Двунаправленные порты ввода/вывода

February 22, 2011 by admin Комментировать »

МК, как и любое другое уважающее себя электронное устройство, не может в одночасье работать и на ввод, и на вывод. Только последовательно во времени, сначала ввод, затем вывод, или наоборот. Однако оперативно переключать режимы «Вход/Выход» МК может, чем широко пользуются программисты.

Электрическая схема совмещённого порта ввода/вывода показана на Рис. 2.38. Она получается как суперпозиция схем, изображённых на Рис. 2.25 и Рис. 2.32, а.

Переключатель Sq^j имеет две взаимосвязанные группы контактов. Он отвечает за коммутацию НИЗКОГО и ВЫСОКОГО уровней, а также за подключение и отключение резистора R^p. Переключатель выбирает режим ввода (верхнее по схеме положение) или режим вывода данных (нижнее по схеме положение).

Переключатель действует независимо от ^оит- ^^^ переключателя управляются двумя программно-доступными регистрами из области SFR. В разных семействах МК они имеют разные названия (Табл. 2.7). Здесь регистр PORTx эквивалентен переключателю Sq^j, а регистры DDRx, TRlSx — переключателю S^^. Изменение битов в регистрах вызывает соответствующее замыкание контактов.

Таблица 2,7. Управление режимами в AVR- и Р1С-коитроллерах

 

Если сравнивать AVR- и Р1С-контроллеры, то заметна большая разница в сочетаниях битов, переключающих направление «Вход/Выход» и уровни «ВЫСОКИЙ/НИЗКИЙ». Стандартизация, к сожалению, отсутствует, что следует учитывать при переходе от одного семейства МК к другому

Наличие совмещённых портов ввода/вывода является большим достоинством МК, тк. позволяет конструировать гибкие по функциональным возможностям изделия. Изредка встречаются МК, у которых часть выводов жёстко настроена только на приём или только на передачу информации, например, Zilog Z86L33, но их меньшинство.

Идеализированный М К должен иметь усреднённые характеристики, поэтому базовой для него предлагается схема, приведенная на Рис. 2.38. Программной настройкой управляющих регистров контроллер может перестроиться в режимы, аналогичные Рис. 2.32, а. Рис. 2.34, а. Рис. 2.35, а. В последнем случае НИЗКИЙ уровень формируется «нулевым» напряжением на выходе, а ВЫСОКИЙ — переводом МК в режим входа с «pull-up» резистором.

Важное замечание. При начальном включении питания или подаче сигнала сброса все линии портов обычного МК независимо от желания программиста переходят в «оборванное» высокоимпедансное Z-состояние, что эквивалентно режиму входа без «pull-up» резистора (Рис. 2.34, а). Исключение из правила составляют МК, совместимые с MCS-51, у которых при сбросе резистор не отключается (Рис. 2.35, а).

Данный момент надо учитывать при разработке реальных схем. В частности, если нагрузкой выходной линии М К служит транзисторный ключ, то, чтобы его база или затвор при сбросе не «висели в воздухе», в AVR- и Р1С-контроллерах ставят дополнительные внешние резисторы сопротивлением 10…100 кОм на общий провод или на цепь питания. Для МК с ядром MCS-51 этого делать не надо из-за постоянного присутствия на выходе внутреннего резистора R^^.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты