2.Асинхронный и синхронный режимы передачи данных. Стандарты v24 (с2) и ирпс.

В последовательных интерфейсах данные передаются бит за битом. 1с линия приема и 1 передачи. Линия связи может быть в 1 из 2 состояний: посылка – логическая 1, пауза – логический 0. Физически линия связи может быть 2-хпроводной линией пост. тока, тогда сигнал кодируется уровнем напряжения или тока.

Имеется 2 режима послед. передачи : асинхронный и синхронный. В случае асинхронного режима – передаваемые данные обрамляются стартовым и стоповыми битами.

Информационые биты начиная с младшего от 5-8 бит.

При синхронном режиме: при отсутствии передаваемых полезных данных передаются синхрослова. Необходимости в старт и стоповых битах нет. Скорость передачи больше чем при асинхронном режиме, 1 бит/секунда.

Стандарт последовательной передачи RS-232(V24, стыкС2)

Логическая 1 кодируется напряжением от -5 до 5 Вольт, логический 0 – от 5 до 15 Вольт. Fпр выбирается из ряда -110, 300, 600, 1200…

Этот стандарт определяет 25 линий, из которых на практике используется 9:

TxD-передаваемые

RxD-принимаемые

PG-protect graund

SG-signal graund

5 управляющих линий

Если нет данных TxD=1.

Управляющие сигналы:(все с верхним подчеркиванием)

RTS –выходной сигнал,requires to send, если 0 то ЭВМ готова принимать данные от периферийного устройства, если 1 – ЭВМ готова сама передавать данные.

CTS – входной, Clear to Send=0, сигналы готовности ПУ к приему, при 1— ПУ готово само передавать данные

DTR – выходной, Data Terminal Ready=0, ЭВМ готова работать с ПУ по последовательному каналу

DSR – входной, Data Set Ready=0, Пу готово взаимодействовать с ЭВМ по послед. канал.

DCD – Data Carier Detect, входной.

Существуют различные процедуры обмена:

1. Дуплексный – одновременно возможен как прием так и передача данных, протокол обмена реализуется программно с использованием XON/XOFF которые останавливают и возобновляют передачу данных.

RxD вместо CTS.

2. Полудуплексный(симплексный) обмен – в один и тот же момент возможны либо прием либо передача.

Чтобы остановить передачу данных от периферийного устройства RTS устанавл. в 1. Получив CTS =0 ЭВМ начинает сама передавать данные.

Вместо CTS – RxD,RTS,CTS

3. Данные передаются только в 1 сторону

3.Программируемый связной адаптер uart 16550a. Структурная схема. Режимы работы. Управляющие слова. Последовательность программирования.

Для реализации последовательных интерфейсов имеются спец. микросхемы, один из них последовательный порт UART 16550 – универсальный асинхронный приемо-передатчик.

Выполняет преобразование параллельного кода в последовательный и обратно. При преобразовании добавляется стартовый и стоповый биты и бит контроля.

В составе схемы имеется 16-байтный буфер передатчика и приемника. Программированием можно обеспечить скорость передачи от 50 бит/сек до 1,5 Мбит/сек

Управляющие слова:

Регистр управления линией

LCR – задает формат передаваемых и принимаех файлов

• Д7 – доступ к делителю частоты

• Д5,Д4,Д3 - Управление бит контроля xx0 – нет бита

001 – а четн 011 – на нечетн 101 – всегда 1 111 – всегда 0

IER – регистр разрешения прерываний

• Д0 – по приему данных

• Д1 – по завершению приема данных

• Д2- по статусу приема/ошибки при приеме

• Д3 – по статусу модема

ISP – регистр состояния прерываний

• Д7,Д6 – 00 буфер не используется, 11 буфер использует

• Д3,Д2,Д1 – источники прерыв. С макс. Приоритетом

• Д0 – признак необслуж.запроса

Схема последовательного порта выстраивает внутренние запросы прерываний по приоритету. При возникновении условий прерывания регистр ISR указывает на источник с максимальным приоритетом, пока он не будет сброшен соответствующей операцией. Потом будет выставлен запрос с указанием следующего источника.

Тайм-аут – интервал времени в течении которого не приняты /переданы данные (по умолчанию 4х кратный интервал передачи).

4.USB – универсальная последовательная шина. Основные свойства и характеристики. Организация шины. Древовидная структура. Кадры управления, изохронные кадры, кадры передачи больших массивов данных и кадры прерывания. Типы пакетов: маркеры, пакеты данных, пакеты квитирования и специальные пакеты.

Рассмотренные последовательный и параллельные порты имеют недостатки: нельзя подключать и отключать устройства во время работы компьютера. После инициализации нового устройства нужно выполнить сброс устройства. Ддя добавления нового порта нужно снять крышку компа чтобы получить доступ к шине расширений.

1993 -- разр. стандарт USB, лишенная этих недостатков IBM,Intel,Microsoft

В основу проекта были положены следующие требования:

1.Пользователи не должны устанавливать переключатели и перемычки на платах и устройствах

2.--//-- не должны открывать комп чтобы устанавливать новые устройства вв/выв

3.Все устройства подключаются с помощью 1-го типа кабеля

4.Питание устройство должно получать через кабель

5.Возможность подсоединения к компу до 127 устройств

6.Поддержка устройств реального времени

7.Возможность устанавливать устройства во время работы компа

8.Отсутствие необходимости перезагрузки компа после загрузки нового устройства

Для того чтобы использовать USB шину на системной плате устанав. USB-контроллер (м/б отдельно или интегрирован в состав чип-сета). В составе контроллера имеется центральный хаб или концентратор который вставляется в разъем главной шины. Корневой хаб содержит разъемы для кабелей куда могут подключаться устройства вв/выв или другие хабы

В первоначальных версиях кабель состоял из 4 проводов: по 2 м передаваемые/принимаемые данные, 1 – питание, 1 – земля. Со стандарта 3.0 добавились 4 линии связи дополнительно. Каждое устройство связано через дополнительный хаб с корневым хабом отдельным каналом который можно разбить на 16 каналов. Ровно каждую мс, 1/8 мс в новых, центральный хаб передает каждому устройству новый кадр, начинающийся с пакета синхронизации.

Программируемый интервальный таймер Intel 8253/8254. Структурная схема. Управляющие слова. Режимы работы. Чтение состояния. Прерывания от таймера. Управление динамиком.

Схема таймера необходима для форм временных задержек, подсчета числа внешних импульсов и тд.

Рассмотрим структурную схему:

С0 – вход.тактов.импульс.

СЕ0 – сигнал резрешения счета.

OUT0 – выход.сигнал.

Рг Р.Р. – регистр режима работы.

Все 3 счетчика, входят в состав микросхемы, работают независимо друг от друга. Это 16 разрядные вычитающие счетчики.

Каждый переход из 1 в 0 уменьшает на 1 счетчик. Обычно счетчик считает от начального значения до 0. И формирует выходной сигнал OUT, зависящий от режима работы сч.

Сигнал разрешения сч. СЕ в одних режимах должен присутствовать всегда для работы сч., в др.режимах его достаточно подать импульсом.

Сч. может считать в двоичном или двоично-десятичном коде.

Инициализация и управление работы сч. осуществляется с помощью управляющего слова:

D7-0 – ШД(8 битная), по которой записываются управляющие слова

Д0-задает код, который задает счетчик:0-счит-т в двоичном коде, 1-двоичнодесятичном.

Д1, Д2, Д3-режим работы счетчика.

000-режим0 (задержка).

001-режим1(на вибратор).

010-режим2(режим частоты).

011-режим3.

100-режим4.

101-режим5.

Д4, Д5 – определяет, как производится чтение/запись(Число байтов для загрузки счетчика)

00-спец.команда фиксации счетчика (чтение на лету).

01-Только младший байт.

10-только стар.байт.

11-2 байта (сначала млад.,затем стар.).

Д6, Д7-для какого сч.производится.

00-выбор рг режима работы сч.0.

01-выбор рг режима работы сч.1.

10-выбор рг режима работы сч.2.

11-для 8253 запрет.

11-для 8254 команда чтения состояния таймера.

Режимы работы таймера

Возможны шесть режимов работы таймера. Они разделяются на три типа:

· режимы 0, 4 - однократное выполнение функций.

· режимы 1, 5 - работа с перезапуском.

· режимы 2, 3 - работа с автозагрузкой

•Режим 0. Программируемая задержка.

После загрузки режима работы и начального значения счетчика на входе, появится 0. После подачи сигнала разрешения счета отсчитывается интервал NT, где N – нач. значения, T – период и сигнал выхода генерируется 1.

•Режим 1. Программный одновибратор.

Этот режим перезагружен, т.е. начальные значения фиксируются во вх. Регистре и при каждом фронте CE перезаписываются в счетчик. Загрузка нового значения не влияет на значение текущего счета.

•Режим 2. Программный делитель частоты.

Счётчик непрерывно уменьшает своё значение от исходной величины до нуля, при этом на выходе канала удерживается высокий уровень. Когда содержимое счётчика стало равным нулю, на выходе канала на один период синхронизации устанавливается низкий уровень, после чего счётчик автоматически перезагружается исходным значением, на выходе вновь устанавливается 1 и отсчёт начинается заново. Таким образом, частота синхронизации, подаваемая на вход канала, делится на исходное значение счётчика. Перезагрузка счётчика новым значением во время счёта возымеет действие только со следующего счёта. Положительный перепад на линии CE начинает отсчёт заново. Минимально допустимое начальное значение счётчика равно 2.

•Режим 3. Генератор меандра.

Для генерации сигналов звуковой частоты применяется генератор Меандра.

•Режим 4. Импульс с программируемым запуском.

•Режим 5. Импульс с аппаратным запуском. Выходной сигнал такой же, как и у режима 4, а CE – режим 1

Чтение содержимого счетчиков.