Міністерство освіти і науки України
Національний університет "Львівська політехніка"
Інститут комп’ютерних технологій, автоматики та метрології
Кафедра КСА
Розрахункова робота №2
з навчальної дисципліни :
“ Перетворювачі форм інформації для систем контролю “
Розробка інтерфейсу для під’єднання АЦП чи ЦАП до системної шини комп’ютера
1.Завдання
Розробити принципову схему інтерфейсу для під’єднання АЦП чи ЦАП до системної шини комп’ютера. Скласти програму обслуговування цього інтерфейсу в режимі програмного опитування в мнемокодах процесора I8080. Описати коротко роботу схеми.
Варіант
Дані зовнішнього пристрою
Дані системної шини комп’ютера
Розрядність зовнішнього пристрою(біти)
Тип пристрою(АЦП чи ЦАП)
Кількість АЦП, ЦАП
Напрям передачі
Наявність стробу “Дані готові”
Рівень стробу
Адреси елементів інтерфейсу
Розрядність шини адреси(біти)
Розрядність шини даних(біти)
Кількість сигналів шини управління
Наявність UЖ в спільній шині
8
12
АЦП
1
ВІД ЗП ДО КП
Є
НИЗЬКИЙ
1CH÷1FH
16
8
Є
2. Порядок ввімкнення дешифратора та визначення адрес для елементів інтерфейсу
2.1. Порядок ввімкнення дешифратора
Набір заданих адрес елементів у двійковій формі :
Розглянемо адресну шину комп’ютера :
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
0
0
0
x
x
х
x
x
xxxxx – комбінації бітів, які відповідають заданим адресам. Як бачимо, у даних адресах міняються лише розряди A0 та A1, а A2,A3,A4 постійно рівні 1. При цьому розряди А5…А7 залишаються рівними 0.
Отже сигнали з A2..A7 можна використати для ввімкнення КР580ВВ55, а сигнали з A0 та А1 для вибору відповідного елемента інтерфейсу КР580ВВ55.
Таким чином, для ввімкнення КР580ВВ55, сигнали з A5..A7 подаємо на логічні елементи І-НЕ, а з їх виходів на входи логічного елемента 6-І-НЕ, спільно з сигналами A2..А4. З виходу логічного елемента 6-І-НЕ, сигнал заводимо на вхід дозволу роботи КР580ВВ55.
2.2. Визначення адрес для елементів інтерфейсу
Таблиця адрес елементів інтерфейсу
Адреса елемента
Назва елемента інтерфейсу
1CH
Порт А КР580ВВ55
1DH
Порт B КР580ВВ55
1EH
Порт C КР580ВВ55
1FH
Регістр керування КР580ВВ55
3. Інтерфейс
3.1. Теоретична частина
Для реалізації читання даних із двох 8-ми розрядних АЦП нам знадобиться паралельний програмований інтерфейс КР580ВВ55. Вибір даної мікросхеми обумовлений тим, що вона має 3 порти вводу-виводу даних : Порт А, Порт В, Порт С та здатна працювати у 3-х режимах :
Режим 0 – кожна група по 12 виводів може бути запрограмована на
простий ввід або вивід.
Режим 1 – по 8 виводів кожної групи можуть бути запрограмовані на
стробований ввід або вивід, а решта 4 виводи використовують для управління програмним обміном або обміном за перериванням.
Режим 2 – група з 8 виводів порту А являє собою двонапрямлений
8-розрядний канал даних, що керується сигналами 5 виводів порту С.
Оскільки дані, що надходять з АЦП супроводжуються строб-сигналом низького рівня, доцільним буде вибрати як основний режим роботи 1. У цьому режимі, розряди порту PС4 та PC2 використовуються як вхід строб-сигналу низького рівня відповідно для портів А та В.
Беручи до уваги особливості роботи КР580ВВ55 в режимі 1, ми подаємо строб-сигнал одночасно на входи PC4 та PC2 і таким чином реалізовуємо асинхронне запам’ятовування даних.
Після того, як дані запам’яталися, КР580ВВ55 видасть сигнал заповнення вхідного буфера IBF, чим заборонить ввід нових даних, а також встановить сигнал запиту переривання INTR.
Таким чином, ми можемо використати сигнал IBF(PC5 – порт А, PC1 – порт В) або INTR(PC3 – порт А, PC0 – порт В) для встановлення прапорця готовності даних.
У даному випадку КР580ВВ55 використовується як порт вводу-виводу, тому його входи управління читанням-записом() під’єднуються до виходів шини управління комп’ютера. У випадку використання даної мікросхеми, як елемента пам’яті, входи повинні підключатися до виходів відповідно.
3.2. Апаратна частина
Склад інтерфейсу :
1. Паралельний програмований інтерфейс
2. Логічні елементи
3. Роз’єми
Елементна база :
1. КР580ВВ55 – 1 шт.
2. Логічні елементи :
а) 6-І-НЕ – 1 шт.
б) І-НЕ – 3 шт.
3. Роз’єми :
а)Системної шини комп’ютера – 1шт.
б)АЦП – 1 шт.
3.3. Принципова схема
3.4. Принцип роботи
Звертання до порту A.
Виходи адресної шини комп’ютера під’єднані до входів паралельного програмованого інтерфейсу КР580ВВ55.
Коли комп’ютер виставляє на адресну шину 1CH, а шина управління формує сигнал , то відбувається читання даних із порту А паралельного програмованого інтерфейсу КР580ВВ55.
Звертання до порту B.
Виходи адресної шини комп’ютера під’єднані до входів паралельного програмованого інтерфейсу КР580ВВ55.
Коли комп’ютер виставляє на адресну шину 1DH, а шина управління формує сигнал , то відбувається читання даних із порту B паралельного програмованого інтерфейсу КР580ВВ55.
Звертання до порту C.
Виходи адресної шини комп’ютера під’єднані до входів паралельного програмованого інтерфейсу КР580ВВ55.
Коли комп’ютер виставляє на адресну шину 1EH, а шина управління формує сигнал , то відбувається читання даних із порту C паралельного програмованого інтерфейсу КР580ВВ55.
Порт С використовується як реєстр стану готовності вхідних даних з АЦП (молодший байт – розряд С6, а старший байт – розряд С7 ) до обробки комп’ютером.
Звертання до регістру керуючого слова (РКС) КР580ВВ55.
Виходи адресної шини комп’ютера під’єднані до входів паралельного програмованого інтерфейсу КР580ВВ55.
Коли комп’ютер виставляє на адресну шину 1FH, а шина управління формує сигнал , то відбувається запис керуючого слова в регістр керуючого слова (РКС) паралельного програмованого інтерфейсу КР580ВВ55.
3.5. Програмна частина
Адреса команди
Машинний код
Мітка
Мнемокод
Коментар
1000
00111110
10111111
MVI A,BFh
Занести в акумулятор керуюче слово
1002
11010011
00000111
OUT 07h
Встановити порти А та В на вхід в режимі 1
1004
11011011
00000110
M:
IN 06h
Ввід даних з
порту С
(реєстру стану)
1006
11100110
01000000
ANI 40h
Перевірка готовності даних
АЦП
1008
11000100
00010000
00010010
CNZ ADC
У разі наявності даних, виклик підпрограми обслуговування АЦП (ADC)
1011
11001001
RET
Повернення з підпрограми M
1012
11011011
00000100
ADC:
IN 04h
Ввід даних з порту А
1014
00110010
01010000
00000000
STA 5000h
Зберегти вміст акумулятора за адресою 5000h
(молодший байт)
1017
11011011
00000101
IN 05h
Ввід даних з порту В
1019
00110010
01010000
00001000
STA 5008h
Зберегти вміст акумулятора за адресою 5008h
(старший байт)
1022
11001001
RET
Повернення з підпрограми обслуговування АЦП (ADC)
4. Висновок
Розробив інтерфейс для під’єднання АЦП до системної шини комп’ютера. Склав принципову схему та описав принци її роботи. Написав програму обслуговування інтерфейсу в режимі програмного опитування.