Ввод в микроЭВМ и вывод из нее

January 1, 2012 by admin Комментировать »

Дешифрование адреса

На рис. 14.11 показано, что порты ввода и вывода, удовлетворяющие все потребности системы, располагаются на общих с остальной частью системы шинах адреса и данных. Однако во многих компьютерах отсутствует возможность прямого обмена логическими сигналами, а доступ к системе ограничен и его имеют только клавиатура, принтер и дисководы. В этом подразделе организация ввода/вывода рассматривается шире, и результаты этого рассмотрения могут пригодиться при использовании персональных компьютеров семейства IBM. Одновременно читатель приобретет опыт дешифрирования адреса и применения логических элементов с тремя состояниями на выходе для подключения к шине данных.

У некоторых процессоров, таких как Intel 80486, имеются специальные средства обеспечения ввода и вывода, допускающие совместное использование шины адреса с памятью. Это достигается за счет дополнительного управляющего сигнала в системной шине, называемого запросом ввода/вывода. Если данный сигнал имеет активное значение (обычно 0 В), то это означает, что шина данных потребовалась устройству ввода или вывода и любая память, доступ к ячейкам которой осуществляется по тем же адресным линиям, временно отключается, чтобы избежать искажения данных, обусловленных конфликтом на шине. Достоинство специально выделенной управляющей линии для ввода/вывода заключается в том, что при этом нет необходимости дешифрировать в порте ввода/вывода полный адрес, выставляемый процессором на шину адреса, длина которого может доходить до 32. Обычно бывает достаточно 16 разрядов, а иногда нет нужды в дешифрировании более 8 разрядов.

При альтернативном подходе, который называется вводом/выводом согласно распределению памяти, линия запроса ввода/вывода не нужна, а просто группа адресов памяти выделяется для ввода/вывода. Чтобы избежать конфликта на шине, нормально никакие ячейки памяти, как правило, не располагаются по этим адресам. У любого процессора ввод/вывод может

Рис. 14.13. Дешифратор адреса для компьютеров семейства IBM. Высокий уровень на выходе возникает только в том случае, когда на входах действуют сигналы 0000 0011 0000 0000 (&Н0300).

быть организован согласно распределению памяти, но процессор 6502 и процессоры серии 68000, фактически, могут пользоваться только этим способом, поскольку у них нет линии запроса ввода/вывода.

Адреса, используемые для ввода/вывода, обычно располагаются в карте распределения памяти вблизи одного из ее концов, чтобы избежать конфликта с программой и другими данными. Отправной точкой при организации порта ввода или вывода является дешифрирование адреса.

Рис. 14.14. Универсальный дешифратор адреса на ИС сравнения чисел 74LS85. Логическая 1 появляется на выходе только тогда, когда двоичное число на входе {АО—А\5) равно числу, установленному ключами (ВО—-S15).

На рис. 14.13 приведен практический дешифратор адреса, который вырабатывает логическую 1 на выходе только тогда, когда на входах с АО по А15 действует сигнал &Н0300. В двоичной форме выбранный нами адрес имеет вид 0000 0011 0000 0000, и, потратив немного времени и усилий, нетрудно разобраться в том, как работает этот дешифратор.

В некоторых приложениях могут быть нужны более гибкие дешифраторы адреса, которые можно было бы перестраивать на различные значения входных сигналов; для таких случаев полезен универсальный дешифратор, представленный на рис. 14.14. В нем применены схемы сравнения чисел 74LS85, каждая из которых дает логическую 1 на своем выводе 6, когда 4-разрядное число на входах «А» тождественно совпадает с 4-разрядным числом на входах «В». Здесь входы «В» соединены с ключами, причем идеальными являются небольшие переключатели с двухрядным расположением выводов или поворотный переключатель на 16 положений. Когда ключ замкнут, то 1-килоомный резистор, соединяющий данный вход с землей, обеспечивает логический 0 на этом входе. Выходы четырех схем сравнения объединяются логическим элементом И (ИС 74LS21), на выходе которого и появляется дешифрированный сигнал. С помощью переключателей можно набрать любой требуемый 16-разрядный код адреса, и тогда сигнал на выходе будет иметь высокий уровень только в случае появления на входах А0—А15 точно такого же адреса.

Как уже упоминалось, ради экономии в числе ИС и в площади, занимаемой дешифратором на печатной плате, принято дешифрировать только часть адресной шины. Если, например, в схеме на рис. 14.13 игнорировать сигналы на входах с АО по A3, то дешифратор все же будет распознавать адрес &Н0300. Если, кроме того, не принимать во внимание сигналы с А12 по А\5, то дешифратор все еще будет работать, хотя и будет откликаться также на адреса с &Н1300 по &HF300. Это несущественно, пока на этих адресах нет других портов ввода/вывода. Посредством частичного дешифрирования можно достичь полезного упрощения и экономии по стоимости.

Литература: М.Х.Джонс, Электроника — практический курс Москва: Техносфера, 2006. – 512с. ISBN 5-94836-086-5

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