 |
Режимы работы параллельного порта
|
|
|
|
УПРАВЛЕНИЕ ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ
В МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМАХ
Методические указания
к контрольной работе
по дисциплине «Современные компьютерные сети
и операционные системы»
для студентов
направления - Автоматизация технологических процессов
и производств (АТПП
Электронное издание локального распространения
Саратов, 2019
Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком.
Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено.
Составитель: Янкин Игорь Николаевич
410054, Саратов, ул. Политехническая, 77
Научно-техническая библиотека СГТУ
тел. (8452) 99-86-47; (8452) 99-86-48,
http: //lib.sstu.ru
Регистрационный
номер _____________
ã Саратовский государственный
технический университет
имени Гагарина Ю.А., 2017
СОДЕРЖАНИЕ
| Введение 1. Основная часть 1.1. Организация связи микропроцессорной системы с технологическим оборудованием 1.2. Архитектура БИС 1.3. Режимы работы параллельного порта 1.4. Программирование режима работы БИС 1.5. Алгоритм передачи данных от МП к ВУ 1.5.1. Формирование битов для РУС 1.5.2. Назначение битов информационного канала 1.5.3. Алгоритм работы с информационным кана- лом 2. Пример программы организации управлением внешним устройством 2.1. Постановка задачи 2.2. Операторы для работы с внешними устройства ми 2.3. Пример компьютерной программы для обслу- живания порта 3. Задание на выполнение практической работы 3.1. Содержание задания на выполнение работы 2.2. Порядок выполнения задания 2.3. Содержание отчета о работе | 4 5 5 6 7 7 9 9 10 11 11 11 12 13 19 19 20 21 |
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
Микропроцессорные системы занимают все более прочное место в системах управления технологическим оборудованием. Они построенные на основе принципов организации ЭВМ, такие системы управления обладают мощными функциональными возможностями.
Одной из основных функций такой системы управления является организация обмена данными между микропроцессорным модулем и внешними устройствами. Под внешними устройствами по отношению к микропроцессорной системе понимается интерфейсы органов управления технологическим оборудованием или компонентов исполнительных органов: датчиков скорости и положения двигателей подач и главного движения, элементов электроавтоматики и т.д.
Обмен информацией между микропроцессором и внешними устройствами осуществляется с помощью интерфейсных схем. Интерфейсные схемы могут быть различного уровня сложности. Они могут строиться по принципу жесткой аппаратной структуры или гибкой перепрограммируемой системы.
Целью работы является изучение архитектуры, алгоритма работы и порядка программирования параллельного порта в режиме обмена информацией между микропроцессорной системой и внешними устройствами.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Организация связи микропроцессорной системы с технологическим оборудованием
Связь микропроцессорной системы управления с технологическим оборудованием выполняется на основе специальных интерфейсных схем, осуществляющих двунаправленную передачу информации от источника к потребителю или внешнему устройству и обратно. Связь между микропроцессорной системой и внешним устройством строится по принципу "ведущий-ведомый". В качестве ведущего устройства выступает микропроцессор. Он управляет обменом данными с внешним устройством, анализирует принятую информацию и вырабатывает в соответствии с заложенной в память программой ответную управляющую информацию.
|
|
|
По принципу передачи информации интерфейсные схемы могут быть последовательного или параллельного действия. При последовательной передаче данных машинное слово передается по одной линии интерфейса побитно. То есть все биты передаются поочередно один за другим. При параллельной передаче информации все машинное слово передается одновременно, поэтому интерфейсная схема должна содержать шину данных объемом в машинное слово (например 8, 16, 32, 64 бита или линий шины).
Перепрограммируемые интерфейсные БИС существенно расширяют возможности микропроцессорных систем управления при работе с внешними устройствами. В отличие от аппаратных средств программируемые БИС универсальны, так как они функционально ориентированы на широкий класс внешних устройств. Настройка на выполнение конкретной функции, операции, режима работы осуществляется программно с помощью обычных команд ввода-вывода. Программирование таких БИС заключается в загрузке в регистр управляющего слова (РУС) специальной командной информации. Микропроцессорные системы (МПС), имеющие в своем составе такие схемы, получили название систем с жесткой структурой и перепрограммируемой конфигурацией.
Рассмотрим БИС, нашедшей широкое применение в МПС управления станками, которая относится к классу программируемых периферийных контроллеров (ППК). Данная БИС используется в микропроцессорных системах управления для организации связи центрального микропроцессорного модуля с измерительными преобразователями, электроавтоматикой станка и его приводами. Если интерфейсная схема имеет столько бит данных, сколько их содержится в машинном слове, то такое устройство называется портом.
Архитектура БИС
БИС имеет один 8-битовый управляющий регистр и три 8-битовых канала ввода-вывода А,В и С. Канал С может быть разделен на два подканала. Обмен информацией между процессором и каналами происходит через двунаправленные линии D0... D7 под действием управляющих сигналов ЧТ, ЗП и ВМ (рис. 1).
Рис. 1. Архитектура взаимодействия микропроцессорной системы
|
|
|
с внешним устройством
При выполнении команд ввода-вывода микропроцессор устанавливает на линиях А0 и А1 шины адресов номер канала. Сигналы А0 и А1 совместно с сигналом ВМ определяют, с каким из каналов будет происходить обмен (таблица 1). При наличии на управляющих линиях А0, А1, ВМ сигналов 000, 010, 100 происходит процесс обмена информацией соответственно между каналами А, В, С и микропроцессором по шине данных D0... D7.
При наличии сигнала 110 на указанных линиях осуществляется настройка БИС, то есть выполняется запись управляющего слова в управляющий регистр РУС.
При любых других комбинациях сигналов управляющие линии А0, А1, ВМ и линии D0... D7 переходят в высокоимпедансное состояние (отключаются) и не мешают работе микропроцессора с другими устройствами.
Режимы работы параллельного порта
БИС в микропроцессорных системах управления станками используются в двух режимах работы.
Р е ж и м 0. Обмен данными с внешними устройствами осуществляется через каналы А, В и два подканала С без управляющих сигналов о готовности к работе и подтверждения обмена. Данные, передаваемые от микропроцессора по линиям D0..D7, фиксируются в соответствующих каналах ППК и хранятся там до поступления очередных команд вывода, то есть до записи в порт новых данных. По линиям каналов КА0..КА7, КВ0..КВ7 и КС0..КС7 они непосредственно поступают во внешние устройства. При вводе данных из внешних устройств в микро-ЭВМ они не фиксируются в каналах, а считываются непосредственно регистрами микропроцессора. Этот режим используется для медленно меняющихся процессов или каких-либо постоянных значений (процессор быстрый, а устройство медленное). При этом МП является ведущим, а ВУ ведомым.
Р е ж и м 1. Обмен данными между внешними устройствами и микропроцессором осуществляется по каналам А и В, а по каналу С передаются управляющие сигналы, подтверждающие циклы приема-передачи данных. Одна из двух сторон, участвующих в передаче данных, называется передатчиком, другая - приемником. Принцип работы передатчика следующий: передатчик сохраняет информацию на линиях до тех пор, пока от приемника не получит подтверждение о приеме этих данных.
|
|
|
