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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Extenseur d'interface PC. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / ordinateurs L'une des façons les plus courantes d'utiliser un PC est la collecte et le traitement d'informations sur l'état des capteurs, le contrôle de divers mécanismes et systèmes technologiques. Un problème typique qui se pose dans ce cas est de savoir comment entrer dans l'ordinateur et en sortir tous les signaux nécessaires, dont le nombre atteint souvent plusieurs centaines. Il est souvent nécessaire de développer une unité spéciale qui reçoit les signaux des capteurs et les convertit en signaux de l'une des interfaces standard dont un ordinateur est équipé, par exemple l'interface série RS-232C ("C2 Joint"). Habituellement, le même bloc résout également le problème inverse - il convertit les signaux de l'interface standard sous la forme nécessaire pour contrôler les actionneurs. Malheureusement, cette décision n'est pas toujours justifiée. Premièrement, l'interface standard est souvent occupée, par exemple pour communiquer avec d'autres ordinateurs, une imprimante et des périphériques similaires. Deuxièmement, la nécessité de recevoir et de transmettre en permanence un grand nombre de signaux via une interface série relativement lente peut grandement affecter la vitesse du système dans son ensemble. De nombreux ordinateurs, y compris le PC IBM, offrent la possibilité de connecter des périphériques supplémentaires directement au bus système. Pour ce faire, des prises spéciales (« emplacements ») sont installées sur la carte principale de l'ordinateur, dans lesquelles des cartes supplémentaires peuvent être insérées pour exécuter les fonctions prévues par la configuration d'origine de l'ordinateur. La vitesse d'échange entre les données et les données sur le bus système est la plus élevée possible pour un ordinateur donné et est limitée principalement par la vitesse de son processeur. Actuellement, un large assortiment de cartes supplémentaires est produit, remplissant une grande variété de fonctions, notamment l'extension des capacités de communication entre l'ordinateur et les périphériques externes. Si nécessaire, ces planches peuvent être réalisées indépendamment.
Un diagramme schématique d'une simple carte d'interface supplémentaire est illustré à la Fig. 1. Il est construit sur la base de l'adaptateur d'interface parallèle bien connu KR580VV55A, qui vous permet d'entrer ou de sortir jusqu'à 24 signaux logiques depuis l'ordinateur. Sur les puces DD2, DD3, un décodeur est réalisé, auquel sont fournis les signaux A4-A9 du bus d'adresse de l'ordinateur. Lorsque l'ordinateur exécute des commandes pour lire sur des ports avec des adresses de 00H à 30FH ou écrire sur les mêmes ports, une impulsion de niveau logique bas est générée au niveau de la broche 8 de DD3, permettant le fonctionnement des microcircuits DD1 et DD4. Les bits d'adresse A2 et A3 ne sont pas utilisés et les signaux AO et A1 sont fournis directement aux entrées d'adresse DD4. Ainsi, le port A de ce microcircuit est accessible à n'importe laquelle des adresses Z00N, 304H, 308H Z0CH ; au port B - aux adresses 301Н, 305Н, 309Н, З0ДН ; au port C - aux adresses 302H, 306N, Z0AN, Z0EN et au registre de mots de contrôle - aux adresses 303Н, 307Н, 30ВН, 30FH. Les opérations de lecture ou d'écriture SONT EFFECTUÉES en fonction des signaux IOR ou IOW générés par le processeur de l'ordinateur. Cependant, dans un ordinateur, ces signaux peuvent être générés non seulement par le processeur, mais également par le contrôleur d'accès direct à la mémoire (DMA). Pour éliminer les pannes, le signal AEN a été appliqué au décodeur, le bloquant lorsque l'ordinateur fonctionne en mode DMA. Quelques mots sur le but du bus shaper DD1. Si la carte est censée être utilisée uniquement pour la sortie de données, alors il est tout à fait possible de se passer de ce microcircuit : le tampon du bus de données de l'ordinateur a une capacité de charge suffisante pour contrôler le bus de données du microcircuit DD4 qui lui est directement connecté. Cependant, pour la transmission inverse, la capacité de charge de ce microcircuit n'est pas suffisante, un pilote de bus puissant est donc nécessaire. Parfois, il s'avère que la durée des signaux d'écriture et de lecture générés par l'ordinateur est trop courte pour le fonctionnement fiable de microcircuits périphériques relativement "lents" (dont le KR580BB55A). Cette situation est particulièrement probable lors de l'accélération de l'ordinateur en augmentant la fréquence d'horloge du processeur (ce que l'on appelle le mode turbo). Pour étendre les cycles d'écriture / lecture à la valeur requise, une entrée spéciale pour le signal de disponibilité des périphériques externes RDY est prévue dans le connecteur système. Si, après le début d'une impulsion d'écriture ou de lecture, un niveau logique bas est défini sur cette entrée, alors la fin de l'impulsion sera retardée jusqu'à ce que ce niveau soit supprimé. La sortie RDY est nécessairement effectuée selon le schéma "collecteur ouvert", qui, si nécessaire, vous permet de combiner ces signaux provenant de différentes sources.
Le schéma de l'unité de génération de signal RDY est illustré à la fig. 2. La durée d'impulsion est réglée en sélectionnant le condensateur C1. La nécessité d'utiliser ce nœud dans la carte fabriquée est mieux vérifiée expérimentalement. Si vous devez augmenter le nombre de broches pour connecter des périphériques externes, vous pouvez installer des puces KR580VV55A supplémentaires sur la carte d'interface. Chacun d'eux vous permettra d'entrer ou de sortir 24 signaux logiques supplémentaires. La principale difficulté qui sera rencontrée est de savoir comment installer un connecteur (ou des connecteurs) dans l'ordinateur avec suffisamment de broches pour transporter tous ces signaux. Les broches 5, 8, 9, 27 à 36, ainsi que les broches d'alimentation (7 et 26) des microcircuits KR580VV55A supplémentaires sont connectées en parallèle aux broches correspondantes de la puce DD4. Le décodeur d'adresse (DD2.1-DD2.5, DD3) est remplacé par une puce PROM 556RT7 ou KR556RT18. Les entrées d'adresse A2-A9 (broches 6-1, 23,22) de ce microcircuit sont connectées aux circuits correspondants du connecteur XP1, l'entrée A10 (broche 21) est connectée au circuit AEN, les broches 7, 8, 20 sont connectées au fil commun et les broches 18, 19 - avec une alimentation +5 V via une résistance de 1 kOhm. La broche 9 est connectée aux broches 19 de DD1 et 13 de DD2, et la broche 10 est connectée à la broche 6 de DD4 (sa connexion à DD1 et DD2 est rompue). Les broches de six microcircuits KR11VV13A supplémentaires sont connectées aux broches 17, 580-55 ; ainsi, il peut y en avoir jusqu'à sept au total (y compris DD4). Pour économiser de l'espace, au lieu de la table de programmation de la puce PROM du décodeur, nous présentons un simple programme BASIC qui imprime cette table sur une imprimante. 10 REM Décodeur de ports d'entrées/sorties supplémentaires 20 PA1=&H300 : REM Adresse du port A DD4 30 PA2=&H304 : REM Adresse du port A 1er supplémentaire. BB55 40 PA3=&H308 : REM Port A adresse 2ème ajout. BB55 50 PA4=&H30C : REM Port A adresse 3ème ajout. ВВ55 60 POUR A=0 À 2047 70 X=&B11111111l 80 SI (A>=PA1) ET (A<=PA1+3) ALORS X=&B11111100:GOTO 120 90 SI (A>=PA2) ET (A<=PA2 +3) ALORS X=&B11111010 :GOTO 120 100 SI (A>=PA3) ET (A<=PA3+3) ALORS X=&B11110110 :GOTO 120 110 SI (A>=PA4) ET (A<=PA4+3 ) ALORS X=&B11101110 120 SI (A ET &HF)=0 ALORS LPRINT : LPRINT HEX (A) 130 LPRINT" "; HEX(X); 140 SUIVANT 150 LIMPRESSION Le tableau est conçu pour un décodeur pour quatre microcircuits KR580BB55A, dont les adresses de port sont situées dans la zone 300H-30FH. Après avoir apporté des modifications évidentes au programme de calcul, il n'est pas difficile d'obtenir un tableau pour un nombre différent de microcircuits et d'autres adresses de leurs ports. Cependant, lors du choix des adresses, vous devez vous assurer qu'elles ne sont pas déjà utilisées par l'ordinateur. En conclusion, nous notons que les puces ROM de la série K573 ne peuvent pas être utilisées dans le décodeur en raison de performances insuffisantes. Passons aux fonctionnalités de la programmation informatique. Tout programme conçu pour fonctionner avec la carte décrite doit prévoir la configuration de tous les microcircuits KR580VV55A installés dessus. Sans entrer dans les détails connus du fonctionnement de ces microcircuits, nous présentons un tableau de mots de contrôle pour le mode 0 le plus couramment utilisé. Tableau 1
L'une de ces couches doit être écrite dans le registre de mots de contrôle de chaque puce KR580BB55A avant d'effectuer toute autre opération avec celle-ci. Par exemple, une commande (en BASIC) SORTIE &H303, &H80 configurera le microcircuit pour qu'il sorte sur les 24 circuits externes. La sortie réelle peut être effectuée avec des commandes similaires : OUT &H300, &H55 : REM Sortie de la constante 55H vers le port A OUT &H301,X : REM Sortie de la valeur de la variable X vers le port B SORTIE&H303,2*N+Z Le dernier exemple illustre la possibilité de changer l'état de bits individuels du port C à l'aide de mots de contrôle spéciaux. Ici N est le numéro de bit du port C (de 0 à 7) et Z est la valeur (0 ou 1) à définir dans ce bit. La lecture des signaux appliqués aux broches externes peut être effectuée avec des commandes telles que : T=INP(&H302) : la variable REM T est définie sur la valeur lue sur le port C Naturellement, le port correspondant doit être configuré pour l'entrée. Lors de la programmation en langage assembleur, vous devez éviter les situations où les commandes d'accès aux ports se succèdent directement. Dans de tels cas, il est nécessaire d'insérer des commandes "inactives" entre elles. Le circuit imprimé de l'appareil décrit est fabriqué à partir de. feuille de fibre de verre double face. Ses dimensions approximatives sont de 112x93 mm. Entre les conducteurs imprimés +5 V et le fil commun, au plus près des bornes d'alimentation de chaque microcircuit, il faut installer des condensateurs de blocage non représentés sur le schéma d'une capacité d'au moins 0.047 µF. La fiche XP1 est une série de plages de contact de 10 mm de long et d'environ 2 mm de large sur le bord de la carte, insérées dans le connecteur système de l'ordinateur. Étant donné que les connecteurs IBM PC sont conçus en unités en pouces, les plots doivent être espacés au pas de 2,54 mm (0,1 pouce). Les contacts A1-A31 sont situés du côté de l'installation des pièces et B1-B31 sont du côté de la soudure. Si possible, un revêtement galvanique spécial doit être appliqué sur ces zones pour garantir un contact fiable ; dans les cas extrêmes, elles doivent être étamées. Les circuits de connexion des périphériques externes conduisent également à un connecteur enfichable, le plaçant sur le bord de la carte face au panneau arrière de l'ordinateur. Le type de connecteur n'a pas d'importance, l'essentiel est qu'il ait un nombre suffisant de contacts et puisse être placé dans l'espace qui lui est imparti par sa taille. Dans ce connecteur, il est recommandé d'alterner les contacts de signal avec des contacts connectés à un fil commun (circuit 0 V). Au lieu des microcircuits de la série K555, leurs analogues des séries K155, K531, K1533 peuvent être utilisés. Le bus shaper K555AP6 peut être remplacé par KR580VA86 ou deux K589AP16. Auteur : N. Vasiliev, Moscou ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
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