Контроллер последовательного интерфейса

Обеспечивает подключение к микро-ЭВМ внешних устройств ввода-вывода, работающих в режиме последовательной асинхронной связи по стыку С2 или RS-232C.

Основное назначение контроллера – согласование уровней сигналов ТТЛ с двуполярными сигналами стыка С2, а также преобразование параллельного кода, получаемого от микросхемы, в последовательный код со служебными битами и обратное преобразование.

В качестве внешних устройств: модем, клавиатура, мышь.

Структурная схема последовательного интерфейса:

Стык С2

RESET

IOR IRQ4

IOR

IOW

D0-D7

A0-A7 CLK

OSC

D0-D7

RESET

IOR IOR

IOW

IRQ3

Схема имеет общее и раздельное для каждого из каналов оборудование. Раздельное оборудование содержит идентичные блоки, помеченные цифрами 1 и 2, принадлежащие, соответственно, каналам 1 и 2.

Основным функциональным блоком контроллера служит большая интегральная схема программируемого связного интерфейса. БИС ПСИ, который реализует последовательно-параллельное и обратное преобразование данных и передачу их с заданной скоростью в асинхронном режиме.

Задание режимов работы контроллера, вывод стыков С2, управление прерывания обеспечивается блоками, управляющими контроллера.

Сигналы:

D0-D7 – шина данных

A0-A2 – шина адреса

RESET – сигнал сброса. Его вырабатывает ГТИ

IRQ3,4 – сигналы внешних аппаратных маскируемых прерываний

CLK – тактовые импульсы

OSC – вспомогательные синхроимпульсы

Регистры контроллера последовательного интерфейса

Адрес	Регистр и назначение
03F8	Регистр передатчика. Сюда выводится байт для передачи в стык С2. Регистр приемника. Сюда вводится байт, принятый из стыка С2.
03F9	Регистр управления прерыванием. Позволяет полностью отключить систему прерываний контроллера.
03FA	Регистр идентификации прерывания. Если произошло прерывание, здесь содержится причина, вызвавшая его.
03FB	Регистр управления линией. Задает формат асинхронной последовательной передачи данных.
03FC	Регистр управления модемом. Управляет интерфейсом с устройством, работающим в режиме асинхронной последовательной связи по стыку С2.
03FD	Регистр состояния линии. Предоставляет МП информацию о передаче данных
03FE	Регистр состояния модема. Обеспечивает чтение текущего состояния модема.

Формат асинхронной последовательной передачи данных.

Стартовый бит 5-8 бит данных бит паритета стоповые биты промежуток между передачами

Последовательный формат представляет собой стартовый бит, 5-8 бит данных, необязательный бит четного или нечетного паритета, 1, 1,5 или 2 стоповых бита.

БИС ПСИ

Используется для преобразования данных в параллельном формате в последовательный формат для передачи и наоборот при приеме.

Внутренние регистры дают возможность программировать различные сигналы управления модемом и форматы передачи данных. Имеют функции внутреннего диагностирования. Например, контроль линии связи для обнаружения неисправностей в изоляции.

Дополнительной особенностью Б.П. является программируемый генератор скорости передачи. Максимальная скорость передачи – 56 кбит/с (в современных – в 2 раза больше).

Упрощенная схема БИС ПСИ.

D0-D7 TxD

A0-A2

RESET BAVDOUT

CS

R

W

CLK

RxD

DSR

CTS

DTR

DCD RCLK

RTS

RI

В состав БП входят:

- буфер передатчика со схемой управления передатчика, предназначенные для приема данных от МП (в параллельном формате) и выдаче их в последовательном коде на выход TxD.

- буфер приемника со схемой управления приемника, выполняющий прием данных в последовательном формате со входа TxD и передачу их в МП в параллельном формате.

- буфер данных, служащий для обмена командами и управляющими словами между МП и БИС ПСИ.

- блок управления чтением записи, принимающий управляющий сигнал от микро-ЭВМ и генерирующий внутренние сигналы управления.

- блок управления модемом, обрабатывающий управляющие сигналы, предназначенные для внешнего устройства.

Назначение сигналов БИС ПСИ.

D0-D7 – шина данных

A0-A2 – шина адреса

RESET - сброс

CS – сигнал выбора микросхемы

R – сигнал чтения микросхемы

W – сигнал записи в микросхему

CLK – тактовый импульс

TxD – передаваемые данные

RxD – получаемые данные

BAUDOUT – синхронизация передатчика

RCLK – синхронизация приемника

DSR – готовность модема

CTS – готовность к передаче

DTR – готовность приемника

DCD – обнаружение несущей данных

RTS – запрос передачи

RI – индикатор вызова

Стандарт последовательной передачи данных стык С2 или RS-232c

Стандарт RS-232c регламентирует передачу последовательных двоичных потоков данных между терминалами с связным оборудованием.

Терминальное оборудование может посылать и/или принимать данные по последовательному интерфейсу.

Под связным оборудованием понимаются устройства, которые могут упростить последовательную передачу данных совместно с терминальным.

Расстояние, на которое можно передать выходной двоичный последовательный поток данных до появления серьезных искажений зависит от скорости передачи и электрических характеристик линии связи.

Если расстояние, на которое следует передать информацию превышает максимально допустимое, применяется специальное связное оборудование, т.е. с обеих сторон линии связи располагаются устройства для модуляции бит, передаваемых в линию и демодуляцию бит, переходящих из линии (модема).

Обычно в таких случаях линией связи служит телефонная линия, которая может быть выделенной или коммутированной.

Сигнал	Название	Назначение
101/AA	FG – защитная земля	Проводник для заземления оборудования
102/AB	SG – сигнальная земля	Общий провод для всех сигналов
103/BA	TxD – передаваемые данные	Для вывода данных в модем
104/BB	RxD – получаемые данные	Для ввода данных из модема
105/CA	RTS – запрос передач	В модем для включения и выключения передач в полудуплексном режиме
106/CB	CTS – готовность передач	Из модема указывает, что модем готов передать данные
107/CC	DSR - готовность модема	Из модема указывает, что модем включен
109/CF	DCD – обнаружение несущей данных	Из модема указывает, что модем получает сигнал на другом канале линии связи
108/CD	DTR – готовность терминала	В модем готовит его у подключению его к линии связи и началу передач
125/CE	RI – индикатор вызова	Из модема указывает, что в линии обнаружен сигнал звонка

Для связи по выделенной асинхронной линии требуется только первые 8 сигналов таблицы.

При передаче в модем посылается сигнал RTS (запрос передачи), который подтверждается сигналом из модема CTS (готовность передачи).

Затем по линии собственно TxD начинается собственно передача.

При приеме модем подает сигнал по линии DCD (обнаружение несущей данных), показывая прием сигнала от модема на другом конце линии связи.

Принятые данные передаются в интерфейс по линии RxD.

Сигнал DSR (готовность модема) показывает, что модем включен и находится в работоспособном состоянии.

Для связи по коммутируемой телефонной линии требуется еще как минимум 2 сигнала.

При передаче сигнала в модем DTR (готовность терминала) управляет коммутацией модема, т.е. набором номера при передаче.

При приеме модем посылает в интерфейс сигнал RI (индикатор вызова), показывая, что он принимает сигал звонка от модема, находящегося на другом конце линии связи. В ответ на этот сигнал интерфейс должен отреагировать сигналом DTR (готовность терминала). Он заставляет модем снимать трубку.