WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаІнформатика, Компютерні науки → Обмін даними між зовнішніми пристроями та мікропроцесорною системою, переривання, система переривань, сегментна організація пам’яті - Контрольна робота

Обмін даними між зовнішніми пристроями та мікропроцесорною системою, переривання, система переривань, сегментна організація пам’яті - Контрольна робота

типи мікросхем ТТЛ.
Рисунок 5 Схема перетворення послідовних даних в паралельні
Існує два основних протоколи длясинхронного зв'язку: Microwire і SPI. Ці методи застосовуються для взаємодії з різними мікросхемами, (таких як послідовний EEPROM у BASIC Stamps). Хоча стандарти Microwire і SPI дуже схожі, існують деякі розходження, про які необхідно згадати.
Дані протоколи частіше використовуються для синхронної послідовної передачі даних, чим для об'єднання мікроконтролерів у єдину мережу. У цих протоколах кожен пристрій адресується індивідуально, хоча лінії передачі даних і синхронізації можуть бути загальними для багатьох пристроїв. Якщо сигнал дозволу вибірки (chip select) пристрою не активний, то цей пристрій ігнорує лінії даних і синхронізації. У кожен момент часу тільки один з підключених пристроїв може бути ведучим (master), тобто мати можливість задавати режим роботи шини (рис 6).
Рисунок 6. Синхронна послідовна шина
Якщо синхронний послідовний порт вбудований у мікроконтролер, то передавальна схема має вид, показаний на рис 7.
Рисунок 7 Схема синхронного виводу даних
Ця схема виводить 8-розрядні дані. При реалізації протоколів, аналогічних стандарту Microwire, де спочатку видається старт-біт, цей біт посилається за допомогою команд читання і записи в порт виводу-введення-виведення. Схожа схема використовується для прийому даних, де дані, що надходять, спочатку послідовно вводяться в здвиговий регістр і потім зчитуються мікроконтролером.
Протокол MICROWIRE
Протокол Microwire забезпечує передачу даних зі швидкістю до 1 Мбіт у секунду. В одному пакеті передається шістнадцять біт даних.
На рис. 8 показана форма сигналів при читанні 16 біт даних. Після вибору мікросхеми і посилки старт-біта передається 8-розрядна команда (позначена як "ОР1", "ОР2", "А5" - "АТ" на рис. 2.35), потім випливають 16-розрядна адреса (її наявність не є обов'язковою) і 16 біт даних. При максимальній швидкості передачі 1 Мбіт у секунду тактовий сигнал змінюється кожні 500 нс. Передані біти повинні видаватися на лінію за 100нс. до надходження переднього фронту тактового сигналу. Читання даних повинно відбуватися за 100 нс. до надходження заднього фронту тактового сигналу. Хоча ці вимоги виконуються більшістю пристроїв, необхідно переконатися, що пристрій, з яким здійснюється зв'язок, відповідає даним умовам.
Рисунок 8. Читання даних в протоколі Microwire
Протокол SPI
Протокол SPI схожий на протокол Microwire, але має кілька відмінностей:
- SPI здатний передавати дані зі швидкістю до 3 Мбіт у секунду.
- Розрядність даних у SPI пакеті дорівнює 8 біт.
- Передавач у SPI має можливість призупинити передачу даних.
- Дані в SPI можуть передаватися у виді безлічі байтів, що
називаються "блок" чи "сторінка".
Як і в протоколі Microwire, у SPI спочатку передається байт, що містить команду для приймаючого пристрою. Потім йде необов'язкова 16-розрядна адреса, після чого випливають 8-розрядні дані. Як було зазначено вище, протокол SPI дозволяє передавати кілька байтів (рис. 9). У протоколі SPI використовується симетричний тактовий сигнал, що має однакову тривалість високого і низького рівня. Вихідні дані повинні бути видані на лінію принаймні за 30 нс. до надходження переднього фронту тактового сигналу, а зчитування повинне відбуватися за 30 нс. до заднього фронту.
Рисунок 9. Запис даних в протоколі SPI
При реалізації протоколів Microwire чи SPI можна спростити схему з'єднання, якщо підключити вхід Din і вихід Dout до однієї лінії (рис. 10). При такому способі з'єднання мікроконтролер повинен відключити свій вихідний драйвер, коли закінчить послідовну передачу даних. Після цього він може приймати дані, що надходять від іншого пристрою. Резистор між виводами даних слугує для обмеження струму в тих випадках, коли і мікроконтролер, і периферійний пристрій видають дані на лінію зв'язку.
Рисунок 10 Підключення входу "DI" та виходу "DО" до одної лінії
Мережі
Коли термін "мережа" вживається стосовно до мікроконтролерів, то маються на увазі шини, що використовуються для підключення додаткових пристроїв і для забезпечення зв'язку між мікроконтролерами. У такий спосіб мережа мікроконтролерів відрізняється від локальної мережі, такий як "Ethernet", що ймовірно приходить на розум при слові "мережа".
Існує безліч стандартів (у число яких входять описані вище Microwire і SPI), що можуть привести до здивування з приводу того, що є і що не є мережею. Далі під мікроконтролерною мережею будемо розуміти окрему лінію зв'язку (провід) і безліч підключених до неї пристроїв, що можуть ініціювати передачу повідомлень і посилати відповідний відгук на отримане повідомлення.
У таких мережах мається "ведучий" ("master") - інтелектуальний пристрій, що може ініціювати передачу даних. Пристрої, що відповідають на запити, але не можуть їх ініціювати, називаються "ведомі" ("slaves"). Мікроконтролерна мережа може мати декілька "ведучих" пристроїв, у цьому випадку мережний протокол вимагає включення схеми арбітражу, що дозволить різним "ведучим" пристроям передавати дані не порушуючи інших повідомлень.
Звичайно в мікроконтролерній мережі передається відносно мало даних, тому необхідна для них пропускна здатність дуже скромна в порівнянні з мережею Ethernet. Часто мікроконтроллерна мережа має пропускну здатність порядка декількох байт у секунду, тоді як мережа персональних комп'ютерів може передавати декілька Мбайт у секунду.
Далі будуть описані два найбільш популярні види мереж для мікроконтролерів, хоча представлена в книзі інформація про ці мережі є досить повною, її недостатньо для розробки мережних додатків. Для одержання більш докладної інформації звертайтеся до посібників з використання мікроконтролерів чи до опису стандартів. Представлена інформація дає розуміння основ описуваних протоколів, щоб можна було оцінити їхню придатність для конкретного застосування.
Протокол І2С
Найбільш популярний протокол для мережі мікроконтролерів - І2С, що призначений для зв'язку пристроїв у багатопроцесорних системах. Цей стандарт був розроблений компанією Philips наприкінці 70-х років, як метод реалізації інтерфейсу між мікропроцесорами і периферійними пристроями, що не вимагає прокладки численних ліній для передачі між пристроями всіх розрядів адреси, даних і сигналів керування. Протокол І2С дозволяє розділяти мережні ресурси між декількома ведучими процесорами ("multimastering").
Шина І2С містить дві лінії: лінія SDA, що слугує для передачі даних, і лінія SCL, по якій передається синхросигнал, використовуваний для стробування даних. Обидві лінії підключені через резистори до шини живлення ("підтягнуті" до високого рівня потенціалу), що дозволяє декільком пристроям керувати їхнім станом шляхом
Loading...

 
 

Цікаве