Синхронный последовательный обмен.

При реализации синхронного обмена вместе с данными посылается синхро­сигнал, который используется приемником для стробирования данных (рис. 3.12).

Рис. 3.12 - Форма сигналов при синхронной передаче данных.

Типичная схема для преобразования последовательных данных в парал­лельные показана на рис. 3.13. В этой схеме используются две микросхемы 8-разрядных регистров типа 74LS374. Для большинства приложений не требу­ется включение второго регистра. Это преобразование может также быть выполнено с помощью специальной микросхемы, но некоторые предпочи­тают использовать 8-разрядные регистры, так как их обычно легче найти, чем другие типы микросхем ТТЛ.

Рис. 3.13 - Схема преобразования последовательных данных в параллельные.

Существует два основных протокола для синхронной связи: Microwire и SPI. Эти методы применяются для взаимодействия с различными микросхе­мами, (таких как последовательный EEPROM в BASIC Stamps). Хотя стан­дарты Microwire и SPI очень похожи, существуют некоторые различия, о которых необходимо упомянуть.

Данные протоколы чаще используются для синхронной последователь­ной передачи данных, чем для объединения микроконтроллеров в единую сеть. В этих протоколах каждое устройство адресуется индивидуально, хотя линии передачи данных и синхронизации могут быть общими для многих устройств. Если сигнал разрешения выборки (chip select) устройства не ак­тивен, то это устройство игнорирует линии данных и синхронизации. В каж­дый момент времени только одно из подключенных к тине устройств может быть ведущим (master), то есть иметь возможность задавать режим работы шины (рис 3.15).

Рис. 3.14 - Синхронная последовательная шина.

Если синхронный последовательный порт встроен в микроконтроллер, то передающая схема имеет вид. показанный на рис 2.34.

Рис. 3.15 - Схема синхронного вывода данных.

Эта схема выводит 8-разрядные данные. При реализации протоколов, ана­логичных стандарту Microwire, где сначала выдается старт-бит, этот бит по­сылается с помощью команд чтения и записи в порт ввода-вывода. Похожая схема используется для приема данных, где поступающие данные сначала последовательно вводятся в сдвиговый регистр и затем считываются микроконтроллером.

Самостоятельная работа № 4-5.

Тема 3.4. Протоколы передачи данных. Протокол microwire.

Протокол Microwire обеспечивает передачу данные со скоростью до 1 Мбит в секунду. В одном пакете передается шестнадцать бит данных. На рисунке 2.35 показана форма сигналов при чтении 16 бит данных. Пос­ле выбора микросхемы и посылки старт-бита передается 8-разрядная коман­да (обозначена как «ОР1», «ОР2», «А5» - «А0» на рис. 3.16), затем следуют 16-разрядный адрес (его наличие не является обязательным) и 16 бит дан­ных. При максимальной скорости передачи 1 Мбит в секунду тактовый сиг­нал изменяется каждые 500нс. Передаваемые биты должны быть выдаваться на линию за 100нс до поступления переднего фронта тактового сигнала. Чте­ние данных должно происходить за 100нс до поступления заднего фронта тактового сигнала. Хотя эти требования выполняются большинством устройств, необходимо убедиться, что устройства, с которым осуществляется связь, соответствуют данным условиям.

Рис. 3.16 - Чтение данных в протоколе Microwire.