.
Для вывода данных через основные порты A или B МП устанавливает их на шине данных и генерирует сигнал записи . По срезу этого сигнала снимается сигнал запроса прерывания INTR, т. к. его обслуживание уже началось. По фронту сигнала выводимые данные появляются на выходах портов и генерируется сигнал , свидетельствующий о наличии данных в выходном регистре. По этому сигналу внешнее устройство принимает данные и генерирует строб подтверждения приема . По срезу сигнала сигнал переходит в пассивное состояние, а по его фронту устанавливается активный уровень запроса прерывания INTR. После этого цикл вывода полностью завершен, и МП может выводить очередной байт данных.
Сигналы INTR формируются лишь в том случае, если прерывания в соответствующем канале разрешены. Флаг разрешения прерывания INTE в канале A формируется путем выборочной установки или сброса бита C6, а в канале B – бита C2. Данные, записанные в порт вывода, можно читать обычным образом.
При программировании BB55 на вывод в режиме 1 автоматически устанавливаются сигналы = 0 и INTR = 0. Для приведения сигнала в исходное пассивное состояние необходимо командой выборочного формирования битов порта C установить C7 = 1 (для канала A) или C1 = 1 (для канала B). После этого следует разрешить прерывания по каналам путем установки битов C6 или C2. Это приводит к установлению сигналов INTR = 1, что обеспечит вызов подпрограммы и вывод байта во внешнее устройство.
При работе ВВ55 в режиме 1 состояние основных сигналов, управляющих обменом, фиксируется в регистре состояния. Формат регистра состояния при работе каналов на ввод или вывод имеет вид, приведенный на рис. 2.16.
|
D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
Ввод: |
BB |
BB |
IBFA |
INTEA |
INTRA |
INTEB |
IBFB |
INTRB |
Вывод: |
|
INTEA |
BB |
BB |
INTRA |
INTEB |
|
INTRB |
Рис. 2.16. Формат слова состояния для режима 1
Путем анализа соответствующих разрядов регистра состояния можно организовать обмен данными не по прерыванию, а путем асинхронного программного обмена.