Лекция №11. Программируемый связной интерфейс

Содержание лекции:схема включения программируемого связного интерфейса в микропроцессорную систему, назначение его входов и выходов, адресация, форматы инструкции и команд управления.

Цели лекции:изучить назначение входов и выходов программируемого связного интерфейса, способы его инициализации, инструкции режима и команд управления.

Программируемый связной интерфейс (РСI – Programmable Communication Interface) или универсальный синхронно-асинхронный приемо-передатчик (УСАПП или USART – Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) предназначен для организации обмена данными между МП и удаленными внешними устройствами (ВУ) в последовательном формате. По этой причине УСАПП называют также последовательным интерфейсом (IOS). В качестве передатчика УСАПП преобразует параллельный код в последовательный и отправляет его в линию связи, а в качестве приемника осуществляет обратное преобразование. УСАПП может обмениваться данными с удаленными устройствами в симплексном (движение информации в одном направлении) ,полудуплексном (информация передается и принимается в обоих направлениях, нопоочередно)и дуплексном режимах (обмен данными вобоих направленияходновременно).

На рисунке 32 приведено упрощенное условное обозначение УСАПП, схема его включения в микропроцессорную систему и типичная последовательность бит на входе приемника или выходе передатчика в асинхронном режиме работы. Микропроцессор на схеме не показан. Счетчик CT0 таймера (мог быть и другой) обеспечивает требуемую скорость обмена данными.

Назначение некоторых выводов: TxD - выход передатчика, RxD - вход приемника, CLK - вход частоты синхронизации, TxC - вход синхросигнала передатчика, RxC - вход синхросигнала приемника, ~CTS - инверсный вход готовности приемника терминала (удаленного устройства или модема). В простых системах связи вход ~CTS можно жестко связать с "землей", уведомляя передатчик, что приемник "всегда готов". Если используется стандартный протокол связи, например, RS-232C, то вход ~CTS должен быть отсоединен от нулевого провода. C/~D - функциональный вход "управление/данные". Если C/~D = 0 , то МП и УСАПП обмениваются байтом данных, если C/~D = 1, то происходит запись байта управления или чтение байта состояния. Назначение остальных выводов PCI аналогично назначению соответствующих выводов ППИ. Приведенных на рисунке 32 выводов достаточно для реализации связи с не очень удаленными объектами, например, с компъютером или с другими МП.

Рисунок 32 - Схема включения УСАПП в микропроцессорную систему

Из приведенного рисунка нетрудно вычислить адреса PCI. Для нулевого выхода дешифратора, подключенного к входу таймеру "выбор микросхемы" адреса уже найдены. Активизация инверсного входа ~CS УСАПП производится подачей сигналов A4,A3,A2 = 111(BIN) = 7(DEC) и разрешающих работу дешифратора сигналов A7,A6,A5 = 100(BIN). В таблице 32 приведены два из четырех возможных адресов PCI (A1 = 0).

Т а б л и ц а 32

ЛИНИИ ШИНЫ АДРЕСА	ДАННЫЕ / РЕГИСТР УПРАВЛЕНИЯ (CSR)	АДРЕС (HEX)
AА7	AА6	AА5	AА4	AА3	AА2	AА1	AА0
11						хx		Адрес порта данных	9С
						хx		Адрес порта CSR	9D

Одним из наиболее распространенных режимов работы УСАПП является асинхронный режим. В этом режиме каждый передаваемый символ (кадр) содержит следующие поля:

1) обязательный стартовый бит (ST) всегда равен нулю;

2) 5…8 информационных бит;

3) необязательный бит контроля четности/нечетности PB;

4) 1…2 стоп-бита SP.

Кадры следуют непрерывно или отделяются паузами. Инфомационные биты передаются, начиная со 010 старших разрядов. На рисунке 32 передается/принимается код 11001, а не 10011010.

УСАПП программируется записью в него байта управления, который может быть двух типов:

Инструкция режима;