М.Х. Джонс - Электроника практический курс (1055364), страница 84
Текст из файла (страница 84)
Звмкнутна в»рою»о»ысль тису лоти»с»кум 1 2. 45 Вквыволу 14, О В к выволу 7 т ИС 745521 Э ИС 741.585 может твкжс олрслслить, вмлолн»- кисл ли нсрввсныы А > В (вы»оп нк выволс 57 и А < В (выкол нк высо и 7) лт 44 ЛЭ Л1 41 ЛО Рис. )4. )4. Универсальный дешифратор адреса на ИС сравнения чисел 74(585. Логическая ! появляется на выходе только тогда, когда двоичное число на входе (АО-А!5) равно числу, установленному клэочами ())Π— В! э 14.8.2 Порт вывода На рис.
14.15 показано, как можно воспользоваться одним из наших дешифраторов адреса и регистром-защелкой 7415273, чтобы образовать порт вы- адресной шины. Если, например, в схеме на рис. 14.13 игнорировать сигналы на входах с АО по АЗ, то дешифратор все же будет распознавать адрес ссНОЗОО. Если, кроме того, не принимать во внимание сигналы с А12 по А15, то дешифратор все еше будет работать, хотя и будет откликаться также на адреса с о(Н(300 по о(НГЗОО. Это несушественно, пока на этих адресах нет других портов ввода/вывода. Посредством частичного дешифрирования можно достичь полезного упрощения и экономии по стоимости. 460 МикроЭВМ и их применения Шнна адрсса Шнна данных (п рвнс 8 бит5 аааааааа л п — ---------- ло аз в ов аз В к выдаат В к вываду 7) ы — о аааааааа Выхпды ыпаннснных данных на парта Рис !4.15 Компьютерный порт вывода на основе регистра-зашелки, состоя- щего из 8 2Ьтриггеров, запись в который происходит по сигналу с выхода лешифратора адреса и ймпульсу Ъуй.
вода. Данные, имеющиеся на линиях ЮΠ— 2)7 шины данных, записываются в регистр, когда одновременно распознается выбранный адрес (85НОЗОО для дешифратора на рис. 14.13) и на линии Ъ'К действует активное значение управляющего сигнала записи (О В). После того, как данные записаны, можно применить светодиоды в качестве индикаторов двоичных данных, используя схему, указанную на рис. 13.35; логической 1 будет соответствовать горящий светодиод.
Можно поступить иначе и образовать порт из управляемых транзисторами реле, о которых шла речь в главе 1 (рис. 1.4(Ь)). Не забудьте последовательно в базу каждого транзистора включить 1-килоомный резистор для ограничения тока. Для многих пользователей персональных компьютеров эта схема может стать знаменательным шагом вперед, поскольку теперь оказывается возможным с помощью компьютера управлять такими внешними устройствами, как моторы, нагреватели и лампы.
Естественно„ всякий прибор, работающий от сети, следует тщательно изолировать от компьютерной электроники с помощью отдельного реле, рассчитанного на соответствующее напряжение сети. При практическом конструировании схем портов полезно знать разводку 62-контактного разъема системной шины (слота расширения) 1ВМ-совместимых компьютеров в стандарте!БА, показанную на рис. 14.16. Такие разъемы стоят в большинстве компьютеров, начиная с РС ХТ и выше (за исключением РБ/2): обычно в персональном компьютере имеются один или два свободных разъема (слота).
Большинство компьютеров сегодня являются 16- разрядными (на середину 1994 года — Прим. перев.) и содержат также 36- контактные разъемы, обеспечивающие доступ к линиям данных с 9 по 15 и к адресным линиям с 20 по 23. Все детали приведены в приложении 5. Ввод в микроЭВМ и вывод из нее 461 Линни шины лаиимх с от по св поаключсим к Л! контактам с А2 во Ар Линии шины стресс с А1З по АО полключеим к контактам с А12 ло А31 ЛЗ! Залюм строил аг л«л4а«л7 ле л!«л«4 ан л«1 / //! ! Овгснаг+«в 1 -«в — Па+ив ШВХ йзйе «в авгомог 1Ист Наивысший приоритет прорыв иий Занесены 1.
Всшоаы иег сивков пнтсин» ивино прныенатс лл» пнг ин» внешних схем. 2. Вес вхолм и веыолм совместимы с ттЛШ-логикой. Вмхолм имеют коеффиииснт раласталсиил по анхолу равимй 2 3 Вссгла вмключайтс ПК, вставали и вынимал платы р ширсинл Рнс. 14.16. Разводка системной шины в плоте расширения компьютеров семей- ства ! ВМ. !4.8.3 Порт ввода На рис. 14.17 показано, как расширить наше устройство сопряжения с комльютером и добавить порт ввода на основе 8-разрядного буфера 74ЕБ244 с тремя состояниями на выходе, обеспечиваюшего вывод данных на шину, когда это разрешается дешифратором адреса. С помошью логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (ИС 7а) к адресу порта добавляется единица (только в младшем разряде, без переноса — Прим.
перев.), когда процессор посылает импульс Й12 и порт открыт. Если, например, воспользоваться дешифратором, представленным на рис. 14.13, то адрес порта вывода равен 81Н0300, а адрес порта ввода равен КНОЗО!. Точно так же можно поступить и в том случае, когда используется универсальный дешифратор адреса (рис. 14.14). 74.8.4 Практические схемы портов для персональных компьютеров Объединенный порт ввода/вывода, показанный на рис. 14.17, можно собрать на специальной макетной плате, рассчитанной на вставление в свободный слот расширения на материнской плате персонального компьютера.
Тогда питание и все сигналы — адрес, данные, сигналы чтения, записи и прерываний — берутся из системной шины. Подходящие для этого платы выпускаются фирмой Мар!!и Е!ес1гоп!сз. Необходимо принять меры предосторожности, чтобы гарантировать надежную изоляцию между электроникой персонального компьютера и внешними напряжениями, потому что в противном случае в компьютере могут произойти дорогостояшие поломки. 462 МикроЭВМ и их нриагенения Шинн вирхов Шинв аниных Ю22П Ютря Пт — --= — -ПО 475-- - - - — - - -- — -- - — -ао От Об О5 Ов П2 02 П7 оо Выховм ввннвм ИС4 74Е5272 45ввывоа20,0Ввмвовво ИС5 74Е500 45 В вывих 14, О В вывих 7 ИСб 7425244 45Ввывов20,0ввмв в 70 ИС7 74Е586 45 В вывих 74, 0 В амвон 7 Рис.
14.17. Объединенный порт ввода и вывода. При использовании дешифра- тора, предстаатенного на рнс. 14.13, адрес порта вывода равен йН0300, а адрес порта ввода — 04Н0301. К портам ввода и вывода легко обрашаться из программ, написанных для работы в среде ОвтВАБ1С или ОВАВ1С, вставляя соответствуюшие строки. Ключевыми являются команды 1ХР и ООТ соответственно для чтения и для вывода шестнадцатеричного числа по указанному адресу. Типичные строки в программе могли бы иметь следуюший вид: Чтобы перевести все линии вывода на уровень логической 1: 1О О1)Т осН0300, осГГ Чтобы прочитать число на линиях ввода: 10 Х = 1)5)Р (йН0301) 20 РК1ХТ Х Чтобы прочитать число на линиях ввода и послать его на линии вывода: 1О )Ч = ПЧР (есН0301) 20 0$3Т ВсН0300, Х 30 ООТО 10 Экслерименты с вводом/выводом на микроЭВМ Асогп 463 В системах на основе персональных компьютеров в качестве гибкого устройства ввода/вывода широко применяется программируемый параллельный интерфейс 8255 фирмы 1пге! (аналог 580ВВ55 — Прим.
нерее.). Он может быть запрограммирован таким образом„чтобы любой из его трех 8-разрядных портов мог выполнять либо функцию порта ввода, либо функцию порта вывода. Интерфейс применяется вместе с дешифратором адреса; программирование интерфейса можно осуществить, используя главный процессор; в результате программирования каждый из портов может стать либо простым буфером, либо регистром защелкой, либо действовать, как двунаправленная шина. Полезную дальнейшую информацию можно почерпнуть из справочных данных об ИС 8255. 14.9 Эксперименты с вводом/выводом на микроЭВМ Асоп! МикроЭВМ Асогп фирмы ВВС М)его особенно хорошо приспособлена лля экспериментов с вводом и выводом, поскольку у нее имеются два отдельных параллельных 8-разрядных порта.
Адрес двунаправленного порта пользователя яГЕ60 (65120) и он доступен на разъеме Р/.!О, а адрес принтерного порта яГЕ61 (65121) и он доступен на разъеме Р/9. Последний из этих портов годится только лля вывода; он снабжен буферами 74Е8244. Эта ИС способна отдавать на выходе 15 мА и, следовательно, к ней можно непосредственно подключать как маломощные реле, так и светодиоды, очень полезные при экспериментах. Направление передачи данных в двунаправленном порте можно задавать, записывая нужное значение в соответствующий разряд регистра направления передачи данных по алресу кгЕ62: 0 для ввода и 1 для вывода. В наших экспериментах порт ввода/вывода пользователя будет применен только для ввода, и поэтому с самого начала по адресу кГЕ62 записывается О. На рис.
14.18 показано, как можно для целей эксперимента подключить к портам ключи и светодиоды. Ключами устанавливаются уровни сигналов, подаваемых на 8 разрядов порта пользователя; с каждым ключом непосредственно соединен светодиод для наглядной индикации логического уровня. Со стороны выхода к порту принтера подключены светодиоды; горящий светодиод означает логическую 1. Дополнительный ключ, установленный на входе СВ1, используется позднее в эксперименте с прерываниями. Эксперимент с портами можно провести с помощью простой программы на Бейсике, которую следует ввести и запустить в обычном порядке; 10 7йГЕ62 = 0: КЕМ установить порт ввода/вывода пользователя в режим ввода 20 7йГЕ61 = эйГЕ60: КЕМ прочесть данные из порта ввода/вывода и послать эти данные на порт вывода(принтера) 30 ООТО 20 464 МикроЭВМ и их лрименения авниаз Рис. 14.18. Схемы с ключами и светодиодами для экспериментов с портами ввода и вывода.
Показана разводка портов микроЗВМ ВВС М1сго. Приведенную схему можно использовать также для работы с портами персонального компьютера, приведенными на рис. 14.17. Эта программа просто непрерывно просматривает нли опрашивает порт ввода и прямо передает прочитанные там данные на порт вывода; какой бы ни была картинка из светяшихся и погашенных светодиодов на входе, она переносится на светодиоды на выходе, пока выполняется программа. В строке 10 порт пользователя инициализируется, то есть, в данном случае, устанавливается в режим ввода путем записи нуля в регистр направления передачи данных по адресу огГЕб2.
Можно провести массу экспериментов с программами обработки данных. Например, можно написать простую программу переноса данных на выход только в том случае, когда значение выражаемого ими числа лежит в определенных пределах. Можно придумать значительно более сложные действия, например, контроль за состояниям машины, рассматривая каждый из восьми разрядов как отдельный вход: от термостата, от фотодетектора, от клапана давления и др.; точно так же назначение отдельных выходных линий может состоять в выполнении индивидуальных действий. Тогда можно будет заставить программу принимать логические решения и задавать на выходе тот или иной режим работы в зависимости от того, какие значения в это время имеют входные сигналы. Изучение процессора 465 Теперь микроЭВМ предстает перед нами в важной роли узла общего назначения в электроииой системе, способного восприиимать входные сигиалы и генерировать выходные.
С помощью подходящего программного обеспечения можно поместить между входом и выходом арифметику и логические решения в любом объеме. Это означает огромную гибкость в приложеииях; например, функции контроля за состоянием машины можно изменить в корне, вставив новый элемеит стираемой ППЗУ с другой программой. 14.10 Изучение процессора Теперь, применяя наши новые средства ввода и вывода, мы можем глубже покопаться в том, как функционирует процессор. Для микроЭВМ ВВС М1сго имеется написанная иа языке ассемблера программа ЕХРЕОКЕ, демоистрируюшая выполиеиие процессором основных арифметических и логических функций, иа основе которых строятся все более сложные операции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
