Петросьянц В.В. Измерительно-вычислительные комплексы (канал общего пользования)

Подождите немного. Документ загружается.

110

Таблица 22. Основные операции, выполняемые ИС Intel 8255

А1 АО

Направление передачи

Операция ввода (чтение)

0 0 0 1 0 Из порта А на шину данных

0 1 0 1 0 Из порта В на шину данных

1 0 0 1 0 Из порта С на шину данных

Операция вывода (запись)

0 0 1 0 0 С шины данных в порт А

0 1 1 0 0 С шины данных в порт В

1 0 1 0 0 С тины данных в порт С

1 1 1 0 0 С шины данных на линию управления

Функция блокировки

X X X X 1

С шины данных на буфер с тремя состояниями

1 1 0 1 0 Запрещенная комбинация

X X 1 1 0

С шины данных на буфер с тремя состояниями

Режим 1 предоставляет системе два 8-разрядных порта: А и В. Однако в

этом случае и входы, и выходы буферизируются. Два 4-разрядных порта (С-

верхний и С-нижний) используются как линии квитирования установления свя-

зи для портов А и В, и они уже не могут служить в качестве портов для обмена

данными. При выводе данных в режиме 1 линии РСЗ, РС4 и РС5 используются

в качестве линий квитирования установления связи для порта А. Линии РСО,

РС1 и РС2 играют ту же роль для порта В. Линии РС6 и РС7 можно запрограм-

мировать на работу в качестве входных или выходных линий порта. В этом ре-

жиме устройство ввода, как правило, направляет 8-разрядное слово данных на

линии РА0-РА7 (или РВ0-РВ7), а затем выдает стробирующий сигнал с актив-

ным низким уровнем

STB

на линию РС4 (в случае обмена с портами А) или на

линию РС2 (при обмене с портом В). Подача такого строба обеспечивает за-

грузку слова данных во входной буферный регистр. В результате этого генери-

руется сигнал (с активным высоким уровнем) заполнения буфера - IBF, кото-

рый выдается на линию РС5 для активизации порта А и на линию РС1 для ак-

тивизации порта В. Процессор считывает информацию с порта С и одновре-

менно проверяет сигнал IBF, чтобы определить, достоверны ли данные, имею-

111

щиеся на линиях выбранного рабочего порта. Если сигнал IBF представляет со-

бой логическую 1 , то процессор считывает данные с порта А или В, а сам строб

IBF сбрасывается фронтом сигнала RD.

Рис. 46. Вариант задания режима в управляющем регистре

При выводе данных в режиме 1 линии РС7, РС6 и РСЗ служат в качестве

линий квитирования установления связи для порта А. Линии РСО, РС1 и РС2

играют ту же роль для порта В. Линии РС4 и РС5 можно запрограммировать на

работу в качестве входных или выходных линий порта. Процессор записывает

данные в порт А или В и устанавливает флаг "буфер ввода заполнен" - OBF

112

(PC7 для порта А или РС1 для порта В) - в состояние с активным низким уров-

нем для индикации выполнения этой операции. Устройство вывода кон-

тролирует состояние

OBF

, чтобы определить, когда появятся выводимые дан-

ные. Оно подтверждает прием данных путем выдачи сигнала подтверждения

ACK

(линии РС6 для порта А или РС2 для порта В), который имеет активный

низкий уровень и подтверждает прием данных, сбрасывая флаг "буфер вывода

заполнен".

Выбор режима 2 предоставляет в распоряжение системы одну 8-

разрядную шину для двусторонней передачи через порт А. Пять одноразрядных

линий порта С становятся для порта линиями состояния и управления, т.е. порт

А приобретает средства квитирования установления связи, аналогичные тем,

которые предусмотрены в режиме 1.

Когда ИС 8255 работает в режиме 1 или 2, ее управляющие сигналы, вы-

даваемые с порта С, могут использоваться в качестве входных сигналов запроса

на прерывание, направляемых процессору. Эти сигналы прерывания можно за-

прещать или разрешать путем установки или сброса триггера " ассоциации"

(разрешения прерывания) INTE, используя для данной цели функцию установ-

ки/сброса порта С. Когда разряд 7 управляющего слова установлен в ноль,

управляющее слово интерпретируется как команда установки/сброса порта С.

При поступлении такой команды может быть установлен или сброшен любой

разряд порта С. Это особенно удобно при решении тех прикладных задач, где

требуется манипулировать отдельными разрядами портов. Комбинировать ре-

жимы выполнения операций можно различным образом. Так, например, можно

использовать порты А и С - верхний в режиме 1 и одновременно порты В и С -

нижний - в режиме 0.

113

4. УЧЕБНЫЙ ИВК С КАНАЛОМ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ

4.1. Структурная схема и алгоритм функционирования

Комплекс представляет собой пример использования интерфейса Intel

625-1 ( канал общего пользования КОП) в системе измерения температурных

зависимостей терморезисторов.

ИВК состоит из управляющей ЭВМ типа IBM PC/AT, платы сопряжения

с каналом общего пользования (контроллер-адаптер КА), цифрового вольтмет-

ра со встроенным интерфейсом КОП ( В7-40), звукового генератора ( ГЗ-122),

спиртового термометра и емкости с подогреваемой жидкостью (рис.47).

Рис. 47. Структурная схема учебного ИВК с КОП

Комплекс работает следующим образом. Периодически раз в 20 С генера-

тор выдает звуковой сигнал. Оператор снимает показание спиртового термо-

метра и заносит в управляющий компьютер с клавиатуры. Пределы и интерва-

лы измерения (отсчета) можно изменить в результате диалогового взаимодей-

ствия с управляющей ЭВМ. Текущее значение температуры отображается на

табло генератора. Результат измерения сопротивления терморезистора вольт-

метром В7-40/1 периодически посредством КОП считывается компьютером и

записывается в особый файл, а при необходимости отображается в виде гра-

фика на экране ЭВМ. Комплекс работает под управлением программы, обеспе-

чивающей режим измерения и режим обучения по теории ИВК.

114

4.2. Сопряжение КОП с IBM PC

Подключенные к шине КОП устройства могут обеспечивать передачу и

прием данных через шину, ее управление или любую комбинацию этих функ-

ций. Перед любым обменом данными через шину контроллер шины должен

указать, какие устройства будут передатчиками, а какие - приемниками. Для

реализации этих функций используются передаваемые через шину команды.

Команды передаются так же, как и данные, с той лишь разницей, что во

время передачи на линии ATN устанавливается уровень логической единицы.

Команды считываются всеми подключенными к шине устройствами, и все уст-

ройства передают в контроллер соответствующие сигналы квитирования.

4.2.1. Контроллер-адаптер

В контроллере-адаптере (схема и макетная плата разработаны и изготов-

лены в лаборатории кафедры электронной и компьютерной техники ДВГТУ,

структурное подразделение " КАРЭ") используется программируемый парал-

лельный интерфейс ( ППИ) ( микросхема КР580ВВ55 или Intel 8255) для под-

ключения шины данных компьютера к соответствующим линиям шины КОП

(линии управляющих сигналов, линии данных, линии синхронизации) под

управлением резидентной программы. В схеме применены буферные каскады

DD4, DD5. Выбор микросхемы порта КР580ВВ55 осуществляется по адресам

300Н-303Н при помощи дешифратора на микросхемах DD2, DD3.

В этой схеме микросхема КР580ВВ55 работает в режиме 0. Благодаря

этому организовано четыре независимых порта: А, В, С-верх-ний, С-нижний. В

этом режиме порт А - двунаправленный и используется для приема (передачи)

информации через КОП (8 линий). Порт В используется для передачи управ-

ляющих сигналов через КОП (линии В0-В2) и управления работой непосредст-

венно самого контроллера-адаптера (линии ВЗ, В6, В7). Порт С используется

для приема (передачи) сигналов квитирования через КОП (линии СО, С4, С5) и

приема управляющих сигналов (линии CI, C2). Для удержания сигналов на ши-

115

не управления КОП при переключении режима работы ППИ используется че-

тырехвходовый триггер КМ155ТМ5 (DD6). Сигналы ДУ, УП, ОИ поступают от

компьютера на шину КОП через входы триггера DO, Dl, D2. Входы подключе-

ны к выводам ВО, В1, В2 порта В DD1. Триггер DD6 представляет собой за-

щелку данных и содержит две пары триггеров, управляемых по двум входам

разрешения (CI, C2). Информация, имеющаяся на входах D триггеров, фик-

сируется в защелке при переключении состояния входов С1, С2 от высокого к

низкому уровню напряжения. Для защелкивания информации в триггере фор-

мирование сигнала разрешения записи осуществляется программным путем,

выставлением низкого уровня на линию ВЗ. Для установления стабильного

уровня сигналов на выходе триггера цепочка R1C1 обеспечивает задержку от-

носительно их сигнала разрешения.

Шина данных буферизирована БИС КР580ВА87. Использование шинного

формирователя, в котором двунаправленная передача осуществляется с инвер-

сией, обусловлена тем, что данные через КОП передаются в инвертированном

формате. Таким образом, с помощью шинного формирователя повышаем на-

грузочную способность. При этом отпадает необходимость в постоянной ин-

версии программным путем считываемой и выводимой в КОП информации.

Направление передачи приемопередатчиков (DD4, DD5) зависит от сигнала на

входе Т. При высоком уровне сигнала на этом входе информация передается с выво-

дов А0-А7 к выводам В0-В7, при низком уровне сигнала - в обратном направлении.

В интерфейсе рассматриваемой здесь системы для портов А, В и С, а также

управляющего регистра микросхемы DD1 выделено адресное пространство

300Н-303Н, что соответствует 11000000002-11000000112. Поскольку ИС

КР580ВВ55 (DD1) должна быть переведена в активное состояние, если на адрес-

ных линиях А2-А9 присутствует фиксированное значение ОЗН (000000112), ло-

гические элементы DD2, DD3 должны подавать сигнал выбора CS на схему DD1.

Выбор любого из трех портов или управляющего регистра производится линия-

ми двух младших разрядов адреса ВАО и ВА1, идущими от схемы буферизации.

116

Рис. 48. Схема контроллера-адаптера

117

В приводимом контроллере-адаптере шина данных компьютера через

порт А и 8-разрядный буфер на микросхеме DD3 подсоединена к шине данных

КОП. Порт В используется для управления D- триггерами (DD5), которые в

свою очередь задают режим работы КОП. Триггеры необходимы для сохране-

ния информации на линиях управления КОП, когда обслуживаются порты А и

С. Запись информации в триггеры осуществляется выдачей на порт В сигнала, у

которого первые пять разрядов задают режим работы линий управления, а шес-

той разряд используется для перезаписи информации.

Порт С применяют для квитирования связи по линиям синхронизации

КОП (DAV, NRED, NDAC). Порт С-нижний для приема (передачи) сигнала со-

провождения данных DAV, порт С-верхний для передачи ( приема) сигналов

обратной связи NRED ( готов к приему) и NDAC ( данные приняты). Формиро-

ватель DD5 необходим для буферизации линий управления шины КОП.

4.2.2. Программа-драйвер

Ниже приводится подпрограмма, написанная на языке Паскаль, с исполь-

зованием ассемблерных вставок, реализующая алгоритмы работы КОП "Источ-

ник" и "Приемник" (см. п. 2.2). Эта подпрограмма обеспечивает прием или пе-

редачу информации между ЭВМ и цифровыми приборами со встроенными ин-

терфейсами КОП (В7-40/1, ГЗ-112) и реализует интерфейсные функции "син-

хронизация источника", "синхронизация приема (см. п. 2.1.2-2.1.3).

Реализация алгоритма работы приемника состоит из двух процедур: Re-

ceiverl и Receiver2. Реализация алгоритма работы источника состоит так же из

двух процедур: Sourcel и Source2. Процедуры Receiverl и Sourcel выполняют

соответственно функции начальной установки алгоритмов работы приемника и

источника. Обе процедуры являются процедурами без параметров. Проце-

дуры Receiver2 и Source2 выполняют соответственно функции приема и пе-

редачи данных, а также функции обмена квитирующими сигналами. Процедура

Receiver2 организует прием байта от прибора и содержит принятый байт в ка-

118

честве выходного параметра. Все процедуры собраны в модуле UNIT SUNCH,

который после трансляции преобразуется в файл SUNCH.TPU. Таким образом,

все разработанные процедуры собраны в одном файле (SUNCH.TPU), а их под-

ключение к управляющей программе осуществляется простым указанием име-

ни SUNCH в секции USES управляющей программы. Приведенная программа

позволяет при помощи сигналов квитирования реализовывать две интерфейс-

ные функции: асинхронный прием и асинхронную передачу каждого байта ин-

формации. Разработанные подпрограммы реализуют стандартный протокол

обмена информацией и сигналами квитирования в измерительной системе с ин-

терфейсом КОП, поэтому они являются универсальными и могут использо-

ваться при дальнейшем развитии учебного ИВК и включении в его состав дру-

гих программируемых приборов. При помощи разработанных подпрограмм в

управляющей программе организуется прием и передача данных, передача ко-

манд, адресация приборов.

{Модуль, организующий синхронизацию ввода и вывода

данных в интерфейсе КОП}

Unit Sunch;

Interferace

Uses Crt, Dos;

Procedure Sourse_l;

Procedure Source_2 (M:Byte);

Procedure Resiver_l ;

Procedure Resiver_2(var M:Byte);

Implementation

Const

Port_A = $300

Port_B = $301

Port_C = $302

Port_M = $303

Cryl = $80

Cry2 = $40

Cry3 = $00

Procedure Resiver_l;

Label Ml;

Begin

asm

119

{направление передачи}

mov dx,Port_B

mov al,Cryl

out dx,al

{установить ГП и ДП в "низкое"}

mov dx,Port_C

mov al,Cry3

out dx,al

end;

End;

Procedure Resiver_2(Var M:Byte);

Label

Ml,

M2;

Begin

asm

{направление передачи}

mov dx,Port_B

mov al,Cryl

out dx,al

{установить ГП в "высокое"}

mov dx,Port_C

mov al,20h

out dx,al

{направление передачи}

mov dx,Port_B

mov al,Cry3

ut dx,al

mov dx,Port_C

{ ожидание СД "низкое"}

Ml: in al,dx

and al,01h

jnz Ml

{направление передачи}

mov dx,Port_B

mov al,Cryl

out dx,al

{установить ГП в "низкое"}

mov dx,Port_C

mov al,Cry3

out dx,al

{ввод данных}