Классификация устройств ввода-вывода

Передача данных внутри МПС осуществляется в параллельном формате. Обмен данными между МПС и внешними устройствами возможен как в параллельном, так и в последовательном формате. Исходя из этого, УВВ подразделяются на:

1. УВВ, обеспечивающие обмен с внешними устройствами в параллельном формате;

2. УВВ, обеспечивающие обмен с внешними устройствами в последовательном формате (в этом случае имеет место преобразование данных из параллельного формата, используемого внутри МПС, в последовательный формат).

Параллельный программируемый интерфейс

УВВ, обеспечивающие обмен с внешними устройствами в параллельном формате носит название параллельного программируемого интерфейса, иногда также называемого параллельным портом. Архитектура его представлена на рис. 1.

Рис. 1.  Параллельный программируемый интерфейс

Буфер шины данных — усилитель, предназначенный для подключения к шине данных МПС.

Устройство управления управляет работой параллельного порта. К устройству управления подходят управляющие сигналы RD, WR, CS.

Порт представляет собой регистр и усилитель, обеспечивающий подключение к разрядам регистра внешних линий связи. При работе порта в режиме вывода данных, информация, содержащаяся в регистре, выдается на линии порта в виде соответствующих напряжений. При работе порта в режиме ввода данных, внешнее устройство устанавливает на линиях порта напряжения, соответствующие передаваемым данным, при этом в регистре порта устанавливаются значения, соответствующие этим напряжениям, т.е. передаваемые данные.

Регистр управления содержит данные, определяющие режим работы параллельного интерфейса (например, направление передачи данных через порт — ввод или вывод). Настройка интерфейса на требуемый режим работы (программирование) осуществляется путем записи соответствующего значения в регистр управления. Эта запись выполняется микропроцессором перед началом работы с УВВ.

Адресные линии (A0, A1) необходимы для выбора внутреннего регистра, в который будет происходить запись (чтение) информации при выполнении цикла обмена с МП. В представленном на рисунке примере имеются только два внутренних регистра — сам порт и регистр управления. Часто в одной микросхеме помещают несколько портов.

Временная диаграмма записи данных а параллельный порт представлена на рис. 2.

Рис. 2.  

Микропроцессор устанавливает соответствующее значение адреса на шине адреса и данные на шине данных. После активизации сигнала разрешения записи WR данные с шины данных записываются в регистр-порт и выдаются на внешние линии связи (выходы порта). На этих выходах данные будут существовать до тех пор, пока новые данные не будут записаны в порт.

Временная диаграмма чтения данных из порта представлена на рис. 3.

Рис. 3.  

Микропроцессор устанавливает соответствующее значение адреса на шине. После активизации сигнала разрешения чтения RD данные из регистра-порта (соответствующие напряжениям на входах порта) поступают на шину данных. Внешнее устройство, разумеется, должно установить данные на линиях порта до начала указанной процедуры чтения.

Запись данных в регистр управления (программирование интерфейса) происходит аналогично записи данных в регистр – порта (рис. 2), при этом на шине адреса устанавливается адрес, соответствующие регистру управления, а данные на линиях порта, естественно, не изменяются.