Курсовая работа (т): Разработка лабораторного стенда Исследование параллельного интерфейса на контроллере МС2702

Сигналы  в последовательности согласования.

Адаптер  тоже генерирует  протокольные сигналы  аппаратно, но  работа существенно  от режима EPP.

На рис. 1.3,  приведена диаграмма  циклов прямой  за циклом  следует командный цикл. Тип  задается уровнем  линии (HostAck) в  данных - высокий, в  цикле - низкий.

В  цикле байт  содержать канальный  или счетчик RLE. Отличительным  является бит 7  если он  то биты  содержат счетчик  (0-127), если  - то канальный адрес. На рис. 1.3,  показана пара  обратной передач.

Рисунок 1.3 - Передача в  ECP: а - прямая, б -

В отличие от  обмена EPP,  рисунке 1.3  приведены сигналы  системной шины процессора. В  режиме обмен  с ПУ разбивается  два относительно  процесса, которые  через FIFO-буфер. Обмен  с FIFO-буфером может  как с использованием  так и программного ввода-вывода. Обмен  с буфером аппаратно  адаптер ECP. Драйвер в  ЕСР не  информации о точном  процесса обмена,  обычно важно  то, завершен  или нет.

Прямая  данных на  интерфейсе состоит  следующих шагов:

. Хост  данные на  канала и устанавливает  цикла данных  уровень) или  (низкий уровень)  линии (HostAck).

. Хост  низкий уровень  линии (HostClk),  на действительность данных.

. ПУ  установкой высокого  на линии (PeriphAck).

. Хост  высокий уровень  (HostClk), и этот  может использоваться  фиксации данных в ПУ.

. ПУ  низкий уровень  линии (PeriphAck) для  на готовность к  следующего байта [5].

Поскольку  в ЕСР происходит  FIFO-буферы, которые  присутствовать на  сторонах интерфейса,  понимать, на  этапе данные  считать переданными.

Данные  переданными на  4, когда  (HostClk) переходит в  уровень. В этот  модифицируются счетчики  и принятых байт. В  ЕСР есть  вызывающие прекращение  между шагами 3 и 4. Тогда  данные не  рассматриваться как переданные.

Из рисунке 1.3  и другое отличие  от EPP. Протокол  позволяет драйверу  циклы прямой и  передачи, не  подтверждения на  направления. В ЕСР  направления должна  согласована: хост  реверс установкой  после чего  должен дождаться  сигналом (AckReverse#).

Поскольку  цикл мог  по прямому  драйвер должен  завершения прямого  или прервать  выгрузить буфер  определив точное  счетчика переданных  и только после  запрашивать реверс [5].

Обратная  данных состоит  следующих шагов:

. Хост  изменение направления  устанавливая низкий  на линии (ReverseRequest#).

. ПУ  смену направления  низкого уровня  линии (AckReverse#).

. ПУ  данные на  канала и устанавливает  цикла данных  уровень) или  (низкий уровень)  линии (PeriphAck).

. ПУ  низкий уровень  линии (PeriphClk),  на действительность данных.

. Хост  установкой высокого  на линии (HostAck).

. ПУ  высокий уровень  (PeriphClk), этот  может использоваться  фиксации данных хостом.

Далее более подробно будет рассмотрен интерфейс ИРПР в качестве конечного решения поставленной задачи.

ИРПР предназначен для радиального подключения к микроЭВМ (микропроцессорной системе) устройств ввода-вывода с параллельной передачей информации, а также для обмена данными между двумя микроЭВМ. По этому интерфейсу обмен данными производится побайтно в асинхронном режиме с квитированием. Передача данных осуществляется между одним источником (передатчиком) и одним приемником.

Для организации дуплексного обмена (одновременного обмена в противоположных направлениях) требуются два устройства сопряжения. Большинство серийно выпускаемых странами СНГ дисплеев и принтеров имеют выход на этот интерфейс.

2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОГО ВАРИАНТА КОНСТРУИРОВАНИЯ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

ИРПР предназначен для радиального подключения к микроЭВМ (микропроцессорной системе) устройств ввода-вывода с параллельной передачей информации, а также для обмена данными между двумя микроЭВМ. По этому интерфейсу обмен данными производится побайтно в асинхронном режиме с квитированием. Передача данных осуществляется между одним источником (передатчиком) и одним приемником [6].

Для организации дуплексного обмена (одновременного обмена в противоположных направлениях) требуются два устройства сопряжения. Большинство серийно выпускаемых странами СНГ дисплеев и принтеров имеют выход на этот интерфейс.

Физически интерфейс ИРПР образуют 8 линий данных и 4 линии управления (рисунок 2.1). В обозначениях линий управления присутствует буква И или П, означающая, что сигнал на этой линии формирует источник (И) или приемник (П). Если буква отсутствует, то сигнал формирует источник.

Сигнал ГИ (готовность источника) свидетельствует о готовности источника к работе. Сигнал ГП (готовность приемника) передается источнику и информирует его о готовности к приему информации.

Сигнал строба СТР формируется источником и служит для стробирования передачи информации по линиям данных Д0-Д7. Сигнал ЗП (запрос приемника) свидетельствует о готовности приемника принять очередной байт информации от источника.

Обмен информацией регламентируется следующим алгоритмом. Работа по интерфейсу может осуществляться только при наличии сигналов ГИ и ГП, с помощью которых источник и приемник оповещают друг друга о работоспособности.

Как только у источника появляется необходимость передать данные, он анализирует состояние линии ЗП и в случае ее активности выдает байт на линии данных Д0-Д7.

После этого источник устанавливает сигнал СТР, по которому данные записываются в приемник. Сигнал СТР снимается после перехода сигнала ЗП приемника в пассивное состояние.

В свою очередь, приемник для получения байта должен установить сигнал ЗП, дождаться активного состояния линии СТР и принять байт с линий данных Д0-Д7. На время обработки приемником полученного байта сигнал ЗП снимается. Скорость обмена может задаваться как приемником, так и источником.

При физической реализации интерфейса ИРПР следует учитывать, что для сигналов, передаваемым по линиям связи, используется отрицательная логика. В устройстве сопряжения источника с линией связи используются буферные усилители-инверторы с открытым коллектором с уровнями логической единицы 0-0,4 В и логического нуля 2,4-5,25 В.

Буферные усилители-инверторы в устройстве сопряжения приемника с линией связи воспринимают уровни сигнала 0-0,8 В в качестве логической единицы, а 2,0-5,25 В - в качестве логического нуля. Длина соединительного кабеля не должна превышать 15 м.

Любое внешнее устройство (ВУ) подключается к микроЭВМ с помощью специального устройства сопряжения, которое преобразует физические сигналы интерфейса в логические, доступные микропроцессору [7]. В микро- ЭВМ, выполненных на базе МП комплекта серии КР580, в устройствах сопряжения ИРПР чаще всего применяется БИС программируемого параллельного адаптера (ППА) КР580ВВ55А.

. РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

.1 Разработка структурной схемы лабораторного стенда

Устройство сопряжения обеспечивает двунаправленный обмен данными между микроЭВМ (сторона 1) и ВУ или другой микроЭВМ (сторона 2). В зависимости от направления передачи источник и приемник данных меняются местами.

.2 Разработка схемы соединений между учебными стендами

Связь между стендами будет образована с помощью соединительного жгута. На основе «Технического описания и эксплуатации И13.035.008.33» обозначены подключения источника и приемника сигнала. Схема представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.2 - Схема соединений между стендами.

4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ПОДПРОГРАММ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ

В вычислительной технике принято называть программы, обеспечивающие обмен информацией микроЭВМ с различными ВУ, программами-драйверами. Каждому ВУ соответствует свой драйвер, и прикладная программа (программа пользователя) взаимодействует с ВУ посредством обращения к этим драйверам [8].

В соответствии с этой терминологией рассмотрим программу-драйвер ИРПР при использовании ППА в режиме 0. Драйвер обеспечивает выполнение функций инициализации, проверки готовности, ввода и вывода символа.

Примечание. Будем рассматривать драйвер ИРПР применительно к возможностям лабораторного макета, который обеспечивает одностороннюю связь между двумя микроЭВМ УМК. При этом один УМК является источником данных (сторона 1 на рисунке 3.1), а второй УМК является приемником данных (сторона 2 на рисунке 3.1.) [9].

Подпрограмма INIT1 производит инициализацию ППА и установку сигнала ГИ со стороны 1 путем занесения информации в регистр управляющего слова (РУС). При инициализации устанавливается режим 0 для всех портов, причем порт PB и младшая половина порта PC программируются на ввод, а порт PA и старшая половина порта PC - на вывод. Установка сигнала ГИ (разряд PC6) выполняется с помощью управляющего слова установки-сброса битов. Подпрограмма INIT2 производит инициализацию ППА и установку сигнала ГП (разряд PC7) со стороны 2.

Подпрограмма CHECK1 проверяет готовность приемника (наличие сигнала ГП). При наличии этого сигнала в выходном параметре подпрограммы устанавливается признак готовности - флаг (Z)=1, при неготовности флаг (Z)=0.

Подпрограмма CHECK2 проверяет готовность источника (наличие сигнала ГИ). При наличии этого сигнала в выходном параметре подпрограммы устанавливается признак готовности - флаг (Z)=1, при неготовности флаг (Z)=0.

Подпрограмма OUTPUT1 осуществляет вывод данных (символа) из УМК со стороны 1 (выводимый символ предварительно размещается в регистре C). В начале подпрограммы в цикле ожидания контролируется появление единицы в разряде PC1. Эта единица интерпретируется как сигнал запроса ЗП от приемника. Далее выводится символ через порт PA адаптера и устанавливается сигнал СТР (единица в разряде PC4). После этого в цикле ожидания контролируется снятие сигнала ЗП со стороны приемника и, наконец, снимается сигнал СТР со стороны источника [10].

Подпрограмма INPUT2 осуществляет ввод символа в УМК стороны 2. В начале подпрограммы устанавливается сигнал запроса ЗП со стороны приемника (единица в разряде PC5) и проверяется наличие ответного сигнала СТР со стороны источника. Если этот сигнал установлен (разряд PC0=1), то осуществляется ввод символа из порта PB адаптера. Затем снимается сигнал ЗП со стороны приемника. Возврат из этой подпрограммы выполняется только после снятия сигнала СТР со стороны источника.

На основании рассмотренного драйвера ИРПР пользователь может разрабатывать различные программы для передачи данных - отдельных символов, массивов данных и т.д., исполюзуя, приведенные в приложении 4 команды.

5. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

.1 Разработка программ драйвера ИРПР

Напишите подпрограммы драйвера ИРПР: INIT1, INIT2, CHECK1, CHECK2, OUTPUT1, INPUT2, используя блок-схемы алгоритмов и используя команды микропроцессора. Запишите подпрограммы в память УМК, начниная с адреса 0800H.

Алгоритмы подпрограмм инициализации

Рисунок П 5.1 - Блок-схема алгоритма подпрограммы инициализации источника (сторона 1)

Рисунок П 5.2 - Блок-схема алгоритма подпрограммы инициализации приемника (сторона 2)

Алгоритмы подпрограмм готовности приемника источника

Рисунок 5.3 - Блок-схема алгоритма подпрограммы проверки готовности приемника

Рисунок 5.4 - Блок-схема алгоритма подпрограммы проверки готовности источника

.2 Исследование работы программ передачи данных по ИРПР

Напишите программу передачи кода символа с использованием драйвера ИРПР. Для каждой стороны, участвующей в передаче, будет своя программа, к примеру, PROG1_1 и PROG2_1. Программа PROG1_1 должна включать в себя подпрограммы драйвера ИРПР: INIT1, CHECK1, OUTPUT1, причем необходимо организовать бесконечный цикл ожидания готовности приемника по результату проверки программой CHECK1. Программа PROG2_1 должна включать в себя подпрограммы драйвера ИРПР: INIT2, CHECK2, INPUT2. В ней также необходимо организовать бесконечный цикл ожидания готовности источника по результату проверки программой CHECK2. Программы PROG1_1 и PROG2_1 начните с адреса 0900H. Не забудьте завершить эти программы командой RST7.

Занесите разработанные программы в память УМК: программу PROG1_1 в УМК стороны 1, а программу PROG2_1 - в УМК стороны 2.

Запишите в регистр C УМК стороны 1 код передаваемого символа, например, 55H. Запустите программы PROG1_1 и PROG2_1. Прочитайте содержимое регистра C в УМК стороны 2. Убедитесь в правильности работы программы.

Введите код другого символа и повторите передачу.

Разработайте программу передачи символа из ячейки памяти стороны 1 в ячейку памяти стороны 2. В качестве ячейки памяти возьмите адрес, например, 0A00H. Назовите программы именами PROG1_2 и PROG2_2. Программы начните с адреса 0930H.

Занесите в ячейку памяти УМК стороны 1 произвольный код и запустите программы PROG1_2 и PROG2_2. Прочитайте содержимое ячейки памяти 0A00H УМК стороны 2 и убедитесь в правильности работы программы.

Разработайте программу передачи массивов данных. В качестве исходного массива возьмите 10 ячеек памяти УМК стороны 1, начиная, например, с адреса 0A00H. На приемной стороне 2 массив ячеек тоже начните с адреса 0A00H. Программы назовите PROG1_3 и PROG2_3.

Занесите в ячейки памяти исходного массива стороны 1 произвольные данные и выполните программы PROG1_3, PROG2_3. Прочитайте содержимое массива на приемной стороне и убедитесь в правильности работы программы.

.3 Составление отчета

Содержание отчета:

.        наименование и цель работы;

.        структура параллельного интерфейса и временные диаграммы его работы;

.        программы драйвера ИРПР.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выпускная квалификационная работа выполнена в соответствии с заданием и с непосредственным соблюдением нормативных требований и документаций.

В  выполнения данной  квалификационной работы  рассмотрены виды и  реализации параллельного интерфейса. Реализована  схема сопряжения  и приемника, а так  представлена схема  двух учебных стендов.

При  были использованы  методы: анализ,  обработка литературных источников. В  работы использовались  источники, как:  программируемого контроллера  МС2702», учебно -  литература, ресурсы  интернет, статьи журналов.

Так  были составлены  подпрограмм  основе которых  будет предложено составить программу с использованием следующих подпрограмм:

.        инициализации  и приемника;

.        проверки  источника и приемника;

.        ввода и  символа.

В итоге данный комплекс можно включить в дополнение к уже имеющемуся набору практических заданий для полного освоения параллельного интерфейса.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

. Колиснеченко, О. В. Аппаратные средства ПК / О. В. Колиснеченко, И. В. Шишигин. - Санкт - Петербург: БХВ, 2002. - 1024 с.

. Шахнова, В. А. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Справочник. / В. А. Шахнова. - Москва: Радио и связь, 1988. - 368 с.

4. Горбунов, В. Л. Справочное пособие по МП и микроЭВМ. / В. Л. Горбунов, Д. И. Панфилов, Д. Л. Преснухин - Москва: Высшая школа, 1988. - 171 с.

. Каган, Б. М. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики. / Б. М. Каган, В. В. Сташин - Москва: Энергоатомиздат, 1987. - 303 с.