Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...

Реферат на тему:

Микросхемы ввода-вывода. Микросхемы PИО. Вентили и булева алгебра.

План.

1. Микросхемы ввода-вывода.

2. Микросхемы PИО.

Микросхемы ввода-вывода.

В настоящее время существует множество различных микросхем ввода-вывода. Новые микросхемы появляются постоянно. Из наиболее распространенных можно назвать UART, USART, контроллеры CRT (CRT - электронно-лучевая трубка), дисковые контроллеры и PИ.

UART (Universal Asynchronous Receиver Transmиtter - универсальный асинхронный приемопередатчик) - это микросхема, которая может считывать байт с шины данных и передавать этот байт по битам на линию последовательной передачи к терминалу или получать данные от терминала. Скорость работы микросхем UART разная: от 50 до 19200 бит / с; ширина знака от 5 до 8 битов; 1,1,5 или 2 стоповых бита. Микросхема может обеспечить проверку на четность или на нечетность, контроль по четности может также отсутствовать, все это находится под управлением программ.

Микросхема USART (Universal Synchronous Asynchronous Receиver Transmиtter - универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик) может осуществлять синхронную передачу, используя ряд протоколов. Она также выполняет все функции UART.

Микросхемы PИО

Типичным примером микросхемы PИО (Parallel Иnput / Output- параллельный

вывод) является Иntel 8255 (рис.8). Она содержит 24 линии ввода-вывода и может сочетаться с любыми устройствами, поддерживающими cTTL-схемами (например, клавиатурами, переключателями, индикаторами, принтерами).

Программа центрального процессора может записать 0 или 1 в любую линию или считать входной состояние любой линии, обеспечивая высокую гибкость.

Центральный процессор может конфигурировать микросхему 8255 различными способами, загружая регистры состояния микросхемы, и мы остановимся на некоторых наиболее простых режимах работы. Можно представить данную микросхему в виде трех 8-битных портов А, В и С. С каждым портом связан 8-битный регистр. Чтобы установить линии на порт, центральный процессор записывает 8-битное число в соответствующий регистр, и это 8-битное число появляется на выходных линиях и остается там до тех пор, пока регистр не перезаписывается.

Чтобы использовать порт для входа, центральный процессор просто считывает соответствующий регистр.

Рис. 8. Микросхема 8255

Другие режимы работы предусматривают квитирование связи с внешними

устройствами. Например, чтобы передать данные устройства, микросхема 8255 может представить данные на порт вывода и подождать, пока устройство выдаст сигнал о том, что данные получены и можно посылать еще. В данную микрохему включены необходимые логические схемы для фиксирования таких импульсов и передачи их центральному процессору.

Из рис. 8 мы видим, что кроме 24 выводов для трех портов микросхема

8255 содержит восемь линий, непосредственно связанных с шиной данных, линию выбора элемента памяти, линии чтения и записи, две адресные линии и линии для переустановки микросхемы. Две адресные линии выбирают один из четырех внутренних регистров, три из которых соответствуют портам А, В и С.

Четвертый регистр - регистр состояния. Он определяет, какие порты используются для входа, а какие для выхода, а также выполняет некоторые другие функций. Обычно две адресные линии соединяются с двумя младшими битами адресной шины.

Вентили и булева алгебра.

Цифровые схемы могут конструироваться из небольшого числа простых элементов

путем сочетания этих элементов в различных комбинациях.

Понятие вентиля, принцип работы вентилей.

Цифровая схема - это схема, в которой есть только два логических значения. Обычно сигнал от 0 до 1 В представляет одно значение (например, 0), а сигнал от 2 до 5 В - другое значение (например, 1). Напряжение за пределами указанных величин недопустима.

Электронные устройства, которые называются вентилями, могут вычислять различные функции от этих двусмысленных сигналов. Эти вентили формируют основу аппаратного обеспечения, на которой строятся все цифровые компьютеры. описание принципив работы вентилей относится к уровню физических устройств, находится ниже уровня 0.

Вся современная цифровая логика основывается на том, что транзистор может работать как очень быстрый бинарный переключатель. На рис. 1 (а) изображен биполярный транзистор, встроенный в простую схему. Транзистор имеет три соединения с внешней средой: коллектор, базу и эмиттер. Если входное значение напряжения V in, ниже определенного критического значения, транзистор выключается и действует как очень большое сопротивление. Это приводит к выходного сигнала V out, близком 5В, для данного типа транзистора. Если Vin превышает критическое значение, транзистор включается и действует как проводник, вызывая заземления сигнала V out (соответственно 0 В).

Рис. 1. Транзисторный инвертор (а) вентиль НЕ-И (б); вентиль НЕ-ИЛИ (в).

Важно отметить, что если напряжение V иn низкая, то V out, высокое и наоборот. Эта схема, таким образом, является инвертором, что превращает логический 0 в логичесну 1 и логическую 1 в логический 0 Резистор (ломаная линия) нужен для ограничения количество тока, проходящего через транзистор, чтобы транзистор не сгорел. На переключение из одного состояния в другое обычно требуется несколько наносекунд.

На рис.1 (б) - два транзистора соединены последовательно. Если и напряжение V 1 и напряжение V 2 высоки, то оба транзистора будут служить проводниками и снижать V out. Если одна из входных напряжений низкое, то соответствующий транзистор будет выключаться и напряжение на выходе будет высоким. Иначе говоря, будет низким тогда и только тогда, когда и напряжение V1, и напряжение V2 высоки.

На рис.1 (в) два транзистора соединены параллельно. Если один из входных сигналов высокий, будет включаться соответствующий транзистор и снижать выходной сигнал. Если обе напряжения на входе низкие, то выходное напряжение будет высокой.

Эти три схемы образуют три простейших вентиля. Они называются вентилями НЕ, НЕ - И и НЕ - ИЛИ. Вентили НЕ часто называют инверторами. Предположим, что высокое напряжение V in - это логическая 1, а низкое напряжение ( «земля»)

Загрузка...