PCインターフェースエキスパンダー。スキーム、説明

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PCインターフェースエクステンダー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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PC を使用する最も一般的な方法の 232 つは、センサーの状態に関する情報の収集と処理、さまざまなメカニズムと技術システムの制御です。この場合に発生する典型的な問題は、コンピューターに入力して必要なすべての信号をコンピューターから出力する方法であり、その数はしばしば数百に達します。多くの場合、センサー信号を受信して、コンピューターに標準装備されている RS-2C シリアルインターフェイス (「CXNUMX ジョイント」) からの信号に変換する特別なユニットを開発する必要があります。通常、同じブロックが逆問題も解決します。つまり、標準インターフェースの信号をアクチュエータの制御に必要な形式に変換します。残念ながら、この決定は常に正当化されるとは限りません。第 XNUMX に、標準インターフェイスは、他のコンピュータ、プリンタ、および同様のデバイスとの通信などで頻繁に使用されます。第 XNUMX に、比較的低速なシリアルインターフェイスを介して大量の信号を絶えず送受信する必要があるため、システム全体の速度に大きく影響する可能性があります。

IBM PC を含む多くのコンピューターは、追加のデバイスをシステムバスに直接接続する機能を備えています。これを行うには、メインコンピュータボードに特別なソケット (「スロット」) が取り付けられ、そこに追加のカードを挿入して、元のコンピュータ構成で提供される機能を実行できます。システムバス上のデータ間の交換速度は、特定のコンピュータで可能な最大値であり、主にプロセッサの速度によって制限されます。現在、コンピュータと外部デバイス間の通信機能の拡張など、さまざまな機能を実行する追加ボードが多数製造されています。必要に応じて、そのようなボードを独立して作成することができます。

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簡単な追加インターフェイスボードの概略図を図に示します。 1. 有名なパラレルインターフェイスアダプタ KR580VV55A に基づいて構築されており、コンピュータから最大 24 個の論理信号を入力または出力できます。チップ DD2、DD3 にはデコーダが作成され、そこにコンピュータアドレスバスの信号 A4 ～ A9 が供給されます。コンピュータがアドレス 00H ～ 30FH のポートから読み取るコマンド、または同じポートに書き込むコマンドを実行すると、DD8 のピン 3 に低論理レベルのパルスが生成され、マイクロ回路 DD1 および DD4 の動作が可能になります。アドレスビット A2 と A3 は使用されず、信号 AO と A1 はアドレス入力 DD4 に直接供給されます。したがって、このマイクロ回路のポート A は、アドレス Z00N、304H、308H Z0CH のいずれでもアクセスできます。ポート B - アドレス 301Н、305Н、309Н、З0ДН; ポート C - アドレス 302H、306N、Z0AN、Z0EN、およびコントロールワードレジスタ - アドレス 303Н、307Н、30ВН、30FH に送信されます。

読み取りまたは書き込み操作は、コンピュータープロセッサによって生成された IOR または IOW 信号に従って実行されます。ただし、コンピューターでは、これらの信号はプロセッサだけでなく、ダイレクトメモリアクセスコントローラー (DMA) によっても生成される可能性があります。障害を排除するために、AEN信号がデコーダーに適用され、コンピューターがDMAモードで動作しているときにブロックされました。

バスシェーパー DD1 の目的について簡単に説明します。ボードがデータ出力のみに使用されることになっている場合、このマイクロ回路がなくても十分に可能です。コンピューターのデータバスバッファーには、直接接続されたDD4マイクロ回路のデータバスを制御するのに十分な負荷容量があります。ただし、逆方向の伝送では、このマイクロ回路の負荷容量が十分でないため、強力なバスドライバーが必要です。

コンピューターによって生成される書き込み信号と読み取り信号の持続時間が短すぎて、比較的「遅い」周辺マイクロ回路 (KR580BB55A を含む) を確実に動作させることができない場合があります。この状況は、プロセッサのクロック周波数を上げてコンピュータを高速化する場合 (いわゆるターボモード) に特に発生する可能性があります。書き込み/読み取りサイクルを必要な値に拡張するために、外部デバイスの準備完了信号用の特別な入力 RDY がシステムコネクタに用意されています。書き込みまたは読み取りパルスの開始後に、この入力で論理ローレベルが設定されると、このレベルが取り除かれるまでパルスの終了が遅延されます。 RDY出力は、必要に応じて、異なるソースからのこれらの信号を組み合わせることができる「オープンコレクタ」スキームに従って実行される必要があります。

PCインターフェイスエクステンダー

RDY信号生成部の回路図を図2に示します。 1. パルス持続時間は、コンデンサ CXNUMX を選択することによって設定されます。製造されたボードでこのノードを使用する必要性は、実験的に確認するのが最適です。

外部デバイスを接続するためにピンの数を増やす必要がある場合は、追加の KR580VV55A チップをインターフェイスボードにインストールできます。それらのそれぞれにより、さらに24のロジック信号を入力または出力できます。直面する主な問題は、これらすべての信号を伝送するのに十分な数のピンをコンピュータに取り付ける方法です。

追加の KR5VV8A マイクロ回路のピン 9、27、36、7 ～ 26 および電源ピン (580 および 55) は、DD4 チップの対応するピンに並列に接続されています。アドレスデコーダ (DD2.1 ～ DD2.5、DD3) は 556RT7 または KR556RT18 PROM チップに置き換えられます。このマイクロ回路のアドレス入力 A2 ～ A9 (ピン 6-1、23,22、1) は XP10 コネクタの対応する回路に接続され、入力 A21 (ピン 7) は AEN 回路に接続され、ピン 8、20、18 は接続されます。共通ワイヤとピン 19、5 - 1 kΩ 抵抗を介した +9 V 電源に接続します。ピン 19 は DD1 のピン 13 と DD2 のピン 10 に接続され、ピン 6 は DD4 のピン 1 に接続されます (DD2 と DD11 への接続は切断されています)。追加の 13 つの KR17VV580A マイクロ回路のピンは、ピン 55、4 ～ XNUMX に接続されています。したがって、合計で最大 XNUMX つまで存在する可能性があります (DDXNUMX を含む)。

スペースを節約するために、デコーダ PROM チッププログラミングテーブルの代わりに、このテーブルをプリンタに出力する単純な BASIC プログラムを提示します。

10 REM 追加入出力ポートのデコーダ 20 PA1=&H300: ポート A の REM アドレス DD4 30 PA2=&H304: ポート A の REM アドレス 1 番目の追加。 BB55 40 PA3=&H308: REM ポート A アドレスの 2 番目の追加。 BB55 50 PA4=&H30C: REM ポート A アドレスの 3 番目の追加。 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 (A<=PA2) +3) THEN X=&B11111010 :GOTO 120 100 IF (A>=PA3) AND (A<=PA3+3) THEN X=&B11110110 :GOTO 120 110 IF (A>=PA4) AND (A<=PA4+3) ) THEN X=&B11101110 120 IF (A AND &HF)=0 THEN LPRINT: LPRINT HEX (A) 130 LPRINT" "; 140 進数(X); 150 次の XNUMX のプリント

このテーブルは、ポートアドレスが 580H-55FH 領域にある 300 つの KR30BBXNUMXA マイクロ回路用のデコーダ用に設計されています。計算プログラムに明らかな変更を加えたので、異なる数のマイクロ回路とそれらのポートの他のアドレスのテーブルを取得することは難しくありません。ただし、アドレスを選択するときは、それらのアドレスがまだコンピュータで使用されていないことを確認する必要があります。

結論として、K573シリーズのROMチップは、性能が不十分なためデコーダに使用できないことに注意してください。

コンピュータプログラミングの機能に移りましょう。説明されているボードで動作するように設計されたプログラムは、ボードにインストールされているすべての KR580VV55A マイクロ回路の構成を提供する必要があります。これらの超小型回路の動作の既知の詳細には立ち入らずに、最も一般的に使用されるモード 0 の制御ワードの表を提示します。

表1

マネジャー単語 (参照)	ポート A	ポート c(st)	ポートイン	ポート c(ml)
マネジャー単語 (参照)	(RAO..RA7)	(PC4..PC7)	(PBO..PB7)	(РСО..РС3)
80	出力	出力	出力	結論
81	出力	出力	出力	入る
82	出力	出力	入る	出力
83	出力	出力	入る	入る
88	出力	入る	出力	出力
89	出力	入る	出力	入る
8А	出力	入る	入る	出力
8V	出力	入る	入る	入る
90	入る	出力	出力	出力
91	入る	出力	出力	入る
92	入る	出力	入る	出力
93	入る	出力	入る	入る
98	入る	入る	出力	出力
9S	入る	入る	出力	入る
9А	入る	入る	入る	出力
9V	入る	入る	入る	入る

これらのレイヤーの 580 つを、各 KR55BBXNUMXA チップのコントロールワードレジスタに書き込んでから、他の操作を実行する必要があります。たとえば、コマンド (BASIC の場合)

OUT &H303、&H80

24個の外部回路すべてに出力するようにマイクロ回路を構成します。 OUT &H300, &H55: REM 定数 55H をポート A に出力 OUT &H301,X: REM 変数 X の値をポート B に出力

OUT&H303,2*N+Z

最後の例は、特別な制御ワードを使用してポート C の個々のビットの状態を変更する可能性を示しています。ここで、N はポート C のビット番号 (0 ～ 7) で、Z はそのビットに設定する値 (0 または 1) です。

外部ピンに適用された信号の読み取りは、次のようなコマンドで実行できます。

T=INP(&H302): REM 変数 T は、ポート C から読み取った値に設定されます

当然、対応するポートを入力用に構成する必要があります。

アセンブリ言語でプログラミングする場合、ポートにアクセスするためのコマンドが連続して続く状況は避ける必要があります。そのような場合、それらの間に「アイドル」コマンドを挿入する必要があります。

記載されているデバイスのプリント回路基板は以下から作られています。両面フォイルグラスファイバーラミネート。おおよその寸法は 112x93 mm です。 +5 V の印刷導体と共通線の間に、各マイクロ回路の電源端子にできるだけ近く、図には示されていない、容量が少なくとも 0.047 μF のブロッキングコンデンサを取り付ける必要があります。 XP1 プラグは、ボードの端にある長さ 10 mm、幅約 2 mm の一連の接触パッドで、コンピュータのシステムコネクタに挿入されます。 IBM PC コネクタはインチ単位で設計されているため、パッドは 2,54 mm (0,1 インチ) ピッチで配置する必要があります。接点 A1 ～ A31 は部品取り付け側、B1 ～ B31 は半田付け側にあります。可能であれば、信頼性の高い接触を確保するために、これらの領域に特殊なガルバニックコーティングを適用する必要があり、極端な場合には錫メッキする必要があります。

外部デバイスを接続するための回路もプラグインコネクタにつながり、コンピュータのリアパネルに面するボードの端に配置されます。コネクタのタイプは関係ありません。主なことは、十分な数の接点があり、そのサイズによって割り当てられたスペースに配置できることです。このコネクタでは、信号用コンタクトとコモン線 (0 V 回路) に接続されたコンタクトを交互に使用することをお勧めします。

K555シリーズのマイクロ回路の代わりに、K155、K531、K1533シリーズの類似品を使用できます。バスシェーパ K555AP6 は、KR580VA86 または 589 つの K16APXNUMX に置き換えることができます。

著者: N. ヴァシリエフ、モスクワ。出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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