Внешние устройства

Оглавление

1. Описание Внешних устройств

Внешние устройства (ВУ), используемые в описываемой системе, реа­лизованы по единому принципу.

С точки зрения процессора они представляют собой ряд программно-доступных регистров, лежащих в адресном простран­стве ввода/вывода. Размер регистров ВУ совпадает с размером ячеек памяти и регистров данных процессора — шесть десятичных разрядов.

Доступ к регистрам ВУ осуществляется по командам IN аа, OUT аа, где аа — двухразрядный десятичный адрес регистра ВУ.

Таким образом, общий объем адресного пространства ввода/вывода составляет 100 адресов.

Важно: Адресные пространства памяти и ввода/вывода в этой модели разде­лены.

Разные ВУ содержат различное число программно-доступных регистров, каждому из которых соответствует свой адрес, причем нумерация адресов всех ВУ начинается с 0.

При создании ВУ ему ставится в соответствие базо­вый адрес в пространстве ввода/вывода, и все адреса его регистров становятся смещениями относительно этого базового адреса.

Если в системе создаются несколько ВУ, то их базовые адреса следует выби­рать с учетом величины адресного пространства, занимаемого этими устрой­ствами, исключая наложение адресов.

Если ВУ способно формировать запрос на прерывание, то при создании ему ставится в соответствие вектор прерывания— десятичное число. Разным ВУ должны назначаться различные векторы прерываний.

Программная модель содержит следующий набор внешних уст­ройств:

• 
  контроллер клавиатуры;
  
• 
  дисплей;
  
• 
  блок таймеров;
  
• 
  тоногенератор,
  

которым по умолчанию присвоены параметры, перечисленные в табл. 1.
Таблица 1. Параметры внешних устройств

Внешнее устройство	Базовый адрес	Адреса регистров	Вектор прерывания
Контроллер клавиатуры	0	0,1,2	0
Дисплей	10	0, 1, 2, 3	Нет
Блок таймеров	20	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6	2
Тоногенератор	30	0,1	Нет

---

При создании устройств можно изменять назначенные по умол­чанию базовый адрес и вектор прерывания.

В описываемой системе не предусмотрена возможность подключения в систему нескольких одинаковых устройств.

Большинство внешних устройств содержит

• 
  регистры управления CR, содержит флаги и поля, определяющие режимы работы ВУ
  
• 
  регистры со­стояния SR, , содержит флаги, отражающие текущее состояние ВУ
  
• 
  обычно регистры CR доступны только на запись, а SR — на чтение.
  
• 
  Флаги SR устанавливаются аппаратно, но сбрасываются программно (или по внешнему сигналу).
  
• 
  Поля и флаги CR устанавливаются и сбрасываются программно при записи кода данных в регистр CR или специальными командами.
  

Контроллер ВУ

• 
  интерпретирует код, записываемый по адресу CR как коман­ду, если третий разряд этого кода равен 1, или как записываемые в CR дан­ные, если третий разряд равен 0.
  
• 
  в случае получения командного слова запись в регистр CR не производится, а пятый разряд слова рассматривается как код операции.
  

2. Контроллер клавиатуры.

Контроллер клавиатуры (рис. 1) представляет собой модель внешнего уст­ройства, принимающего ASCII¹-коды от клавиатуры ПЭВМ (Сокр. от American Standard Code for Information Interchange — американский стандартный код обмена информацией.).

Символы помещаются последовательно в буфер символов, размер которого установлен равным 50 символам, и отображаются в окне обозревателя (рис. 10).

В состав контроллера клавиатуры входят три программно-доступных регист­ра:

1. 
   DR (адрес 0) — регистр данных;
   
2. 
   CR (адрес 1) — регистр управления, определяет режимы работы контрол­лера и содержит следующие флаги:
   

• 
  Е — флаг разрешения приема кодов в буфер;
  
• 
  I — флаг разрешения прерывания;
  
• 
  S — флаг режима посимвольного ввода.
  

3. 
   SR (адрес 2) — регистр состояния, содержит два флага:
   

• 
  Err — флаг ошибки;
  
• 
  Rd — флаг готовности.
  

---

Рис. 2. Контроллер клавиатуры




Рис. 2. Окно обозревателя контроллера клавиатуры

Регистр данных DRдоступен только для чтения, через него считываются ASCII-коды из буфера, причем порядок чтения кодов из буфера соответствует порядку их записи в буфер — каждое чтение по адресу 0 автоматически перемещает указатель чтения буфера. В каждый момент времени DR содержит код символа по адресу указателя чтения буфера.

Флаги регистра управления CRустанавливаются и сбрасываются программно;

• 
  Флаг Е, будучи установленным, разрешает прием кодов в буфер. При Е = 0 контроллер игнорирует нажатие на клавиатуре, прием кодов в буфер не про­изводится. На считывание кодов из буфера флаг Е влияния не оказывает.
  
• 
  Флаг I, будучи установленным, разрешает при определенных условиях формирование контроллером запроса на прерывание. При 1 = 0 запрос на прерывание не формируется.
  
• 
  Флаг S = 1 устанавливает т. н. режим посимвольного ввода, иначе контроллер работает в обычном режиме. Флаг S устанавливается и сбрасывается программно, кроме того, S сбрасывается при нажатии кнопки Очистить буфер в окне Контроллер клавиатуры.
  

Условия формирования запроса на прерывание определяются:

• 
  с одной сторо­ны, значением флага разрешения прерывания I,
  
• 
  с другой — режимом работы контроллера.
  

В режиме посимвольного ввода запрос на прерывание форми­руется после ввода каждого символа (разумеется, при I = 1), в обычном режиме запрос будет сформирован по окончании набора строки.

Завершить набор строки можно, щелкнув по кнопке Завершить ввод в окне Контроллер клавиатуры (см. рис. 2). При этом:

• 
  устанавливается флаг го­товности Rd (ready) в регистре состояния SR.
  

Флаг ошибки Err (error

---

) в том же регистре устанавливается при попытке ввода в буфер 51-го символа. Ввод 51-го и всех последующих символов блокируется.

Сброс флага Rd осуществляется автоматически при чтении из регистра DR, флаг Err сбрасывается программно.

Кроме того, оба эти флага сбрасываются при нажатии кнопки Очистить буфер в окне Контроллер клавиатуры; од­новременно со сбросом флагов производится очистка буфера — весь буфер, заполняется кодами 00h, а указатели записи и чтения устанавливаются на нача­ло буфера.

Для программного управления контроллером предусмотрен ряд командных слов:

• 
  все команды выполняются при записи по адресу регистра управления CR кодов с 1 в третьем разряде.
  

Контроллер клавиатуры интерпретирует следующие командные слова:

• 
  xxx 102 — очистить буфер (действие команды эквивалентно нажатию кноп­ки Очистить буфер);
  
• 
  ххх 102 — сбросить флаг Err в регистре SR;
  
• 
  ххх 103 — установить флаг S в регистре CR;
  
• 
  ххх 104 — сбросить флаг S в регистре CR.
  

Если по адресу 1 произвести запись числа ххх0nn, то произойдет изменение, 4-го и 5-го разрядов регистра CR по следующему правилу:

3. Дисплей.

Дисплей (рис. 3) представляет собой модель внешнего устройства, реали­зующую функции символьного дисплея. Дисплей может отображать симво­лы, задаваемые ASCII-кодами, поступающими на его регистр данных. Дис­плей включает:

• 
  видеопамять объемом 128 слов (ОЗУ дисплея);
  
• 
  символьный экран размером 8 строк по 16 символов в строке;
  
• 
  четыре программно-доступных регистра:
  
• 
  DR (адрес 0) — регистр данных;
  
• 
  CR (адрес 1) — регистр управления;
  
• 
  SR (адрес 2) — регистр состояния;
  
• 
  AR (адрес 3) — регистр адреса.
  

Рис. 3. Контроллер дисплея

Через регистры адреса AR и данных DR по записи и чтению осуществляется доступ к ячейкам видеопамяти.

---

При обращении к регистру DR по записи содержимое аккумулятора записывается в DR и в ячейку видеопамяти, адрес которой установлен в регистре AR.

Регистр управления CR доступен только для записи и содержит в 4-м и 5-м разрядах соответственно два флага:

• 
  Е — флаг разрешения работы дисплея; при Е=0 запись в регистры AR и DR блокируется;
  
• 
  А — флаг автоинкремента адреса; при А=1 содержимое AR автоматически увеличивается на 1 после любого обращения к регистру DR — по записи или чтению.
  

Изменить значения этих флагов можно, если записать по адресу CR (по умолчанию — 11) код ххх0nn, при этом изменение 4-го и 5-го разрядов регистра CR произойдет согласно условию (1).

Для программного управления дисплеем предусмотрены две команды, коды которых должны записываться по адресу регистра CR, причем в третьем раз­ряде командных слов обязательно должна быть 1:

• 
  xxx101 — очистить дисплей (действие команды эквивалентно нажатию кнопки Очистить в окне Дисплей), при этом очищается видеопамять (в каждую ячейку записывается код пробела — 032), устанавливается в 000 регистр адреса AR и сбрасываются флаги ошибки Err и автоинкремента А;
  
• 
  ххх102 — сбросить флаг ошибки Err.
  

Рис. 4. Окно обозревателя контроллера дисплея

Регистр состояния SR доступен только по чтению и содержит единственный флаг (в пятом разряде) ошибки Err. Этот флаг устанавливается аппаратно при попытке записать в регистр адреса число, большее 127, причем как в режиме прямой записи в AR, так и в режиме автоинкремента после обращения по ад­ресу 127.

Сбрасывается флаг Err программно или при нажатии кнопки Очи­стить в окне Дисплей (рис. 4).

4. Блок таймеров.

Блок таймеров (рис. 13) включает в себя три однотипных канала, каждый из которых содержит:

• 
  пятиразрядный десятичный реверсивный счетчик Т, на вход которого по­ ступают метки времени (таймер);
  
• 
  программируемый предделитель D;
  
• 
  регистр управления таймером CTR;
  
• 
  флаг переполнения таймера FT.
  

---

Смотрите также файлы

• Анализ эффективности системы оплаты труда персонала и пути ее оптимизации на предприятии.docx

• Основные правила составления программ на ассемблере.docx

• Ынтымаы жарасан туан лкем азастанатты 1 мамыр азастан халытарыны бірлігі кніне арналан трбие сааты. Масаты.docx

• 1. 2 Кругооборот экономических благ и стадии экономического прогресса.rtf

• Курсовой проект Пояснительная записка кп. 230201. Эжт. 201. 21. Пз разработчик Сарафанова. Е. М. Руководитель проекта.docx