Расширитель интерфейса PC. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Компьютеры

 Комментарии к статье

Одно из наиболее распространенных направлений использования ПЭВМ - сбор и обработка информации о состоянии датчиков, управление различными механизмами и технологическими системами. Типичная проблема, возникающая при этом: как ввести в компьютер и вывести из него все необходимые сигналы, число которых нередко достигает нескольких сотен. Часто приходится разрабатывать специальный блок, принимающий сигналы датчиков и преобразующий их в сигналы одного из стандартных интерфейсов, которыми оборудован компьютер, например, последовательного интерфейса RS-232C ("Стык С2"). Обычно этот же блок решает и обратную задачу - преобразует сигналы стандартного интерфейса в вид, необходимый для управления исполнительными устройствами. К сожалению, такое решение не всегда оправдано. Во-первых, стандартный интерфейс нередко бывает занят, например, связью с другими компьютерами, принтером и подобными устройствами. Во-вторых, необходимость постоянного приема и передачи большого числа сигналов через сравнительно медленный последовательный интерфейс может сильно повлиять на скорость работы системы в целом.

Во многих компьютерах, в том число в IBM PC, предусмотрена возможность подключения дополнительных устройств непосредственно к системной шине. Для этого на основной плате компьютера установлены специальные розетки ("слоты"), в которые могут вставляться дополнительные платы, выполняющие функции, на предусмотренные исходной конфигурацией компьютера. Скорость обмена дм и ими по системной шине - максимально возможная для данного компьютера и ограничивается в основном быстродействием его процессора. В настоящее время выпускается большой ассортимент дополнительных плат, выполняющих самые разнообразные функции, в том числе и расширяющих возможности связи компьютера с внешними устройствами. При необходимости такие платы можно изготовить самостоятельно.

(нажмите для увеличения)

Принципиальная схема простой дополнительной интерфейсной платы показана на рис. 1. Она построена на базе известного адаптера параллельного интерфейса КР580ВВ55А, что позволяет вводить или выводить из компьютера до 24 логических сигналов. На микросхемах DD2, DD3 выполнен дешифратор, на который поданы сигналы А4-А9 шины адреса компьютера. При выполнении компьютером команд чтения из портов с адресами от З00Н до 30FH или записи в эти же порты на выводе 8 DD3 формируется импульс низкого логического уровня, разрешающий работу микросхем DD1 и DD4. Разряды адреса А2 и A3 не используются, а сигналы АО и А1 подаются непосредственно на адресные входы DD4. Таким образом, к порту А этой микросхемы можно обращаться по любому из адресов З00Н, 304Н, 308H З0СН; к порту В - по адресам 301Н, 305Н, 309Н, З0DН; к порту С - по адресам 302Н, 306Н,З0АН,З0ЕН, а к регистру управляющего слова - по адресам 303Н, 307Н, 30ВН, 30FH.

Операции чтения или записи ПРОИЗВОДЯТСЯ по формируемым процессором компьютера сигналам IOR или IOW. Однако в компьютере эти сигналы могут быть сформированы не только процессором, но и контроллером прямого доступа к памяти (ПДП). Для исключения сбоев на дешифратор подан сигнал AEN, блокирующий его при работе компьютера в режиме ПДП.

Несколько слов о назначении шинного формирователя DD1. Если плату предполагается использовать только для вывода данных, то вполне можно обойтись и без этой микросхемы: буфер шины данных компьютера имеет достаточный запас нагрузочной способности для управления непосредственно подключенной к нему шиной данных микросхемы DD4. Однако для передачи в обратном направлении нагрузочной способности этой микросхемы недостаточно, поэтму требуется мощный шинный формирователь.

Иногда оказывается, что длительность формируемых компьютером сигналов записи и чтения слишком мала для надежной работы сравнительно "медленных" периферийных микросхем (в том числа и КР580ВВ55А). Особенно вероятна такая ситуация при ускорении работы компьютера за счет повышения тактовой частоты процессора (так называемый турбо-режим). Для удлинения циклов записи/чтения до необходимой величины в системном разъеме предусмотрен специальный вход сигнала готовности внешних устройств RDY. Если после начала импульса записи или чтения установить на этом входе низкий логический уровень, то окончание импульса будет задержано до снятия этого уровня. Выход RDY обязательно выполняется по схеме с "открытым коллектором", что при необходимости позволяет объединить эти сигналы от разных источников.

Схема узла формирования сигнала RDY показана на рис. 2. Длительность импульса устанавливают подборкой конденсатора С1. Необходимость применения этого узла в изготавливаемой плате лучше всего проверить экспериментально.

Если нужно увеличить число выводов для подключения внешних устройств, на интерфейсной плате можно установить дополнительные микросхемы КР580ВВ55А. Каждая из них позволит вводить или выводить еще 24 логических сигнала. Основная трудность, с которой придется столкнуться, - как разместить в компьютере разъем (или разъемы) с достаточным числом контактов для подачи всех этих сигналов.

Выводы 5, 8, 9, 27-36, а также выводы питания (7 и 26) дополнительных микросхем КР580ВВ55А подключают параллельно соответствующим выводам микросхемы DD4. Дешифратор адреса (DD2.1-DD2.5, DD3) заменяют микросхемой ППЗУ 556РТ7 или КР556РТ18. Адресные входы А2-А9 (выводы 6-1, 23,22) этой микросхемы соединяют с соответствующими цепями разъема ХР1, вход А10 (вывод 21) -о цепью AEN, выводы 7, 8, 20 - с общим проводом, а выводы 18, 19 - с источником питания +5 В через резистор сопротивлением 1 кОм. Вывод 9 соединяют с выводами 19 DD1и 13 DD2,а вывод 10-с выводом 6 DD4 (его соединение с DD1 и DD2 разрывают). К выводам 11, 13-17 подключают выводы шести дополнительных микросхем КР580ВВ55А; таким образом, всего их может быть до семи штук (включая DD4).

Для экономии места вместо таблицы программирования микросхемы ППЗУ дешифратора приведем простую программу на языке БЕЙСИК, которая распечатает эту таблицу на принтере.

10 REM Дешифратор дополнительных портов ввода/вывода 20 РА1=&H300: REM Адрес порта А DD4 30 PA2=&H304: REM Адрес порта А 1-й доп. ВВ55 40 РА3=&H308: REM Адрес порта А 2-й доп. ВВ55 50 PA4=&H30C: REM Адрес порта А 3-й доп. ВВ55 60 FOR A=0 TO 2047 70 X=&B11111111l 80 IF (A>=PA1) AND (A<=PA1+3) THEN X=&B11111100:GOTO 120 90 IF (A>=PA2) AND (А<=РА2+3) THEN X=&B11111010 :GOTO 120 100 IF (A>=PA3) AND (А<=РА3+3) THEN Х=&В11110110 :GOTO 120 110 IF (A>=PA4) AND (А<=РА4+3) THEN Х=&B11101110 120 IF (А AND &HF)=0 THEN LPRINT: LPRINT HEX (А) 130 LPRINT" "; HEX (Х); 140 NEXT 150 LPRINT

Таблица рассчитана на дешифратор для четырех микросхем КР580ВВ55А, адреса портов которых размещаются в области 300H-30FH. Внеся в программу расчета очевидные изменения, нетрудно получить таблицу для другого числа микросхем и других адресов их портов. Однако, выбирая адреса, необходимо убедиться, что они еще не использованы компьютером.

В заключение отметим, что микросхемы ПЗУ серии К573 из-за недостаточного быстродействия в дешифраторе использовать нельзя.

Перейдем к особенностям программирования компьютера. В любой программе, предназначенной для работы с описанной платой, должна быть предусмотрена настройка всех установленных на ней микросхем КР580ВВ55А. Не вдаваясь в известные подробности работы этих микросхем, приведем таблицу управляющих слов для наиболее часто используемого режима 0.

Таблица 1

Одно из этих слое необходимо записать в регистр управляющего слова каждой микросхемы КР580ВВ55А до выполнения каких-либо других операций с ней. Например, команда (на языке Бейсик)

OUT &H303, &H80

настроит микросхему на вывод по всем 24 внешним цепям. Собственно вывод может производиться аналогичными командами: OUT &H300, &H55: REM Вывод константы 55Н в порт А OUT &H301,X: REM Вывод значения переменной X в порт B

OUT &H303,2*N+Z

Последний пример иллюстрирует возможность изменения состояния отдельных разрядов порта С с использованием специальных управляющих слов. Здесь N - номер разряда порта С(от 0 до 7), a Z-значение (0 или 1), которое должно быть установлено в данном разряде.

Чтение сигналов, поданных на внешние выводы, может выполняться командами, подобными следующей:

T=INP(&H302): REM Переменной T присваивается значение, прочитанное из порта C

Естественно, соответствующий порт должен быть настроен на ввод.

При программировании на языке АССЕМБЛЕРа следует избегать ситуаций, когда команды обращения к портам следуют непосредственно одна задругой. В подобных случаях необходимо вставлять между ними "холостые" команды.

Печатную плату для описанного устройства изготавливают из . двустороннего фольгированного стеклотекстолита. Ее ориентировочные размеры 112х93 мм. Между печатными проводниками +5 В и общего провода возможно ближе к выводам питания каждой микросхемы нужно установить не показанные на схеме блокировочные конденсаторы емкостью не менее 0.047 мкФ. Вилка ХР1 представляет собой ряд контактных площадок длиной 10 и шириной около 2 мм на краю платы, вставляемом в системный разъем компьютера. Так как разъемы компьютера IBM PC выполнены в дюймовой системе мер, площадки должны располагаться с шагом 2,54 мм (0,1 дюйма). Контакты А1-А31 находятся со стороны установки деталей, а В1-B31 - со стороны пайки. Если есть возможность, на эти площадки нужно нанести специальное гальваническое покрытие, обеспечивающее надежный контакт, в крайнем случае - залудить их.

Цепи для подключения внешних устройств также выводят на разъемный, соединитель, разместив его на краю платы, обращенном в сторону задней панели компьютера. Тип соединителя не имеет значения, главное, чтобы он имел достаточное число контактов и по своим размерам мог быть размещен в отведенном ему месте. В этом соединителе рекомендуется чередовать сигнальные контакты с контактами, соединенными с общим проводом (цепью 0 В).

Вместо микросхем серии К555 можно применить их аналоги из серий К155, К531, К1533. Шинный формирователь К555АП6 можно заменить на КР580ВА86 или два К589АП16.

Автор: Н.Васильев, г.Москва; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Компьютеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Тающие айсберги создают новые оазисы жизни на дне океана 30.06.2026

Глобальное потепление активно меняет облик нашей планеты, и одним из наиболее заметных его проявлений становится ускоренное таяние ледников в полярных регионах. Этот процесс не только приводит к подъему уровня Мирового океана, но и вызывает цепную реакцию в морских экосистемах, порой создавая неожиданные и парадоксальные последствия. Массовое высвобождение айсбергов из Гренландии - яркий пример того, как климатические изменения перестраивают жизнь в самых глубоких и удаленных уголках океана. Из-за повышения температуры количество айсбергов, откалывающихся от гренландских ледников, стремительно растет. Ученые проанализировали данные за последние 40 лет и установили, что с 2000 года поток ледяных глыб через пролив Фрама увеличился в четыре раза. Об этом сообщает Futurism со ссылкой на исследование специалистов из Технического университета Дании. Такое беспрецедентное нашествие айсбергов представляет серьезную опасность для международного судоходства. Одновременно оно радикально тра ...>>

Робот-тьютор Optio, помошник школьника 30.06.2026

Икусственный интеллект и робототехника все активнее помогают учителям и ученикам, делая обучение более персонализированным и увлекательным. Гуманоидные роботы, способные взаимодействовать с людьми естественным образом, открывают новые возможности для школ, особенно в условиях нехватки педагогических кадров и растущего интереса к технологиям. Одна из таких инновационных инициатив стартовала в американском штате Нью-Йорк. Компания Realbotix запустила своего помощника учителя на базе искусственного интеллекта под названием Optio в Центральном школьном округе Саламанки. Робот выступает в роли тьютора, предлагая персонализированное репетиторство, многоязычную помощь с домашними заданиями и круглосуточную академическую поддержку. По данным Interesting Engineering, проект направлен на повышение вовлеченности учащихся и внедрение передовых технологий в учебный процесс. В рамках пилотной программы школы округа планируют интегрировать человекоподобных роботов в классы. Изначально Optio буд ...>>

Биопрепараты повышают питательную ценность органической гречихи 29.06.2026

В органическом земледелии особое внимание уделяется не только урожайности, но и качественному составу продукции. Потребители все чаще выбирают продукты с высоким содержанием полезных веществ и без следов химических веществ. Исследования показывают, что применение биологических препаратов может существенно улучшить минеральный состав зерновых культур, делая их более ценными с точки зрения питания. В результате полевых экспериментов, проведенных в 2023-2025 годах, ученые установили, что использование биопрепаратов способствует активному накоплению макроэлементов, в частности фосфора и калия, в зерне органической гречихи. Об этом сообщила Леся Крупак из Белоцерковского национального аграрного университета в своей работе "Экологичность и производительность". Наиболее заметный эффект наблюдался при применении гумата калия. В этом случае содержание калия в зерне увеличивалось на 19-21 процент по сравнению с контрольными участками. Такой результат свидетельствует об улучшении работы тра ...>>

Случайная новость из Архива Стандарт eMMC v5.0 04.10.2013 Отраслевая организация JEDEC Solid State Technology Association, занимающаяся стандартизацией в микроэлектронике, объявила о публикации стандарта JESD84-B50: Embedded MultiMediaCard, Electrical Standard 5.0 или eMMC v5.0. Встраиваемая флэш-память была стандартизована в декабре 2006 года. С тех пор стандарт неоднократно улучшался и расширялся. В новой версии стандарта определены некоторые новые функции и улучшения встраиваемой памяти, широко используемой в смартфонах и других мобильных устройствах. По словам разработчиков, eMMC v5.0 соответствует возросшим требованиям производительности за счет введения режима HS400, который обеспечивает скорость передачи данных до 400 МБ/с. В предыдущей версии стандарта максимальное значение было равно 200 МБ/с. Среди других нововведений следует отметить функцию обновления встроенного программного обеспечения в процессе эксплуатации оборудования, а также функцию Device Health Report, которая позволяет получать статистику, необходимую для оценки срока службы накопителя. Кроме того, добавлена функция Sleep Notification для боле безопасного перехода в спящий режим программным путем. Стандарт JESD84-B50 бесплатно доступен для загрузки на сайте JEDEC.

Другие интересные новости:

▪ Сверхтонкие, легкие и гибкие панели прикосновения для мобильных применений

▪ Квантовые точки уменьшили размеры терагерцовых устройств

▪ Самый быстрый муравей

▪ Ноутбук Lenovo ThinkBook Transparent Display Laptop с прозрачным дисплеем

▪ Поговорите с вашим сейфом

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрик в доме. Подборка статей

▪ статья Гребные винты из пенопласта. Советы моделисту

▪ статья Какие сходные по звучанию слова из славянских языков имеют противоположные значения? Подробный ответ

▪ статья Поражающее действие электрического тока на организм человека

▪ статья Изготовление искусственного жемчуга при помощи целлулоидного лака. Простые рецепты и советы

▪ статья Как подключить двигатель на 127 В к сети 220 В. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026