Программируемый контроллер последовательного интерфейса КР580ВВ51

В некоторых случаях обмен данными между мини- и микро ЭВМ осуществляется в последовательном формате. Для реализации интерфейса паралльного процессора мини- или микро ЭВМ с периферийным оборудованием, имеющим последовательный интерфейс, используются программируемые БИС, которые называются программируемым связным интерфейсом, универсальным приемопередатчиком или адаптером последовательной связи.

На практике для последовательного обмена информацией может быть использован один из двух режимов: асинхронный или синхронный.

В асинхронном или старт-стопном режиме каждый символ передается автономно в любой произвольный момент времени. Передача начинается со стартового бита, за которым следует от 5 до 8 бит самого символа, которые оканчиваются необязательным битом контроля на четность (нечетность).

Передача заканчивается одним или двумя битами. Скорость передачи измеряется либо числом символов в секунду, либо числом битовых посылок в секунду.

Синхронная передача символа начинается с одного или двух символов синхронизации, после которых последовательно без всяких разделителей передаются 5 - 8-битные коды символов с необязательными контрольными битами.

В обоих режимах передачи необходимо контролировать правильность передачи символа по битам паритета, если они есть, выдерживать необходимые временные соотношения, а для асинхронного режима, кроме этого необходимо выдерживать установленный формат символа.

Наиболее широкое распространение для реализации последовательного интерфейса получили универсальные синхронно-асинхронные приемопередатчики (УСАПП), примером которых может служить БИС КР580ВВ51, называемая для краткости адаптером последовательного интерфейса.

Адаптер предназначен для автоматического параллельно-последовательного при передаче и последовательно-параллельного при приеме преобразования форматов символов. Адаптер обеспечивает одновременную одностороннюю связь процессора с периферийными устройствами за счет возможности работы как в полудуплексном, так и дуплексном режимах; кроме этого, адаптер формирует и воспринимает сигналы управления модемом.

Рисунок 4.25. Функциональная схема последовательного интерфейса.

Рассмотрим подробно отдельные узлы и сигналы адаптера КР580ВВ51.

Параллельный 8-битный двунаправленный буфер шины данных.

- предназначен для передачи собственно данных, управляющих слов и информации состояния. Обмен с буфером, а, следовательно, прием или передача информации происходит по командам ввода IN или вывода OUT.

Схема управления.

- воспринимает сигналы с шины управления и вырабатывает внутренние управляющие сигналы. В состав схемы управления входят регистры слова команды, в которых хранятся управляющие слова, определяющие режим работы адаптера.

Узел передатчика.

- включает собственную схему управления и предназначен для выполнения функций, определяющих передачу данных в последовательном коде. Передатчик принимает от процессора данные в параллельном коде, автоматически формирует служебные биты и символы синхронизации и выдает информацию в последовательном коде на выход.

Узел приемника.

- включает собственную схему управления и предназначен для приема данных в последовательном коде, преобразования их в параллельный код с одновременным исключением служебных бит и передачи принятого символа в процессор.

Программирование адаптера сводится к загрузке в него нескольких управляющих слов, которые определяют:

- скорость передачи;

- длину символа;

- число стоповых бит;

- режим работы;

- наличие контроля и его вид.

Кроме этого, при синхронном режиме адаптера необходимо задать тип синхронизации (внутренняя или внешняя) и один или два символа синхронизации. После программирования адаптер готов к работе.

Управляющие слова, определяющие режим работы адаптера, должны загружаться в него сразу после операции сброса.

Два формата управляющего слова: формат слова режима и формат слова команды.

Слово режима задает общие характеристики адаптера и загружается первым. После слова режима для случая синхронной работы загружается один или два символа синхронизации. Последним в адаптер загружается слово команды, определяющее конкретные действия адаптера. Слово режима имеет четыре поля и загружается во внутренний регистр слова режима.

Следует отметить, что биты 6 и 7 слова в зависимости от режима работы имеют различный смысл. В асинхронном режиме они определяют число стоповых бит, а в синхронном режиме управляют процессом синхронизации.

Слово команды задает операцию, выполняемую адаптером и содержит информацию о разрешении передачи или приема символа, сброс ошибок, управление модемом и т.д.

При работе адаптера в некоторых случаях возникает необходимость проанализировать его состояние. Состояние адаптера фиксируется в слове состояния и может быть считано в любой момент времени с помощью команда IN.