4.3.2. Последовательный асинхронный порт ввода

При реализации последовательного асинхронного порта ввода приходится решать следующие задачи:

• нормализации сигнала поступающего по линии связи;

• преобразования последовательного кода в параллельный;

• проверки достоверности принятой информации;

• формирования запроса прерывания микропроцессора по завершению приема информации;

• выдачи принятой информации на шину данных микропроцессора по его запросу.

На рис. 4.10 представлен вариант структурной схемы последовательного асинхронного порта ввода, а на рис. 4.11 – временные диаграммы, поясняющие его работу.

Рис. 4.10. Структурная схема последовательного асинхронного порта ввода

Рис. 4.11. Временные диаграммы работы последовательного асинхронного порта ввода

Первая задача решается с помощью приемника, в составе которого имеется триггер Шмитта.

Вторая задача решается с помощью последовательно-параллельного ре­гистра DD1,параллельного регистра DD3, устройства управления и делителя частоты актового сигнала. При поступлении на устройство управления “стартового“ импульса, оно формирует последовательность импульсов на синх­ровходе C регистра DD1. С помощью этих импульсов информация с выхода приемника последовательно записывается в регистр DD1. После поступления на C вход 11 импульса в регистре DD1 окажется записанным весь кадр. В случае достоверности принятой информации, устройство управления осуществ­ляет запись информационной части кадра в регистр DD3 (контрольная точка 5).

Проверка достоверности принятой информации (3 задача) производится с помощью схемы контроля паритета DD2.

Задача формирования запроса прерывания микропроцессора решается устройством управления (контрольная точка 6) после записи информационной части кадра в регистр DD3.

Задача выдачи принятой информации на шину данных микропроцессора решается с помощью регистра DD3, дешифратора DD4 и логического элемента DD5, которые представляют собой не что иное, как синхронный параллельный порт ввода.

4.3.3. Программируемый последовательный интерфейс

В составе микропроцессорных комплектов имеются специализированные микросхемы, которые позволяют организовать в МПС обмен информацией в последовательном виде. Примером такой микросхемы может служить микро­схема I8251 “Программируемый последовательный интерфейс”.

Микросхема I8251 представляет собой универсальное программируемое устройство преобразования и передачи данных и предназначена для орга­низации синхронного и асинхронного обмена в последовательном формате между микропроцессором и периферийными устройствами. Универсальность микросхемы заключается в возможности программного изменения форматов передаваемых слов, режима и скорости передачи [АЛЕК84, ХВОЩ87].

Микросхема является приемопередатчиком и может размещаться на передающем и приемном концах линии связи.

Режимы работы приемопередатчиков задаются теми устройствами, к шине данных которых приемопередатчики подключены (микропроцессор или внешнее устройство). Задание режимов производится перед началом работы в процессе инициализации.

Упрощенная структурная схема I8251 представлена на рис. 4.12.

В состав БИС входят: буфер передатчика TBF со схемой управления передатчиком TCU, буфер приемника RBF со схемой управления приемником RCU, буфер данных BD, блок управления записью/чтением RWCU, блок управления модемом MCU.

Буфер передатчика со схемой управления передатчиком предназначены для приема данных в параллельном формате от микропроцессора и выдачи их в последовательном формате на выходе TxD. Буфер приемника со схемой управления выполняют прием последовательных данных с входа RxD и передачу их в микропроцессор в параллельном формате. Буфер данных служит для обмена данными и управляющими словами между микропроцессором и БИС последовательного интерфейса. Блок управления записью/чтением при­нимает управляющие сигналы от микропроцессора и генерирует внутренние сигналы управления. Блок управления модемом обрабатывает управляющие сигналы, предназначенные для внешнего устройства.

Р ежимы работы БИС задаются программно путем загрузки в нее управ­ляющих слов из микропроцессора. Различают управляющие слова двух типов: инструкции и команды.

Инструкция режима задает синхронный или асинхронный режим работы, формат данных, скорость приема и передачи, необходимость контроля. Инструкция заносится сразу после установки БИС в исходное состояние программно или по сигналу RESET и изменяется лишь при смене режимов. Формат инструкции представлен на рис. 4.13.

Команда осуществляет управление установленным режимом обмена и может многократно задаваться в процессе обмена, управляя различными его этапами. Формат команды показан на рис. 4.14.