Структура та принцип роботи програмованого контролера переривань

Тема: Структура та принцип роботи програмованого контролера переривань. 

 

Мета роботи: Ознайомлення з структурою, принципом роботи програмованого контролера переривань на основі мікросхеми КР580ВН59. 

 

 

Мікросхема КР580ВН59 - програмований контролер переривань (ПКП), яка може обслуговувати до восьми запитів на переривання , що надходять від зовнішніх пристроїв. Мікросхема дозволяє скоротити засоби програмного забезпечення і реальні витрати часу при виконанні переривань у системах із пріоритетами багатьох рівнів. Алгоритм завдання пріоритету встановлюється програмним шляхом. Пріоритети, закріплені за зовнішніми пристроями, можуть бути змінені в процесі виконання програм. У мікросхемі передбачена можливість розширення числа запитів, що обслуговуються, до 64 шляхом каскадного з'єднання мікросхем ПКП. Умовне графічне позначення мікросхеми приведене на Рис. 1, призначення виводів - у табл. 1 структурна схема показана на рис. 2.

 

Рис. 1 Умовне позначення  мікросхеми. 

Табл. 1. 

ВивідПозначенняТип виводаФункціональне призначення виводів

1CSВхідВибір мікросхеми

2WRВхідЗапис інформації

3RDВхідЗчитування інформації

4-11D7-D0Входи/виходиКанал даних

12 13 15CAS2-CAS0Входи/виходиШина каскадування

14GND––Загальний

16MS/SVВхідВибір ведомої мікросхеми

17INTВихідПереривання

18-25IRQ7-IRQ0ВхідЗапит переривання

26INTAВхідПідтвердження переривання

27A0ВхідАдреса 

28Ucc––Напруга живлення

Призначення блоків структурної схеми. 

 

Рис. 2. Структурна схема КР580ВН59. 

Регістр запитів переривання (РЗП) призначений для запису і збереження запитів переривань (ІRQ). Запис у відповідний розряд РЗП відбувається при зміні на відповідному вході мікросхеми напруги від низького рівня до високого ІRQ7 - ІRQ0 - індивідуальні асинхронні входи. Напруга високого рівня повинне утримуватися до одержання першого імпульсу ІNTA. Розряд РЗП, що відповідає запиту, який обслуговується, при надходженні другого імпульсу ІNTA повертається у вихідний стан. Вміст РЗП може бути считаний на шину даних. 

Регістр обслугованих запитів (РОЗП) призначений для збереження сигналів запитів переривання, що надходять з виходів схеми маскування, та відповідає сигналу запиту, що обслуговується в даний момент. Відповідний розряд РОЗП встановлюється в 1 після надходження другого імпульсу ІNTA (одночасно відповідний розряд РЗП встановлюється у вихідний стан). Цей розряд зберігає свій стан до одержання команди "Кінець переривання" мікросхемою ПКП. Вміст РОЗП може бути считаний на шину даних. 

Схема маскування запитів переривання та аналізу їх пріоритетів (МЗП) зв'язана з РЗП, РОЗП. Схема маскувания дозволяє або забороняє проходження сигналів з виходу РЗП на входи схеми аналізу за рівнем пріоритету. Код маски записується в мікросхему за допомогою команди СКО1 і зберігається там до запису нового коду або до скиду регістрів мікросхеми. 

Сигнали, що пройшли через схему маскування аналізуються за рівнем пріоритету. Запити з більш високим приоритером, занесені в РОЗП в міру їхнього обслуговування, забороняють проходження через МЗП запитів переривання рівного пріорітету, або нижчого за рівнем. Для дозволу проходження цих запитів необхідно подати на мікросхему команду "Кінець переривання", або команду специального маскування (СКОЗ). 

На вхід логічної схеми читання - запису (ЛЧЗ) подаються сигнали А0,WR,CS і RD. Комбінації цих сигналів дозволяють записати команди в різні регістри мікросхеми,а також зчитати  вміст регістрів ПКП на шину даних. Напруга низького рівня на вході WR мікросхеми дозволяє записувати керуючі слова команд ініціалізації (СКІ) і слова команд операцій (СКО) у мікросхему ПКП.  Напруга низького рівня на вході RD мікросхеми ПКП дозволяє зчитати вміст РЗП, РОЗП або двоїчно-десятковий код запиту переривання на шину даних. 

Пристрій управління (ПУ) призначений для видачі сигналу ІNT після надходження одного або декількох запитів на виходи ІRQ7 - ІRQ0. Він видає також керуючі сигнали для формування команди CALL, причому характер роботи ПК в процесі вироблення команди CALL різний при різних включеннях мікросхеми ПКП. Так, якщо мікросхема ПКП тільки одна, ПК видає керуючі сигнали, що дозволяють видачу всіх трьох байтів команди CALL. При використанні декількох мікросхем ПКП ця команда формується в такий спосіб. Перший байт команди CALL (тобто код команди) виробляється ведучою ПКП. Другий і третій байти формуються тією мікросхемою, сигнал ІRQ якої викликає переривання. 

Каскадування мікросхеми.

У ПКП передбачена можливість розширення числа входів запитів, що обслуговуються, до 64 шляхом каскадного з'єднання декількох мікросхем ПКП у системі (рис. 3) за допомогою буферної схеми каскадування. У цьому випадку один ПКП включається як ведуча мікросхема (на вході MS/SV напруга високого рівня), а інші - як ведені (на вході MS/SV напруга низького рівня), причому кожній веденій мікросхемі присвоюється номер, що встановлюється програмним шляхом перед початком роботи. Двійково-десятковий код номера веденої мікросхеми видається ведучою мікросхемою на шину CAS2 – CAS0 по фронту першого імпульсу ІNTA і зберігається до появи фронта третього імпульсу ІNTA. 

 

Рис. 3. Каскадне включення контроллерів.

Буферна схема шини даних (БД) - 8-розрядна двунаправлена з трьома станами, з'єднує мікросхему із системною шиною даних за допомогою виводів D7 - D0. При програмуванні ПКП через БД у мікросхему записуються керуючі слова, а на системну шину даних зчитується вміст РЗП, РОЗП і двійково-десятковий код запиту переривання. У режимі переривання в процесі підтвердження (надходження трьох імпульсів ІNTA) через БД у системну шину даних видається трехбайтовая команда CALL. 

При здійсненні передачі даних з перериванням програми звичайно реалізується така послідовність дій: 

перефірійний пристрій запитує переривання;

по завершенні виконання поточної команди процесором