6.2.2. Принцип работы микропроцессора при обработке цифровых сигналов

Обработка цифровых сигналов производится в арифметико-логическом устройстве микропроцессора. Это устройство может обрабатывать одновременно два цифровых сигнала. Для этой цели по командам машинного цикла последовательно сначала из регистра W, а потом из регистра Z в буфер шины адреса направляются адреса хранения этих сигналов. Одновременно на шине управления устройством управления и синхронизации микропроцессора выставляется команда «Чтение», по которой через шину данных в буфер шины данных пересылается сначала один, а затем и другой цифровой сигнал. Затем эти сигналы из буфера так же последовательно пересылаются для промежуточного хранения вначале в буфер АЛУ, а затем в его аккумулятор. В АЛУ методом арифметического сложения и логических сдвигов по командам машинных циклов производится совместная обработка этих сигналов. Цифровой результат обработки сигналов направляется для хранения в аккумулятор, при этом в регистре признаков устанавливаются признаки (или флаги) этого результата. К числу этих признаков (флагов) можно отнести: положительность или отрицательность цифрового результата, его четность или нечетность, равенство или неравенство его нулю и т. д. Эти признаки (флаги) используются командами ветвления для организации условия ветвления алгоритма. Для того чтобы полученный результат не был потерян при выполнении последующей команды, его необходимо переслать из аккумулятора в один из регистров общего назначения или в ячейку памяти ОЗУ.

6.3. Программируемый параллельный интерфейс, параллельные порты микропроцессорных систем

Программируемый параллельный интерфейс (ППИ) (адаптер параллельной связи) служит для связи микропроцессора с дискретными или аналоговыми объектами, в качестве которых могут быть датчики аналогового или дискретного типа или аналогичные исполнительные устройства. Этот структурный блок работает независимо от микропроцессора по собственной программе, представленной в виде управляющего слова.

Программируемый параллельный интерфейс (рис.16.) связан с микропроцессором через систему трех шин: шину адреса ША (по адресным входам А₀, А₁), шину данных ШД (по входам D₀, …, D₇) и шину управления ШУ (по входам Чт, Зап, Сб). Вход В/К (выбор кристалла) используется для включения чипа (микросхемы) в работу через сигнал дешифратора внешних устройств. Связь параллельного интерфейса (ППИ) с внешними устройствами производится через цифровые дискретные выходы, которые группируются побайтно в порты (по восемь в одном порте, например В₀, В₁,…, В₆, В₇). Для ввода сигналов с аналоговых датчиков в эти порты встраиваются аналого-цифровые преобразователи, а для передачи сигналов к аналоговым исполнительным устройствам − цифроаналоговые преобразователи.

Рис. 16. Структура связей ППИ с микропроцессором и внешними устройствами

Внутренняя структура программируемого параллельного интерфейса показана на рис.17. Все структурные элементы этого интерфейса связаны внутренней шиной, к которой с одной стороны примыкают буфер шины данных, устройство управления и регистр управления, а с другой стороны буферы портов.

Рис.17. Структура связей ППИ с микропроцессором и внешними устройствами.

Буфер шины данных предназначен для промежуточного хранения цифровых сигналов перед их передачей в шину данных или во внутреннюю шину ППИ. В качестве этих сигналов могут быть команды управления для самого ППИ или цифровые сигналы, предназначенные для передачи внешним устройствам, или сигналы, снимаемые с внешних устройств.

В регистре управления хранится управляющее слово, которое является программой для управления работой ППИ. Исполнение этой программы производится устройством управления с учетом команд поступающих от микропроцессора через шину управления. Буферы портов служат для непосредственного подключения к ним периферийных устройств в виде датчиков или приводов исполнительных устройств.

Обращение микропроцессора к внутренним структурным блокам ППИ производится через комбинацию адресных входов А₀ и А₁. Структура этой комбинации представлена в табл. 6.

Порты параллельного интерфейса могут неза-

Таблица 6 висимо работать как на ввод, так и на вывод ин-

формации. При работе конкретного порта на вывод

А0	А1	Блоки ППИ	цифрового сигнала этот сигнал направляется микропроцессором по команде «Запись» через шину данных в буфер данных ППИ, из которого в соответствии с комбинацией адресных входов этот сигнал направляется в соответствующий порт.
0	0	Порт А
1	0	Порт В
0	1	Порт С
1	1	Регистр управления

Если этот порт содержит ЦАП, то цифровой сигнал преобразуется на выходе порта в аналоговый. При отсутствии ЦАП в порте выходной сигнал остается дискретно-цифровым. На выходе порта сигнал остается постоянным до тех пор, пока буфер порта не будет обнулен или пока новый сигнал не поступит в него из буфера данных.

Работа конкретного порта при вводе сигнала происходит следующим образом. По команде «Чтение», которая поступает от микропроцессора по шине управления, сигнал аналогового датчика кратковременно поступает через АЦП в буфер порта, откуда по внутренней шине он передается в буфер шины данных, а затем по шине данных в микропроцессор. После этого буфер порта обнуляется в ожидании приема нового сигнала по новой команде «Чтение».

Сигналы дискретных датчиков подключаются к конкретному разряду (каналу) буфера порта без АЦП и вводятся аналогичным способом.