Расширение каналов ввода/вывода информации

Как уже указывалось выше число линий ввода/вывода МК-51 во многих реальных применениях оказывается недостаточным. Для расширения каналов ввода/вывода обычно используют такие стандартные схемотехнические приемы как сканирование матрицы датчиков, опрос группы канальных приемо - передатчиков с тремя состояниями на выходе, мультиплексирование входных данных, стробируемый параллельный вывод информации, использование быстродействующего последовательного канала связи и т.д.

В качестве примера расширения числа линий ввода информации рассмотрим фрагмент схемы, приведенной на рис. 1.18. Микросхемы D1 и D2 представляют собой сдвоенные мультиплексоры 4 в 1 типа КП2 (КП12) и могут передавать информацию от 16 двоичных датчиков на четыре линии порта Р1 (Р1.0...Р1.3) МК51. Выводы Р1.4 и Р1.5 используются для выбора группы, состоящей из 4 - х датчиков, опрашиваемых в данный момент времени. Так как нагрузочная способность выходных буферов портов ввода/вывода невысока, то рекомендуется использовать буферные схемы при подключении значительной нагрузки. В рассматриваемом примере эту роль играют инверторы D3. При этом вносимая ими инверсия легко корректируется программным способом.

Рис. 1.18. Схема расширения каналов ввода информации

Расширение каналов вывода информации обычно достигается за счет использования нескольких регистров, стробируемых различными синхросигналами, либо за счет использования последовательного канала связи.

На рис. 1.19 приведен фрагмент схемы с параллельным выводом информации.

Рис. 1.19. Схема расширения каналов вывода информации

Строго говоря, схема на рис.19 реализует параллельно - последовательный вывод информации, т.к. 6 - ти разрядные данные устанавливаются на выходах параллельных регистров D5, D6 последовательно во времени, по мере подачи на их тактовые входы стробирующих импульсов, вырабатываемых на выходах Р1.6 и Р1.7. Разрядность выводимой информации в рассматриваемом примере легко может быть увеличена до 24 бит, если стробирующие импульсы формировать с помощью дешифратора 2 в 4. При этом адресные входы дешифратора следует подключить к выводам Р1.6 и Р1.7, а его выходы - тактовым входам соответствующих параллельных регистров.

При последовательном выводе информации (рис. 1.20) байт данных записывается в буфер данных последовательного порта, работающего в режиме 0. Эти данные выводятся на выход RXD (альтернативная функция вывода Р3.0) в последовательном коде. Вывод данных синхронизируется по выходу TXD (альтернативная функция вывода Р3.1). Эти выходы связаны с соответствующими входами сдвигового регистра типа ИР8, где и осуществляется преобразование последовательного кода в параллельный.

Рис. 1.20. Схема последовательного вывода информации

Как следует из рассмотренных примеров, комбинируя те или иные методы опроса датчиков и вывода информации можно достаточно легко организовать требуемое число каналов ввода/вывода в МПС.

Путем подключения специализированных БИС, входящих в микропроцессорный комплект К580, в МК системе могут быть реализованы различные вспомогательные функции: связь с дисплеем и клавиатурой, многоуровневая программируемая система прерываний, сложная система таймирования, связь с телеграфно-телефонной линией передачи информации т.д. С использованием средств мультиплексирования адресов/данных можно под управлением программы создать МК системы любых требуемых состава и назначения.