Программируемый периферийный интерфейс

Общий вид микросхемы (PPI) I8255 (58BB55) представлен на рис. 6.21.

Микросхема PPI содержит три 8-битных порта PA, PB и PC, доступных по записи и чтению (R) со стороны процессора. Кроме того, в состав оборудования PPI входит адресуемый регистр управления (РУ), в который микропроцессор только записывает информацию, задающую режим работы портов и направление передачи данных.

В табл. 6.7 показаны порты PPI и сигналы, необходимые для выбора этих портов.

			A1	A0	Порт	Доступ
0	1	0	0	0	РА	W
0	1	0	0	1	РВ	W
0	1	0	1	0	РС	W
0	1	0	1	1	РУ	W
0	0	1	0	0	РА	R
0	0	1	0	1	РВ	R
0	0	1	1	0	РС	R
0	1	1	*	*	Z
1	*	*	*	*	Z
0	0	1	1	1	Запрещенная комбинация

Z – состояние выключено, * - безразличное состояние

В режиме 0 используются два 8-битных порта РА, РВ и два 4-битных порта РС (3-0), РС (7-4), которые можно запрограммировать на ввод или вывод данных. В этом режиме можно задать 16 конфигураций: РАРВРС(3-0)РС(7-4), РА¯РВ РС(3-0)РС(7-4), …, РА¯РВ¯РС(3-0)¯РС(7-4), где знаками и ¯ соответственно отмечены ввод и вывод данных.

Если в режиме 0 используется безусловный способ обмена, то в режиме 1- обмен в режиме опроса флага готовности или прерывания с использованием портов РА и РВ, а некоторые биты порта РС, входящие в состав группы, употребляются для формирования сигналов квитирования и прерывания.

В режиме 2 применяется только порт А для образования канала с двунаправленной передачей данных с квитированием и прерыванием.

Регистр РУ используется для хранения управляющего слова режима работы (его бит D7=1) или для хранения управляющего слова установки/сброса битов порта РС (его бит D7=0).

Формат управляющего слова режима работы представлен на рис. 6.22.

Порты РА и РС(7-4) образуют группу А, а порты РВ и РС(3-0) – группу B. В битах D6 и D5 формата управляющего слова задается режим работы порта РА, а в бите D4 указывается направление передачи данных (1- данные вводятся в процессор, 0 – данные выводятся из процессора). Аналогичным образом объясняется назначение битов группы B.

На рис. 6.23 изображен формат управляющего слова установки/сброса битов порта РС.

Рис. 6.23. Формат управляющего слова установки/сброса битов РС

С помощью этого управляющего слова можно установить или сбросить любой бит порта РС. Управляющее слово установки/сброса бита используется для разрешения прерывания, т.е. для установки соответствующих битов порта РС, предназначенных для этой цели.

Рассмотрим режим 1 PPI (ввод данных из порта РА). На рис. 6.24 показана схема соединения устройства ввода (Увв), PPI и МП в этом режиме.

В режиме 1 для порта А и при условии ввода данных Увв направляет байт данных по линиям РА7-РА0 и затем записывает его сигналом строб (

), установленным на линии РС4. По сигналу

, кроме того, формируется сигнал IBFA на линии РС5, который указывает МП, что порт РА полон. При чтении данных из порта А микропроцессором выполняется автоматический сброс сигнала IBFA. Для разрешения прерывания используется бит D4 порта РС. Если бит D4 порта РС равен 1 и установлен сигнал IBFA, то на линии РС3 формируется сигнал прерывания INTA, сообщающий МП, что порт РА полон. Сигнал IBFA, равный 0, указывает УВв, что оно может передавать данные в порт РА. Так достигается координация действий МП, PPI и Увв. Неиспользуемые биты D5 и D4 порта РС группы А могут быть запрограммированы для ввода или вывода битов данных.

Аналогичным образом выполняется ввод данных из порта РВ в режиме 1. На рис. 6.25 представлена схема ввода данных из РВ в режиме 1.

Неиспользуемые биты D4 и D5 порта РС в этом режиме могут быть употреблены для ввода или вывода битов данных.

Схема вывода данных из МП в порт РА в режиме 1 изображена на рис. 6.26.

Рис. 6.26. Схема вывода данных из МП в порт РА в режиме 1

В этом режиме МП выводит данные с указанием адреса порта РА. Запись данных в порт РА выполняется сигналом

, по которому, кроме того, формируется на линии РС7 сигнал

, сообщающий устройству вывода (Увыв) о наличии данных на линиях РА7 – РА0. Увыв принимает данные и устанавливает ответный квитирующий сигнал

(подтверждение), сбрасывающий сигнал

. Высокий уровень сигнала OBFA указывает МП, что порт РА пуст и можно выводить очередной байт данных. Формирование сигнала прерывания на линии РС3 (INTA) возможно, если установлены бит D6 порта РС, разрешающий прерывание, и сигнал OBFA = 1 (порт РА пуст). Биты D4 и D5 порта РС, относящиеся к группе А, могут быть запрограммированы на ввод или вывод.

Аналогичная схема по принципу действия представлена для порта РВ (рис. 6.27).

Рис. 6.27. Схема вывода данных из МП в порт РВ в режиме 1

В режиме 2 используется порт А, выполняющий ввод и вывод данных, т.е. доступный по записи и чтению со стороны МП (рис. 6.28), благодаря чему образуется двусторонняя шина данных.

Если порт РА использует режим 2, то порт РВ может работать в режиме 0 или режиме 1.

6. Периферийные интерфейсы

6.10. Программируемый периферийный интерфейс