Дослідження структури та принципу роботи контролера інтерфейсу периферійного обладнання на прикладі інтерфейсу каналу загального користування IEЕE -488

Тема роботи: Дослідження структури та принципу роботи контролера інтерфейсу периферійного обладнання на прикладі інтерфейсу каналу загального користування IEЕE -488.

 

Мета роботи: Ознайомитись з структурою, принципом роботи та призначенням контролерів, на прикладі побудови даного інтерфейсу мікросхем КР580ВА93 та КР580ВК91А.

 

Відомості про інтерфейс IEEE – 488 (КОП).

Зв’язок вимірюючими, контролюючими та виконуючими пристроями в системах автоматизації і вимірювльних системах найчастіше на сьогоднішній день відбувається за допомогою інтерфейса IEEE-488.

Цей стандарт дозволяє пiд'єднувати до 15 пристроїв. Апаратна реалiзацiя самої шини IEEE-488 обмежує максимальну швидкiсть обмiну величиною 250 кбайт/с (2 Мбiт/с). До складу шини входить 16 лiнiй. Через вiсiм передаються данi (команди), iншi вiсiм забезпечують передачу керуючих сигналiв. Всi пристрої, пiд'єднанi до шини, можуть передавати/приймати данi, i хоча б один з них повинен керувати шиною (контролер). При використаннi ЕОМ функцiї контролера може виконувати сама ЕОМ.

Напруга менше 0.8 В на лiнiях шини вiдповiдає логiчнiй одиницi, а вище 2.5В – логiчному нулю.

Коротко розглянемо основні властивості інтерфейса.

Лінії керування.

1. DAV ("Данi доступнi"). Рiвень логiчного нуля на цiй лiнiї говорить про те, що iнформацiя на шинi даних доступна для зчитування.

2. NRFD ("Не готовий до прийому даних"). Логiчна одиниця на лiнiї говорить про готовнiсть всiх пристроїв приймати данi.

3. NDAC ("Данi не прийнятi"). Приймачi використовують цю лiнiю для сигналiзацiї передавачу про те, що данi успiшно зчитанi (на лiнiї встановлюється рiвень логiчної одиниці).

Цi три сигнали використовуються для квiтирування.

4. ATN ("Увага"). Цей сигнал використовується пристроєм, який керує шиною, для повiдомлення про те, що вiдбувається передача команди (активний рівень - логiчний нуль).

5. IFC ("Скид iнтерфейса"). Через цю лiнiю контролер приводить у вихiдний стан всi пiд'єднанi до шини пристрої.

6. SRQ ("Запит обслуговування"). Цю лiнiю пiд'єднанi до шини пристрої використовують для того, щоб повiдомити контролер, що вони потребують обслуговування.

7. REN ("Дистанцiйне керування"). Активний сигнал на цiй лiнiї дозволяє всiм пристроям на шинi приймати данi або команди.

8. EOI ("Кiнець iдентифiкацiї").

а) сигналiзує про кiнець передачi даних;

б) колективний опит всiх пристроїв шини контролером (якщо передається разом з сигналом ATN).

Протокол сигналiв квiтирування зв'язку по шинi IEEE-488.

Перед тим, як подати байт на шину даних, передавач повинен дочекатись моменту, коли сигнал на лiнiї NRFD перейде на високий логiчний рiвень. Це буде свiдчити про те, що всi пiд'єднанi до шини пристрої готовi до прийому даних.

Пiсля цього передавач може подати байт на шину даних. Про готовнiсть даних для прийому передавач сигналiзує по лiнiї DAV (встановивши на нiй низький логiчний рiвень).

Пристрої - приймачi, виявивши на лiнiї DAV низький логiчний рiвень, приступають до зчитування даних з шини. По закiнченню зчитування кожен з цих пристроїв "звiльняє" лiнiю NDAC, поява на якiй високого логiчного рiвня свiдчить про те, що останнiй з приймачiв завершив зчитування даних.

Контролер, згідно стандарту інтерфейса IEEE-488, має порт даних (DataPort) та порт керування/стану (StatePort). У порт даних записуються дані, які передаються (або приймаються) контролером. Кожен біт порта керування представляє один з керуючих сигналів інтерфейса IEEE-488. 

Робота інтерфейса IEEE-488 на ввід/вивід даних.

Передача даних чи команди.

Протокол інтерфейса:

Якщо передається команда, ATN=0; якщо дані ATN=1.

Чекати NRFD=1.

В порт даних переслати байт даних чи код команди.

DAV=0.

Чекати NDAC=1.

DAV=1.

Прийом даних.

Протокол сигналів інтерфейса:

Чекати DAV=0.

Читати дані.

Чекати DAV=1.

Перевірити лінію EOI.

Якщо EOI=0, то кінець, якщо ні, то на прийом наступного байту (перехід до п.1).

Читання даних з пристроя, що підключений до інтерфейса.

Протокол сигналів інтерфейса:

ATN=0.

Чекати NRFD=0.

Записати в порт даних код команди читання даних.

DAV=0.

Чекати NDAC=1.

DAV=1.

Чекати DAV=0.

Читати дані з порта даних.

Чекати DAV=1.

Спочатку значення лінії АTN порта керування встановлюється в нуль. Це означає, що на шину даних буде передаватись команда. При цьому всі пристрої переходять у режим прийому команд. Після цього перевіряється стан лінії NRFD. Програма очікує, поки його значення буде рівне одиниці, що означатиме, що всі пристрої готові до прийому команди. Після цього передається код команди (читання координати положення по осі Х) і лінія DAV встановлюється в нуль, що є підтвердженням істинності даних на шині даних. Пристрої-приймачi, виявивши на лiнiї DAV низький логiчний рiвень, приступають до зчитування команди з шини. По закiнченню зчитування кожен з цих пристроїв "звiльняє" лiнiю NDAC, поява на якiй високого логiчного рiвня свiдчить про те, що останнiй з приймачiв завершив зчитування даних. В кінці лінія DAV встановлюється в одиницю. Пристрій, якому призначалась команда, розпізнає її і починає виконувати. Далі, при необхідності, йде цикл прийому чи передачі даних.

Мікросхема КР580ВК91А.

Загальна характеристика

Мікросхема КР580ВК91А — мікропроцесорно-керований пристрій, призначений для сполучення мікропроцесорів і однокристальних мікро-ЕОМ із каналом колективного користування інформаційно-вимірювальної системи типу 2 — КОП ИИС-2 (стандарт СЭВ СТ СЭВ 2740—80) (IEC-Bus