Ответы к ГосЭкзамену 220402 (Информатика) (1088974), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Обмен данными между ВУ иМП осуществляется через шину данных системы. Данные от микропроцессора через шину данных поступают в УСАПП, преобразуются в последовательный код с добавлением служебной информации и передаются72к ВУ через линию связи. В обратном направлении данные из ВУ через линию связи поступают на вход приемника УСАПП, преобразуются в параллельный код и с помощью управляющих сигналов через шину данных передаются в микропроцессор.Синхронный последовательный интерфейс (SPI).
Характеристики, особенности применения.SPI (англ. Serial Peripheral Interface, SPI bus — последовательный периферийный интерфейс, шина SPI) —последовательный синхронный стандарт передачи данных в режиме полного дуплекса, разработанный компанией Motorola для обеспечения простого и недорогого сопряжения микроконтроллеров и периферии. SPIтакже иногда называют четырёхпроводным (англ. four-wire) интерфейсом .В отличие от стандартного последовательного порта (англ.
standard serial port), SPI является синхронныминтерфейсом, в котором любая передача синхронизирована с общим тактовым сигналом, генерируемымведущим устройством (процессором). Принимающая периферия (ведомая) синхронизирует получение битовой последовательности с тактовым сигналом.
К одному последовательному периферийному интерфейсуведущего устройства-микросхемы может присоединяться несколько микросхем. Ведущее устройство выбирает ведомое для передачи, активируя сигнал «выбор кристалла» (англ. chip select) на ведомой микросхеме.Периферия, не выбранная процессором, не принимает участие в передаче по SPI.В SPI используются четыре цифровых сигнала:MOSI или SI — выход ведущего, вход ведомого (англ. Master Out Slave In). Служит для передачиданных от ведущего устройства ведомому.MISO или SO — вход ведущего, выход ведомого (англ. Master In Slave Out).
Служит для передачиданных от ведомого устройства ведущему.SCLK или SCK — последовательный тактовый сигнал (англ. Serial CLocK). Служит для передачитактового сигнала для ведомых устройств.CS или SS — выбор микросхемы, выбор ведомого (англ. Chip Select, Slave Select).ОбзорСхемы последовательного периферийного интерфейса обеспечивают синхронную последовательнуюсвязь, обеспечивающую передачу данных во внешние устройства в режиме ведущего и ведомого. В том случае, если в системе присутствует внешний процессор, с помощью этого интерфейса может быть обеспеченамежпроцессорная связь.Аппаратная часть последовательный периферийный интерфейс по существу представляет собой сдвиговый регистр, который последовательно выдвигает биты данных в другие аналогичные интерфейсы прочихустройств. Во время процесса передачи одно из устройств работает как ведущее, обеспечивая контроль надпотоком данных, в то время как другие, ведомые устройства, принимают или передают данные под управлением ведущего.
Функции ведущего устройства интерфейса могут передаваться от одного процессора другому (мультимастерный протокол по сравнению с одномастерным, когда только один процессор всегда работает в качестве ведущего, а все остальные в качестве ведомых), и ведущее устройство может вести передачу одних и тех же данных нескольким ведомым устройствам одновременно. Тем не менее, в текущий момент времени только одно ведомое устройство может осуществлять передачу данных ведущему.Ведомое устройство выбирается, когда ведущее выдает сигнал NSS. Если присутствуют одновременнонесколько ведомых устройств, ведущее вырабатывает раздельные сигналы выбора для каждого из них(NPSC).Система SPI состоит из двух линий данных и двух линий управления:Из ведущего в ведомое (Master Out Slave In) Эта линия обеспечивает побитную выдачу данных со сдвигом из ведущего и передачу на прием ведомого.73Из ведомого в ведущее (Master In Slave Out) Эта линия обеспечивает передачу данных с выхода ведомого на вход ведущего.
Во время каждой отдельно взятой передачи линию может занимать только одноведомое устройство.Тактовый сигнал последовательной передачи (Serial Clock - SPCK). Состояние этой линии управляетсяведущим устройством и регулирует (синхронизирует) передачу бит данных. Ведущее устройство управляет скоростью передачи данных и может задавать различные скорости передачи, каждый период сигнала SPCK соответствует передаче одного бита данных.Выбор ведущего (NSS): Эта линия управления позволяет аппаратно включать и выключать ведомыеустройства.Структурная схемаРис. 29-1.
Структурная схемаСтруктурная схема типового примененияСтруктурная схема типового применения: Одно ведущее и несколько ведомых устройств74Описание сигналовОписание сигналовНазвание выводаMISOMOSISPCKNPCS1-NPCS3NPCS0/NSSОписание выводаВедущийВыход ведомого - вход ведущегоВходВыход ведущего - вход ведомогоВыходСинхронизацияВыходВыбор корпуса периферийного устройстваВыходВыбор корпуса периферийного/ведомого устройства ВыходТипВедомыйВыходВходВходНе используетсяВходРазличия в реализации устройств семействаЛинии ввода - выводаВыводы, предназначенные для взаимодействия с совместимыми внешними устройствами, могут бытьобъединены с линиями ввода - вывода. Поэтому программист должен в первую очередь конфигурироватьконтроллеры ввода - вывода чтобы назначить периферийные функции для выводов SPI.Управление питаниемSPI может синхронизироваться через контроллер управления питанием, поэтому программист должен впервую очередь разрешить конфигурировать контроллер управления питанием, чтобы разрешить подачутактового сигнала на SPI.ПрерыванияИнтерфейс SPI использует прерывание, подключенное к расширенному контроллеру прерываний.
Поэтому для обработки прерываний, поступающих с SPI, необходимо конфигурировать AIC перед конфигурированием SPI.Основные характеристики и особенности использования интерфейса RS-232 в микропроцессорных системах.RS-232 (англ. Recommended Standard 232) — в телекоммуникации, стандарт последовательной синхронной иасинхронной передачи двоичных данных между терминалом (англ.
Data Terminal Equipment, DTE) и конечным устройством (англ. Data Communications Equipment, DCE).ОписаниеRS-232 — интерфейс передачи информации между двумя устройствами на расстоянии до 30 метров. Информация передается по проводам с уровнями сигналов, отличающимися от стандартных 5В, для обеспечения большей устойчивости к помехам.
Асинхронная передача данных осуществляется с установленной скоростью при синхронизации уровнем сигнала стартового импульса.НазначениеИнтерфейс RS-232-C был разработан для простого применения, однозначно определяемого по его названию:«Интерфейс между терминальным оборудованием и связным оборудованием с обменом по последовательному двоичному коду».Чаще всего используется в промышленном и узкоспециальном оборудовании, встраиваемых устройствах.Иногда присутствует на современных персональных компьютерах.75Принцип работыПо структуре это обычный асинхронный последовательный протокол, то есть передающая сторона по очереди выдает в линию 0 и 1, а принимающая отслеживает их и запоминает.Данные передаются пакетами по одному байту (8 бит).Вначале передаётся стартовый бит, противоположной полярности состоянию незанятой (idle) линии, послечего передаётся непосредственно кадр полезной информации, от 5 до 8-ми бит.Увидев стартовый бит, приемник выжидает интервал T1 и считывает первый бит, потом через интервалы T2считывает остальные информационные биты.
Последний бит — стоповый бит (состояние незанятой линии),говорящий о том, что передача завершена. Возможно 1, 1.5, 2 стоповых бита.В конце байта, перед стоп битом, может передаваться бит четности (parity bit) для контроля качества передачи. Он позволяет выявить ошибку в нечетное число бит (используется, так как наиболее вероятна ошибкав 1 бит).СоединителиОсновная статья: Сигналы последовательных портовУстройства для связи по последовательному каналу соединяются кабелями с 9-ю или 25-ю контактнымиразъёмами типа D-sub.
Обычно они обозначаются DE-9 (или некорректно: DB-9), DB-25, CANNON 9,CANNON 25.Первоначально в RS-232 использовались DB-25, но, поскольку многие приложения использовали лишьчасть предусмотренных стандартом контактов, стало возможно применять для этих целей 9-штырьковыеразъёмы DE-9 (D-subminiature), которые рекомендованы стандартом RS-574.СтандартАссоциация электронной промышленности (EIA) развивает стандарты по передаче данных.
Стандарты EIAимеют префикс «RS». «RS» означает рекомендуемый стандарт, но сейчас стандарты просто обозначаютсякак «EIA» стандарты. RS-232 был введён в 1962 году. Стандарт развивался, и в 1969 г. представлена третьяредакция (RS-232C). Четвёртая редакция была в 1987 (RS-232D, известная также под EIA-232D). RS-232идентичен стандартам МККТТ (CCITT) V.24/V.28, X.20bis/X.21bis и ISO IS2110. Самой последней модификацией является модификация «Е», принятая в июле 1991 г. как стандарт EIA/TIA-232E. В данном вариантенет никаких технических изменений, которые могли бы привести к проблемам совместимости с предыдущими вариантами этого стандарта.ПримечанияНа практике, в зависимости от качества применяемого кабеля, требуемое расстояние передачи данных в 15метров может не достигаться, составляя, к примеру, порядка 1,5 м на скорости 115200 бод для неэкранированного плоского или круглого кабеля.
Для преодоления этого ограничения, а также возможного получениягальванической развязки между узлами, можно применить преобразователи RS-232—RS-422 (с сохранениемполной программной совместимости) или RS-232—RS-485 (с определёнными программными ограничениями). При этом расстояние может быть увеличено до 1 км на скорости 921600 бод и использовании кабелятипа «витая пара» категории 3.Интерфейс I2C. Электрические, функциональные и процедурные характеристики. Особенности применения.I²C (русск.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
