книги / Микропроцессорное управление технологическими процессами в радиоэлектронике
..pdfДля вывода в режиме 1 используются следующие команды:
DBF — выводной буфер полон: эта команда пока зывает, что информация из центрального процессора, стоящая на шине D, записана в указанный канал А
или В. Триггер DBF, имеющийся в структуре ППИ, устанавливается передним фронтом входного сигнала
WR и сбрасывается фронтом сигнала АСК;
АСК — вход подтверждения: эта команда выраба тывается периферийным устройством, которое инфор мирует о том, что данные из канала А или В приняты; ШТЕл и INTEB — состояния внутреннего триг гера прерывания каналов А и В устанавливаются центральным процессором при записи управляющего слова в порт С по-адресам разрядов: С6 для ШТЕ^ и
С2 и для INTEa.
INTR — запрос прерывания вырабатывается в ППИ и выводится из разрядов СЗ для INTRA и СО
для INTRa при OBF = 1, INTE = 1 и АСК = 1. Устанавливается передним фронтом сигнала АСК,
сбрасывается задним фронтом сигнала WR.
Режим 2 — стробируемые двунаправленные шины ввода-вывода — обеспечивает прием и передачу ин формации по одной двунаправленной шине ввода-вы вода. В качестве такой шины может работать толь ко порт А . Этот порт используется для передачи 8-би товых данных, а пять линий порта С выполняют такие же функции, как и в режиме 1. Кроме того, выполняются функции генерации и запрета (разреше ния) прерываний. Для организации режима 2 исполь зуются такие же команды, как и в режиме 1, за исклю чением того, что имеются триггеры прерываний по выводу с сигналом INTE 1 (управляется установкой и сбросом бита С6) и по вводу с сигналом INTE 2 (уп равляется через бит С4).
241
Вводные и выводные данные фиксируются в ре гистрах порта А.
Универсальный синхронно-асинхронный приемо передатчик (УСАПП) — (последовательный интер фейс) служит для обмена данными в последователь-
Рис. 37. Структурная схема УСАПП К.Р580ИК51
ном формате и выполняет параллельно-последователь ные (при передаче) и последовательно-параллельные (при приеме) преобразования; может работать в полу дуплексном и дуплексном режимах, т. е. обеспечивать одновременную одностороннюю или двухстороннюю связь. Кроме того, УСАПП генерирует и воспринима ет сигналы управления модемом (модулятором-демо дулятором). Схема УСАПП на БИСКР580ИК51 пока зана на рис. 37.
242
Основные компоненты УСАПП: параллельный 8-битовый двунаправленный буфер шины данных БШД DO — D7 с тристабильными каскадами служит для передачи собственных данных, управляющих слов и информации состояния; схема управления вводом-выводом СУВВ, схема управления модемом СУМ; передатчик со схемой управления СУ; приемник со схемой управления СУ.
Схема управления воспринимает сигналы с шины управления и генерирует внутренние управляющие сигналы. В ее составе имеются регистр слова режима и регистр слова приказа, которые хранят управляю щие слова функционального назначения. В УСАПП подаются шесть входных сигналов:
RESET — сброс — высокий уровень на входе устанавливает УСАПП в исходное состояние, мини мальная длительность шесть периодов синхронизации; CLK — синхронизация — частота сигналов мини мум в 30 раз больше максимальной скорости обмена
данными; |
|
Щ) — чтение; |
|
WP — запись; |
|
C/D — управление/данные — сигнал |
высокого |
уровня соответствует передаче управляющего слова, а сигнал низкого уровня — передаче данных;
CS — выбор кристалла.
В табл. 10 приведены функции, выполняемые при различных комбинациях управляющих сигналов.
Передатчик со схемой управления выполняет все. функции передачи последовательных данных, вос принимает параллельные коды символов от процессора, автоматически вводит необходимые служебные биты и символы синхронизации и выдает последовательный поток данных на выход TxD. Имеет следующие коман ды: TxD выход данных передатчика на линии в
последовательном коде; ТхС — вход синхронизации передатчика — входной сигнал управляет скоростью, с которой должны передаваться символы. В син хронном режиме скорость передачи соответствует ча
стоте сигнала ТхС в бодах (1 бод = 1 бит/с); в асин хронном режиме передачи частота ТхС кратна реаль
ной |
скорости |
передачи |
с масштабом |
1 :1 ; |
1 : 16; |
||
|
|
|
|
|
Таблица 10 |
|
|
CS |
C/D |
RD |
VVR |
|
Функция |
|
|
0 |
0 |
0 |
1 |
Считывание символа |
из |
||
|
|
|
|
УСАПП |
|
УСАПП |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
Считывание из |
|||
|
|
|
|
словосостояния |
|
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
Запись |
символа |
в |
|
|
|
|
|
УСАПП |
управляющего |
||
0 |
1 |
1 |
0 |
Запись |
|||
|
|
|
|
слова в УСАПП |
|
|
|
1 |
X |
X |
х \ |
УСАПП отключен от ши |
|||
0 |
X |
1 |
1J |
ны данных |
|
|
1 : 64. Данные сдвигаются на выход при поступлении заднего фронта сигнала ТхС;
ТхЕ —- передатчик пуст — высокий уровень пока зывает, что пуст преобразователь параллельного кода в последовательный; в синхронном реяшме высо кий уровень указывает, что символ вовремя не загру жен в УСАПП и во время паузы УСАПП сам форми рует SYNC — символы синхронизации. Сигнал ТхЕ сбрасывается при загрузке символа в адаптер;
TxRDY — готовность передатчика — высокий уровень соответствует тому, что он готов принимать символы для передачи.
Приемник с автономной схемой управления вос принимает последовательные данные со входа RxD,
Ш
преобразует их в параллельную форму, контролиру ет и исключает служебные биты и символы синхро низации. Имеет следующие внешние сигналы:
R.*D — вход приемника, в который передаются сиг налы принимаемых последовательных данных; RxC — входной сигнал определяет скорость приема сим волов; R*RDY — готовность приемника — высокий уровень на выходе указывает, что УСАПП полностью принял символ; SYNDET — распознавание синхрони зации — используется в режиме синхронной передачи. Может быть либо входом, либо выходом в зависимости от того, как программа инициализации установила УСАПП, т. е. для внешней или внутренней синхрони зации. Сигнал SYNDET устанавливается в исходное состояние (нулевое) сигналом RESET. Высокий уро вень выходного сигнала означает, что синхронизация достигнута. Если УСАПП запрограммирован для ра боты с двумя символами SYNC, то уровень на выходе SYNDET станет высоким в середине последнего бита в конце второго символа SYNC. SYNDET сбрасыва ется в низкий уровень операцией чтения состояния.
При работе в режиме внешней синхронизации SYNDET является входом, причем положительный фронт на этом входе заставляет УСАПП начать ассемб лирование символов при поступлении заднего фронта
сигнала RJCC. Высокий уровень сигнала SYNDET следует поддерживать, по крайней мере, на протя
жении одного периода RxC следующего за этим фронтом.
Схема управления модемом обслуживает четыре линии. Выходными сигналами можно управлять с помощью слов приказа, а входные сигналы считыва- ю тсяв слове состояния.
DTR — выходной сигнал: низкий уровень свиде тельствует о запросе готовности передатчика терми
2 4 6
нала передавать данные. Этот сигнал позволяет управ лять устройством ввода-вывода по усмотрению раз работчика;
DSR — вход — готовность передатчика термина ла: наличие входа низкого уровня свидетельствует о готовности передатчика устройства ввода-вывода передавать данные. Сигнал использовать для провер ки состояния некоторого внешнего устройства;
R T S — выход — для запроса приемника термина ла: наличие выходного сигнала низкого уровня сви детельствует о запросе готовности приемника терми нала принять данные;
CTS — вход — готовность приемника терминала: наличие на входе низкого уровня свидетельствует о готов! ости приемника терминала принять данные.
CTS генерируется модемом в ответ на RTS.
Для программирования УСАПП используется не сколько управляющих слов, определяющих скорость передачи, длину символов, число стоповых бит, ре жим работы и условия контроля. Кроме того, для синхронного режима требуется определить внешнюю или внутреннюю синхронизацию, а также символ син хронизации. После программирования УСАПП готов выполнять свои функции. Управляющие слова долж ны следовать непосредственно за операцией сброса. Управляющие слова имеют два формата: слово режи ма и слово приказа. Слово режима задает общие рабо чие характеристики УСАПП и обязательно загружа ется первым. После слова режима загружается один или два символа SYN, если задан синхронный режим. Символ SYN2 пропускается, если УСАПП програм мируется для работы с одним символом синхрониза ции. Когда в слове режима определен асинхронный обмен, пропускаются оба символа SYN. Последним в УСАПП загружается слово приказа, определяющее
246
его конкретные действия в соответствии со словом режима. Формат слова режима показан на рис. 38.
Разряды D7 и D6 в синхронном режиме имеют другое значение. При D6 = I программируется сигнал SYNDET, как входной, а при D6 = 0 — как выход ной. Разряд D7 = 1 определяет один символ синхро низации, a D7 = 0 — два символа. После того как слсво режима запрограммирует общие функции УСАП1
|
|
D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
DO |
|
|
ST1 |
ST0 |
Р1 |
РО |
L1 |
L0 |
DR1 |
DR0 |
|
|
|
|
а |
|
и |
|
|
|
Число стоп-бит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Запрещено —YО О |
|
|
|
|
Скорость |
||||
1 бит |
— 0 |
1 |
|
|
|
|
От0 - синхронный |
||
1,5 бит |
- |
1 |
О |
|
|
|
|
0 |
1 -1 |
2 бита - |
1 |
1 |
|
|
|
|
1 |
0 - 1 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 - 6 4 |
|
|
Паритет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Запрещено — X |
О |
|
|
|
|
||
|
|
Нечетный |
- 0 |
1 |
Длина символов |
||||
|
|
Четный |
- 1 |
1 |
|||||
|
|
О |
0 - 5 |
бит |
|
||||
Рис. 38. Формат слова ре |
|
||||||||
0 |
1 —6 бит |
|
|||||||
жима УСАПП |
|
|
|
1 |
0 - 7 бит |
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
1 - 8 |
бит |
|
и один или два символа синхронизации загружены, УСАПП готов к обмену данными. Загружаемое пос ле этого слово приказа задает действительную опера цию УСАПП. Слово приказа имеет следующие зна чения:
DO (T*EN — разрешение передачи): 1 — разреша ет передачу данных; 0 — запрещает;
D1 (DTR — готовность, терминала передавать дан ные): если Dl = 1, то на выходе УСАПП DTP = О, если D1 = 0, сброс выхода DTR в «1»;
247
D2 (RxE — разрешение приема, т. е. |
выдача сиг |
нала RxRDY): 1 — прием разрешен; |
0 — прием |
запрещен; |
|
D3 (SBRK — разрыв, установка сигнала BREAK):
1 — устанавливает |
выход TxD |
в |
низкий |
уровень; |
|
О — устанавливает TxD в высокий уровень; |
|
||||
D4 (ER — сброс ошибок): при D4 = |
1 сбрасывает |
||||
все три признака |
возможных |
ошибок |
в |
слове со |
|
стояния; |
|
|
|
|
|
___D5 (RTS — запрос передачи): |
1 — устанавливает |
||||
RTS в низкий уровень; |
|
|
|
|
|
D6 (IR — внутренний сброс): при D6 = |
1 иниции |
||||
рует внутренний сброс УСАПП, |
после которого долж |
но загружаться слово режима;
D7 (ЕН — режим поиска): в синхронном режиме единичное значение этого бита вводит режим поиска символа синхронизации.
При организации последовательного интерфейса возникает необходимость проанализировать состояния УСАПП. Состояние УСАПП можно определить в лю бой момент времени посредством команды ввода IN. Кроме рассмотренных сигналов DSR (D7), SYNDET. (D6), ТхЕ (D2), RJCRDY (D1) и T*RDY (DO), слово состояния содержит три бита ошибок:
D5 (FF — ошибка кадра): устанавливается в асин хронном режиме, если в конце любого символа не об наружен столовый бит;
D4 (ОЕ — ошибка переполнения): устанавлива ется в любом режиме, когда процессор вовремя не считал символ;
D3 (РЕ — ошибка паритета): устанавливается при обнаружении в принятом символе нарушения паритета.
Все ошибки сбрасываются в нуль, когда бит D4 слова приказа установлен в «1».
Рассмотрим подробнее работу УСАПП в асинхрон ном и синхронном режимах. В асинхронном режиме
248
процессор загружает символ, а УСАПП автоматиче ски вводит стартовый бит, заданное число стоповых бит и бит паритета, если он запрограммирован. Затем символ в последовательном формате выводится на вы ход микросхемы TxD. Битовые посылки выдвигаются по спаду сигнала ТхС со скоростью, определенной множителем 1; 16 или 64 в слове режима.
При приеме на входе RxD действует высокий уро вень. Спад высокого уровня считается началом стар тового бита. Достоверность его проверяется повтор ным опросом сигнала RxD в центре битовой посылки. Если снова фиксируется низкий уровень, то посылка считается достоверным стартовым битом, а в УСАПП запускается специальный счетчик, обеспечивающий опрос сигнала на линии RxD в центрах битовых по сылок.
.При обнаружении ошибки паритета или низкого уровня на месте стопового бита устанавливаются соответствующие флажки ошибок. После приема всего символа он загружается в параллельный буфер и фор мируется высокий уровень сигнала RxRDY (готов ности приемника). Если предыдущий символ не был вовремя считан центральным процессором, то он за мещается вновь поступившим символом, причем в сло ве состояния записывается признак ошибки перепол нения. Необходимо помнить, что ни один вид ошибки
не останавливает работу |
УСАПП, |
а только фиксиру |
||
ет состояние. |
|
|
|
|
В синхронном режиме до загрузки в УСАПП пер |
||||
вого |
символа, которым |
обычно |
является |
символ |
SYN, |
на выходе TxD |
действует |
высокий |
уровень. |
Передача битовых посылок инициируется по спаду
сигнала ТхС, а скорость передачи соответствует часто те этого сигнала. После начала передачи она должна непрерывно поддерживаться с частотой ТхС. Если центральный процессор не успел заполнить буфер
249
передатчика, то УСАПП формирует сигнал ТхЕ и вы двигает в канал символ SYN в зависимости от того, как запрограммирован УСАПП. Сигнал ТхЕ сбрасы вается при записи символов в буфер передатчика со стороны центрального процессора. Если вход УСАПП
CTS находится в состоянии низкого уровня, то инфор мация в последовательном формате выдвигается в канал. До тех пор пока этот вход находится в высоком состоянии, передача запрещена.
Синхронизация символов при приеме в синхрон ном режиме может быть внутренней или внешней. Если УСАПП запрограммирован под внутреннюю синхронизацию, то приемник начинает работу в ре жиме поиска. При этом данные на вход RxD принима
ются по положительному фронту RxC сигнала прием ника. Содержимое буфера приемника непрерывно сравнивается с первым символом SYN до тех пор, пока не обнаружится совпадение по информации. Если УСАПП запрограммирован для работы с двумя сим волами синхронизации SYN, то сравнивается и сле дующий принимаемый символ с содержимым регист ров SYN. Если обнаруживается совпадение SYN1, SYN2, то УСАПП входит в синхронизацию с передат чиком, при этом на выходе SYNDET появляется вы сокий уровень, т. е. сообщение о том, что синхрони зация достигнута. Выход SYNDET устанавливается
в«О» автоматически после чтения состояния УСАПП. После синхронизации следующие биты, поступающие
вприемник, принимаются как данные.
Внешняя синхронизация достигается подачей вы сокого уровня На вход SYNDET со стороны передат чика. Этот сигнал можно снять спустя один период сигнала RxC. При этом приемник входит в синхро низм и бит информации на входе RxD воспринимается как первый бит данных. Ошибки четности и пере полнения обнаруживаются тем же путем, что и в
250