Chương 5 :Digital Interface docx

P&I Ch5-Digi In/Out 1 ch 5. digital interface • GhÐp nèi hÖ trung t©m víi ThiÕt bÞ ngo¹i vi qua c¸c tÝn hiÖu logic 1/0 • pARALLEL iN/OUT – poRTS: principle, pPI, Centronics/LPT – PCMCIA, Dual ported Ram. – INTERCACing to devices: Key pad, LED, text panel, encoder, STEP motor, – hI-pOWER INTERFACE: relay, scr, triac, power mosfet, igbt • sERIAL in/OUT: Sync, async, – RS-232, RS-485, RS-422 – modem P&I Ch5-Digi In/Out 2 5.1. parallel interface: 5.1.1. nGuyªn lý • In/Out nhiÒu bit ®ång thêi, nhanh, gÇn a. A Port Line (Ù1bit port): – Output Port: Latched Output (chèt ra), D_Flip-Flops – Unlatched Input, h×nh 5.1. single IO line/pin P&I Ch5-Digi In/Out 3 • D Flip-Flop (D trigger): – Là 1 trong những phần tử cơ bản của hệ dãy, – D – data, lưu giữ 1 bit số liệu. – 4/6/8 D flip-flop => tạo ra 4/6/8 bit register, nhiều registers đóng trong 1 chip là SRAM. – Input: • Data bit: 1 hoặc 0 •Clock, thường là sườn lên, ghi nhận giá trị của data và lưu lại cho đến khi có bit số liệu khác ghi đèlên. •[Cóthể có] clear – xóa; Preset – đặt trước – Output: •Q -ứng với giá trị data input vào thời điểm có clock •/Q – đảo của Q. –Có2 loại: Transparent (HC373) và Master-Slave (HC374) P&I Ch5-Digi In/Out 4 H. 501 b, c MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) P&I Ch5-Digi In/Out 5 • Write pin: bit 0 or 1, clock = ↑ – Write bit 0: D flip-flop => Q = 0; -Q = 1 => gate = 1 => R(ds) MOSFET = ON => pin = 0 – Write bit 1 D flip-flop => Q = 1; -Q = 0 => gate = 0 => R(ds) MOSFET = OFF => pin = 1 • Read pin: (Input line– out “1” firstly)- ReadPin = 0 (!) => open 3 state lower buffer => 1/0 from pin => data bus (i) • ReadLatch (Reading bit out previously) : -ReadLatch = 0 (!) => open 3 state higher buffer => 1/0 from pin => data bus (i) P&I Ch5-Digi In/Out 6 5.1. parallel interface: 5.1.1. nGuyªn lý b. Simple In-Out Ports: • Cæng ra ®¬n gi¶n cã chèt (latched output port, based on 74 HC 374/HC373/HC273/HC574 , 8 bit Register), (fig. 5.2) • Cæng vµo ®¬n gi¶n kh«ng chèt (unlatched input port, based on 3 state buffer - 74HC244) • Cæng vµo cã chèt (Latched Input Port), chó ý status flag P&I Ch5-Digi In/Out 7 5.1. parallel interface: 5.1.1. nGuyªn lý P&I Ch5-Digi In/Out 8 Port[Parallel_Out]:= solieu; LÖnh Pascal • Out Port: 74 HC 374: • CPU ph¸t ®Þa chØ ra IO space => cã t/h -IO CS • Ph¸t data vµ -IOW => cã t/h Clock = ↑ (Rising Edge) => data ®−îc chèt vµo HC374 • Ng/vi => OutControl = 0 => open 3 state output P&I Ch5-Digi In/Out 9 Hình 5.2c. Unlatched Input Port Hình 5.2d. Latched Input Port P&I Ch5-Digi In/Out 10 5.1. parallel interface: 5.1.1. nGuyên lý c. Port song song có tín hiệu bắt tay/ trạng thái (outport): Gửi 1 packet ra ngoại vi, cần đồng bộ giữa 2 phía Peripheral chỉ đọc bộ đệm cổng khi có số liệu (cờ IBF thiết lập, 1) CS chỉ gửi số liệu ra tiếp theo khi byte/char trớc đã đợc đọc bởi Peripheral (OBE - Output Buffer Empty, xóa, 0) Chú ý Time-Out-Error. CPU gửi 1 character, set -OBE =1 (Out. Buf Empty) Per: If IBF= 1 then đọc char (In. Buffer Full) Bài tập: Lập trình (C/ Pascal/Asm) cho sơ đồ sau để gửi 1 packet n byte - Chú ý Timeout Error [...]... (hi, lo) Case study 1: PPI 8 255 : Tự đọc 4 ports: PA, PB, PCH & PCL, 24 IO lines 3 modes M0, M1 & M2, (PA & PB, PC as HSK signals) Đơn giản và hiệu quả Case Study 2: Interface ISA bus PPI 8 255 , (Fig 5. 3a) P&I Ch5-Digi In/Out 12 Hình 5. 3a Ghép nối PPI 8 255 với PC qua ISA bus P&I Ch5-Digi In/Out Addr: 300h-303h, Mode 0 all, PA & PC In, PB Out 13 5. 1 parallel interface: 5. 1.3 centronics port Centronics... /Strobe (b0), AutoFeed (b1), /Init (b2), SLCT(b3) IRQ_EN (b4), not outlet Status In, X79h, Unlatched, TTL (0 5V): Printer status P&I Ch5-Digi In/Out 15 5 bit: b3 b7: Err, SLCT_IN, PE, -Ack, Busy 5. 1 parallel interface: 5. 1.3 centronics port P&I Ch5-Digi In/Out 16 5. 1 parallel interface: 5. 1.3 centronics port Enable Int Req: mov dx, 37Ah; LPT 1 control in al, dx or al, 0001 0000b out dx, al ; PASCAL:... 32Kbyte DPR Ví dụ ứng dụng: Ghi 32 kênh điện thoại/fax đồng thời 22 P&I Ch5-Digi In/Out Hình 5. 5b Dual ported Static RAM P&I Ch5-Digi In/Out 23 5. 1 parallel interface: 5. 1 .5 PCmcia/PC Card personal computer memory card international Association, Ver 2.1; pc card standard (5. 0) 1996 Là chuẩn của nhiều tổ chức/ công ty: >50 0 members PC card device - credit card size adaptor: nhỏ, dễ mang, hot plugability,... Enablers/ Point Enablers: Driver chuyên để thông tin trực tiếp Host Adaptor P&I Ch5-Digi In/Out 26 5. 1 parallel interface: 5. 1 .5 PCmcia PC Card Standard - CardBus: 32 bit transfer Based PCI specification 33MHz/ 132 MB/s BusMasster support Compatible w 16 bit card P&I Ch5-Digi In/Out 27 5. 1 Parallel interface: 5. 1.6 LED Interface a Khỏi nim: LED? Light Emitting Diode Color: Red, Green, Yellow,... đổi, 68 pin connector Devices: Flash, SRAM, modem, LAN (wire & wireless), disk, audio w DSP, GPS 16 bit data path (PCMCIA 2.1/ PC Card Standard 5. 0) 3.3 and/or 5 V Dùng với nhiều loại bus P&I Ch5-Digi In/Out 24 P&I Ch5-Digi In/Out 25 5.1 parallel interface: 5. 1 .5 PCmcia Kiến trúc phân nhiều tầng để đảm bảo tính vận hành độc lập với phần cứng: Socket service: Device driver - system manufacturer Card...OBE P&I Ch5-Digi In/Out 11 5. 1 parallel interface: 5. 1.2 Programmable ports Ports: Intel PPI 8 255 (Programmable Peripheral Interface) Motorola PIA 6821 (Progr Interface Adaptor) Z80 PIO (Parallel In/Out) Flexible Specifics: 2 4 In/ Out Ports, single line direction define (PIA/ PIO)... c 50 -60 frames/s Tựy thuc sỏng v mụi trng (in/out door) => thit k rng (duty cycle) ca tng phn t P&I Ch5-Digi In/Out 31 Tớnh toỏn mch: cng ging nh cỏch tớnh mch sỏng tnh, thng chn h s sỏng tng i t 2 n 5 Chỳ ý: an ton - tui th LED Giỏ tr gii hn ca IF, n mc no ú LED khụng sỏng thờm khi IF tng Gúc b trớ ngc sỏng/thun sỏng View angle P&I Ch5-Digi In/Out 32 5. 1 parallel interface: 5. 1.6 led interface. .. Collector Inverter Buffer: upto 30V 50 -50 0mA; Transistor npn: C9 45 khi outport = 1 => LED sáng Transistor pnp: A564, khi outport=0 => LED sáng; Một số outport cho phép drive trực tiếp sink upto 80 mA P&I Ch5-Digi In/Out 33 b Ghộp ni 7 segment LEDs: Mu gỡ? Kớch thc? CA/CC Hình 5. 7d Sơ đồ 2 loại LED 7 segment P&I Ch5-Digi In/Out 34 S iu khin 6 x CC 7seg LEDs hỡnh 5. 7e: Cú 6 cathodes v 48 anodes Vỡ... Ch5-Digi In/Out 19 5. 1 parallel interface: 5. 1.3 centronics port Mode 2: extended capabilities port - ecp Many chip (SMC's super IO ) hỗ trợ decompress, phần mềm gửi ra phải 'compress' 6 registers: 3 SPP reg và 3 ECP reg Base addr + 400h: data FIFO & Config A-Read only Base addr + 401h: Config B (interrupt, DMA ) Base addr + 402h: Extended Control Register P&I Ch5-Digi In/Out 20 5. 1 parallel interface: ... IEEE 1284 (EPP+ECP) IRQ (7/ 5) & DRQ (1/ 3 - 8 bit channels) support for many applications of Interface: Printer Local Area Network - LAN Ext HDD, SemiDisk, Test Digital In/Out, ADC, DAC in many application interfaces PC remote control (TV, Multi media, shut down ) Programmers (All 11P2) np chip chuyờn dựng Others P&I Ch5-Digi In/Out 14 5. 1 parallel interface: 5. 1.3 centronics port Mode 0: . Ch5-Digi In/Out 11 OBE P&I Ch5-Digi In/Out 12 5. 1. parallel interface: 5. 1.2. Programmable ports • Ports: • Intel PPI 8 255 (Programmable Peripheral Interface) • Motorola PIA 6821 (Progr. Interface. Unlatched, TTL (0 5V): Printer status 5 bit: b3 b7: Err, SLCT_IN, PE, -Ack, Busy 5. 1. parallel interface: 5. 1.3. centronics port P&I Ch5-Digi In/Out 16 5. 1. parallel interface: 5. 1.3. centronics. 5. 3a) P&I Ch5-Digi In/Out 13 H×nh 5. 3a. GhÐp nèi PPI 8 255 víi PC qua ISA bus Addr: 300h-303h, Mode 0 all, PA & PC In, PB Out P&I Ch5-Digi In/Out 14 5. 1. parallel interface: 5. 1.3. centronics