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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Expansor de interfaz de PC. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Компьютеры Una de las formas más comunes de usar una PC es la recopilación y el procesamiento de información sobre el estado de los sensores, el control de varios mecanismos y sistemas tecnológicos. Un problema típico que surge en este caso es cómo ingresar a la computadora y generar todas las señales necesarias, cuyo número a menudo alcanza varios cientos. A menudo es necesario desarrollar una unidad especial que reciba las señales del sensor y las convierta en señales de una de las interfaces estándar con las que está equipada una computadora, por ejemplo, la interfaz serial RS-232C ("C2 Joint"). Por lo general, el mismo bloque también resuelve el problema inverso: convierte las señales de la interfaz estándar en la forma necesaria para controlar los actuadores. Desafortunadamente, esta decisión no siempre está justificada. En primer lugar, la interfaz estándar suele estar ocupada, por ejemplo, comunicándose con otras computadoras, una impresora y dispositivos similares. En segundo lugar, la necesidad de recibir y transmitir constantemente una gran cantidad de señales a través de una interfaz serial relativamente lenta puede afectar en gran medida la velocidad del sistema en su conjunto. Muchas computadoras, incluida la IBM PC, brindan la capacidad de conectar dispositivos adicionales directamente al bus del sistema. Para hacer esto, se instalan enchufes especiales ("ranuras") en la placa principal de la computadora, en los que se pueden insertar placas adicionales que realizan las funciones previstas por la configuración inicial de la computadora. La velocidad del intercambio de dm y ellos en el bus del sistema es la máxima posible para una computadora determinada y está limitada principalmente por la velocidad de su procesador. Actualmente, se está produciendo una amplia gama de placas adicionales que realizan una amplia variedad de funciones, incluida la ampliación de las capacidades de comunicación de la computadora con dispositivos externos. Si es necesario, dichos tableros se pueden hacer de forma independiente.
Un diagrama esquemático de una placa de interfaz adicional simple se muestra en la fig. 1. Está construido sobre la base del conocido adaptador de interfaz paralela KR580BB55A, que permite la entrada o salida de hasta 24 señales lógicas desde la computadora. En los chips DD2, DD3, se fabrica un decodificador al que se aplican las señales A4-A9 del bus de direcciones de la computadora. Cuando la computadora ejecuta comandos de lectura desde puertos con direcciones de 00H a 30FH o escribe en los mismos puertos, se genera un pulso de bajo nivel lógico en el pin 8 DD3, lo que permite la operación de los microcircuitos DD1 y DD4. Los bits de dirección A2 y A3 no se utilizan y las señales AO y A1 se envían directamente a las entradas de dirección DD4. Así, se puede acceder al puerto A de este microcircuito en cualquiera de las direcciones 00H, 304H, 308H 0CH; al puerto B - en las direcciones 301H, 305H, 309H, 0DH; al puerto C - en las direcciones 302H, 306H, 0AN, 0EN, y al registro de palabra de control - en las direcciones 303H, 307H, 30BH, 30FH. Las operaciones de lectura o escritura SE REALIZAN de acuerdo con las señales IOR o IOW generadas por el procesador de la computadora. Sin embargo, en una computadora, estas señales pueden ser generadas no solo por el procesador, sino también por el controlador de acceso directo a la memoria (DMA). Para eliminar fallas, se aplicó la señal AEN al decodificador, bloqueándolo cuando la computadora está operando en el modo DMA. Algunas palabras sobre el propósito del modelador de autobuses DD1. Si se supone que la placa se usa solo para la salida de datos, entonces es muy posible prescindir de este microcircuito: el búfer del bus de datos de la computadora tiene suficiente capacidad de carga para controlar el bus de datos del microcircuito DD4 conectado directamente a él. Sin embargo, para la transmisión inversa, la capacidad de carga de este microcircuito no es suficiente, por lo que se requiere un controlador de bus potente. A veces resulta que la duración de las señales de escritura y lectura generadas por la computadora es demasiado corta para el funcionamiento confiable de los microcircuitos periféricos relativamente "lentos" (incluido el KR580BB55A). Esta situación es especialmente probable cuando se acelera la computadora aumentando la frecuencia del reloj del procesador (el llamado modo turbo). Para extender los ciclos de escritura / lectura al valor requerido, se proporciona una entrada especial para la señal de disponibilidad de dispositivos externos RDY en el conector del sistema. Si, después del inicio de un pulso de escritura o lectura, se establece un nivel lógico bajo en esta entrada, el final del pulso se retrasará hasta que se elimine este nivel. La salida RDY se realiza necesariamente de acuerdo con el esquema de "colector abierto", que, si es necesario, le permite combinar estas señales de diferentes fuentes.
El diagrama de la unidad de generación de señales RDY se muestra en la fig. 2. La duración del pulso se establece seleccionando el condensador C1. La necesidad de usar este nodo en el tablero fabricado se verifica mejor experimentalmente. Si necesita aumentar la cantidad de pines para conectar dispositivos externos, puede instalar chips KR580VV55A adicionales en la placa de interfaz. Cada uno de ellos le permitirá ingresar o emitir 24 señales lógicas más. La principal dificultad a la que se enfrentará es cómo encajar un conector (o conectores) en la computadora con suficientes pines para transportar todas estas señales. Las conclusiones 5, 8, 9, 27-36, así como los cables de alimentación (7 y 26) de los microcircuitos KR580VV55A adicionales están conectados en paralelo con las salidas correspondientes del microcircuito DD4. El decodificador de direcciones (DD2.1-DD2.5, DD3) se reemplaza por un chip PROM 556RT7 o KR556RT18. Las entradas de dirección A2-A9 (pines 6-1, 23,22) de este microcircuito están conectadas a los circuitos correspondientes del conector XP1, la entrada A10 (pin 21) está conectada al circuito AEN, los pines 7, 8, 20 están conectados a un cable común y los pines 18, 19, con una fuente de alimentación de +5 V a través de una resistencia de 1 kΩ. El pin 9 está conectado a los pines 19 DD1 y 13 DD2, y el pin 10 está conectado al pin 6 DD4 (su conexión con DD1 y DD2 está rota). A las conclusiones 11, 13-17 conecte las conclusiones de seis microcircuitos adicionales KR580VV55A; por lo tanto, puede haber hasta siete de ellos en total (incluido DD4). Para ahorrar espacio, en lugar de la tabla de programación del chip PROM del decodificador, presentamos un programa BASIC simple que imprime esta tabla en una impresora. 10 Decodificador de puerto de E/S auxiliar REM 20 PA1=&H300: Dirección de puerto A REM DD4 30 PA2=&H304: Dirección de puerto A REM 1ra aña. BB55 40 PA3=&H308: Dirección de puerto REM A 2da opción BB55 50 PA4=&H30C: Dirección de puerto REM A 3ra opción BB55 60 PARA A=0 HASTA 2047 70 X=&B11111111l 80 SI (A>=PA1) Y (A<=PA1+3) ENTONCES X=&B11111100:GOTO 120 90 SI (A>=PA2) Y (A<=PA2 +3) ENTONCES X=&B11111010 :IR A 120 100 SI (A>=PA3) Y (A<=PA3+3) ENTONCES X=&B11110110 :IR A 120 110 SI (A>=PA4) Y (A<=PA4+3) ) ENTONCES X=&B11101110 120 SI(A Y &HF)=0 ENTONCES LPRINT: LPRINT HEX(A) 130 LPRINT" "; HEXAGONAL(X); 140 SIGUIENTE 150 IMPRIMIR La mesa está diseñada para un decodificador para cuatro microcircuitos KR580BB55A, cuyas direcciones de puerto se encuentran en el área 300H-30FH. Habiendo realizado cambios obvios en el programa de cálculo, no es difícil obtener una tabla para una cantidad diferente de microcircuitos y otras direcciones de sus puertos. Sin embargo, al elegir direcciones, debe asegurarse de que la computadora no las esté utilizando. En conclusión, notamos que los chips ROM de la serie K573 no se pueden usar en el decodificador debido a un rendimiento insuficiente. Pasemos a las características de la programación de computadoras. Cualquier programa diseñado para trabajar con la placa descrita debe prever la configuración de todos los microcircuitos KR580VV55A instalados en él. Sin entrar en los detalles conocidos del funcionamiento de estos microcircuitos, presentamos una tabla de palabras de control para el modo 0 más utilizado. Tabla 1
Una de estas capas debe escribirse en el registro de palabras de control de cada chip KR580BB55A antes de realizar cualquier otra operación con él. Por ejemplo, un comando (en BASIC) SALIDA &H303, &H80 configurará el microcircuito para que emita en los 24 circuitos externos. La salida real se puede hacer con comandos similares: OUT &H300, &H55: REM Salida de la constante 55H al puerto A OUT &H301,X: REM Salida del valor de la variable X al puerto B SALIDA&H303,2*N+Z El último ejemplo ilustra la posibilidad de cambiar el estado de bits individuales del puerto C utilizando palabras de control especiales. Aquí N es el número de bit del puerto C (de 0 a 7) y Z es el valor (0 o 1) que se establecerá en ese bit. La lectura de señales aplicadas a pines externos se puede hacer con comandos como los siguientes: T=INP(&H302): REM La variable T se establece en el valor leído del puerto C Naturalmente, el puerto correspondiente debe configurarse para la entrada. Al programar en lenguaje ensamblador, debe evitar situaciones en las que los comandos para acceder a los puertos sigan directamente uno tras otro. En tales casos, es necesario insertar comandos "inactivos" entre ellos. La placa de circuito impreso para el dispositivo descrito está hecha de. lámina de fibra de vidrio de doble cara. Sus dimensiones aproximadas son 112x93 mm. Entre los conductores impresos de +5 V y el cable común, lo más cerca posible de los terminales de potencia de cada microcircuito, se deben instalar capacitores de bloqueo no mostrados en el diagrama con una capacidad de al menos 0.047 uF. El enchufe XP1 es una fila de almohadillas de contacto de 10 mm de largo y aproximadamente 2 mm de ancho en el borde de la placa, que se inserta en el conector del sistema de la computadora. Dado que los conectores de la PC IBM están en pulgadas, las almohadillas deben estar espaciadas en incrementos de 2,54 mm (0,1 pulgadas). Los contactos A1-A31 están ubicados en el lado de instalación de la pieza y B1-B31 están en el lado de soldadura. Si es posible, estas áreas deben recubrirse con un recubrimiento galvánico especial que proporcione un contacto confiable; en casos extremos, deben estañarse. Los circuitos para conectar dispositivos externos también conducen a un conector enchufable, colocándolo en el borde de la placa que mira hacia el panel posterior de la computadora. No importa el tipo de conector, lo principal es que tenga suficiente número de contactos y pueda colocarse en el espacio que le asigna su tamaño. En este conector, se recomienda alternar contactos de señal con contactos conectados a un cable común (circuito de 0 V). En lugar de microcircuitos de la serie K555, se pueden usar sus análogos de las series K155, K531, K1533. El moldeador de bus K555AP6 se puede reemplazar por KR580VA86 o dos K589AP16. Autor: N. Vasiliev, Moscú; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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