Программируемый параллельный интерфейс, параллельные порты микропроцессорных систем.
Программируемый параллельный интерфейс ППИ служит для связи микропроцессора с дискретными или аналоговыми объектами управления, в качестве которых могут быть датчики аналогового или дискретного типа или аналогичные исполнительные устройства объектов управления. Этот структурный блок работает независимо от микропроцессора по собственной программе, представленной в виде управляющего слова.
Программируемый параллельный интерфейс по входам «А0», «А1» связан с микропроцессором через шину адреса «ША», а по входам «D0» … «D7» через шину данных «ШД» и по шине управления «ШУ через входы «Чт», «Зап», «Сб»». Вход «В/К» используется для включения ЧИПа (микросхемы) в работу через сигнал дешифратора внешних устройств. Связь параллельного интерфейса (ППИ) с внешними устройствами производится через порты дискретного ввода-вывода, которые группируются побайтно (по восемь вводов-выводов в одном порте). Для ввода сигналов с аналоговых датчиков в эти порты встраиваются аналого-цифровые преобразователи АЦП, а для вывода сигналов к аналоговым исполнительным устройствам в такие порты встраиваются цифро-аналоговые преобразователи ЦАП. Структура связей ППИ с микропроцессором и внешними устройствами представлена на Рис. 68.
Внутренняя структура программируемого параллельного интерфейса показана на Рис. 69. 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. 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 ППИ или сигналы, предназначенные для внешних устройств, 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.
Рис. 68. Структура связей ППИ с микропроцессором и внешними устройствами.
А0 |
А1 |
Блоки ППИ |
Обращение микропроцессора к внутренним структурным блокам ППИ производится через комбинацию адресных входов «А0» и «А1». Структура этой комбинации представлена в следующей таблице: |
0 |
0 |
Порт «А» |
|
1 |
0 |
Порт «В» |
|
0 |
1 |
Порт «С» |
|
1 |
1 |
Регистр управления |
Порты параллельного интерфейса могут независимо работать как на ввод, так и на вывод информации. При работе конкретного порта на вывод 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. 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 он не будет обнулен, или пока новый сигнал не поступит в него из буфера данных.
Рис. 69. Внутренняя структура программируемого параллельного интерфейса.
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 данных, а затем по шине данных в микропроцессор. После этого буфер порта обнуляется в ожидании приема нового сигнала по команде «чтение». Сигналы дискретных датчиков подключаются к конкретному разряду (каналу) буфера порта без АЦП и вводятся аналогичным способом.