25. Ввод/ вывод информации в последовательных кодах: проблемы, примеры использования программируемых аппаратных средств, надежность и долговечность.

Интерфейсы последовательных каналов ввода/вывода в микропро­цессорных системах реализуются с использованием БИС 8251 (российский аналог – 580ВВ51). Микросхема представляет собой уни­вер­сальный синхронно-асинхронный приемопередатчик последова­тель­ной связи, выполняющий функции приема и преобразования параллельных форматов слов в последовательные для их передачи по каналам связи и последовательных форматов, принимаемых из каналов связи в параллельный формат для ввода в процессор. Микросхема может быть запрограммирована для работы в пяти режимах: асинхронная передача, асинхронный прием, синхронная передача, синхронный прием с внут­рен­ней синхронизацией, синхронный прием с внешней синхронизацией.

Последовательная передача данных может быть в асинхронном или синхронном режимах. При асинхронной передаче каждому передаваемому коду символа предшествует старт-бит, сигнализирующий приемнику о начале очередной посылки. Далее следуют биты данных (5 – 8) и возможно бит паритете – P (бит контроля четности).

Завершает посылку один или два стоповых бита, гарантирующих выдержку между соседними посылками. Старт-бит (всегда лог.0) обеспечивает простой механизм синхронизации приемника фронтом сигнала старт-бита. Внутренний генератор синхронизации приемника использует счетчик-делитель опорной частоты, обнуляемый в момент приема начала старт-бита. Этот счетчик формирует строб импульсы, по которым приемник фиксирует последующие принимаемые биты в середине их временных интервалов. Генераторы синхронизации передатчика и приемника, естественно, настраиваются на равные частоты. Чем выше частота передачи, тем больше влияние искажения фронтов на фазу принимаемого сигнала и тем больше погрешность привязки стробов к середине битового интервала.

Синхронный режим предполагает постоянную активность канала передачи данных. Посылка начинается с передачи кода синхросимвола (одного или двух). Далее коды символов передаются плотным потоком. Если у передатчика нет данных для передачи, то он заполняет паузу непрерывной посылкой кодов синхросимволов. В синхронном режиме необходима внешняя синхронизация приемника и передатчика, либо использование само-синхронизирующего кодирования, при котором на приемной стороне из принятого сигнала формируются импульсы синхронизации.

В качестве связных адаптеров применяются специальные микросхемы, например 8251А, 8250, 16450, 16550А (Intel). В качестве примера рассмотрим микросхему программируемого связного адаптера КР580ВВ51А, являющуюся аналогом микросхем 8251А.

53