Общие сведения об интерфейсных схемах

Схемы интерфейса обеспечивают функциональную и электрическую совместимость при обмене информацией между микропроцессором (МП) и устройствами, участвующими в передаче или приеме информации. К ним относятся: шинные формирователи (ШФ), буферные регистры (БР), параллельные и последовательные адаптеры (интерфейсные блоки ввода-вывода) и др.

Как отмечалось выше, выходы МП КР1821ВМ85А имеют низкую нагрузочную способность ( , ), поэтому к выходам МП может быть подключено не более одного входа микросхемы ТТЛШ. Так как токи, потребляемые нагрузкой МП, обычно превышают указанные выше допустимые значения, в шины адреса и данных включаются буферы. Для построения таких буферов предусмотрены ШФ.

Для обмена информацией между модулями МПС используются параллельные и последовательные порты, хранящие информацию до тех пор, пока она не будет востребована МП или ВУ. Они могут быть реализованы с помощью параллельных или последовательных адаптеров либо представлять собою более простые схемы. Например, в простейшем случае в качестве параллельного порта можно использовать БР, который может выполнять роль буфера и хранить передаваемую информацию. Параллельные и последовательные адаптеры берут на себя управляющие функции при вводе-выводе информации, освобождая МП от этой процедуры.

Шинные формирователи

ШФ, называемые также приемопередатчиками, шинными драйверами и т.д., включаются между источником информации (МП) и системной шиной. В английской терминологии ШФ обозначается как BD (Bus Driver). Они усиливают сигналы по мощности при работе на шину, отключают МП от шины, когда он не участвует в обмене. Двунаправленные ШФ в зависимости от сигнала управления позволяют передавать сигналы в шину от МП или, наоборот, принимать их с шины и передавать МП.

Различные ШФ отличаются разрядностью, электрическими параметрами и возможностью передачи сигналов в прямом или инвертированном виде (ШФИ).

В МПК серии КР580 имеются ШФ КР580ВА86 и ШФИ КР580ВА87 (аналоги зарубежных микросхем Intel 8286 и 8287 соответственно). Рассмотрим ШФ КР580ВА86 (рисунок 17).

ШФ КР580ВА86 (схемотехника ТТЛШ) предназначен для двунаправленной управляемой передачи восьмиразрядных данных. Шина A (линии А_7…0) принимает данные от МП или передает их ему (рисунок 17, а), шина B (линии B_7…0) связана с системной шиной, на которую ШФ передает информацию или с которой снимает ее. В каждом разряде ШФ включены два повтори-

Рисунок 17 – Шинный формирователь КР580ВА86. Схема логическая (а) и временные диаграммы работы (б)

t₁ – задержка распространения сигналов от входов к выходам;

t₂ – задержка перехода выходов в Z-состояние;

t₃ – задержка перехода выходов в активное состояние;

t₄ и t₅ – время выдержки и предустановки сигнала T относительно сигнала .

б)

Окончание рисунка 17

теля с Z‑состоянием на выходах. Сигнал ( ) высоким уровнем переводит выходы повторителей (усилителей) в Z-состояние либо разрешает передачу данных при низком уровне. При разрешении работы ( ) направление передачи зависит от уровня сигнала T (Transmit). Если T = 1, то передача от шины A к шине B, а если T = 0, то передача в обратном направлении.

Выходы ШФ имеют разную нагрузочную способность. Выходы B обеспечивают токи: , , выходы A: , . Поэтому шина A подключается к МП, а шина B – к системной шине.

Задержка распространения сигнала через открытые ШФ составляет 20 нс (интервал t₁ на рисунке 17, б).

ШФ широко представлены в различных сериях цифровых элементов. Например, микросхема ЭКР1554АП26 (схемотехника КМОП) представляет собой восьмиканальный двунаправленный приемопередатчик с раздельным управлением с Z-состоянием на выходах. Выходные токи , . Задержка распространения сигнала не более 6 нс при напряжении питания 4,5 В.