Įvedimo ir išvedimo įrenginys

Įvedimo ir išvedimo įrenginys skirtas duomenų mainams tarp sistemos ir išorinių įtaisų organizuoti. Įšoriniai įtaisai, dažnai vadinami periferiniais įrenginiais, gali būti labai įvairūs, pvz. klaviatūra, indikacijos įtaisas, matavimo prietaisas, išorinis atminties įrenginys, skaitmeninis jutiklis, elektros pavaros valdymo įtaisas ir t.t. Šiuo metu yra sukurtas didelis kiekis duomenų mainų organizavimo priemonių, vadinamų standartiniais periferiniais adapteriais ir valdikliais. Šios priemonės greta duomenų įvedimo ir išvedimo funkcijų atlieka ir kitas funkcijas, pagrindinės iš kurių yra:

periferinio įrenginio interfeiso (valdymo komandų ir fizinių signalų) formavimas;

periferinio įrenginio fizinis valdymas mikroprocesoriaus komandomis;

duomenų mainų protokolo perkėlimas į aukštesnį intelektinį lygį;

elektrinis signalų suderinimas.

Standartiniai periferiniai adapteriai ir valdikliai gaminami, kaip dideli integriniai (vienkristaliai) grandynai. Jie yra sudėtinė įvedimo ir išvedimo įrenginio dalis.

32.1. Programuojamasis lygiagretusis periferinis adapteris, struktūra, valdymo signalai

Programuojamasis įvedimo ir išvedimo lygiagretusis periferinis adapteris PIO (angl. Programmable Input / Output) yra DIG tipo I8255 (bazinis), I8255A (patobulintas) Intel firmos arba MC6820 (bazinis), MC6821 (patobulintas) Motorola firmos. Šis adapteris skirtas skaitmeniniams duomenų mainams lygiagrečiuoju būdu organizuoti. Adapterio sutartinis grafinis ženklas pateiktas 65 pav., o vidinė struktūra 66 pav.

65 pav. I8255 periferinio adapterio sutartinis grafinis ženklas

66 pav. I8255 periferinio adapterio vidinė funkcinė schema

Vidinėje struktūroje galima išskirti šiuos elementus:

DB – duomenų buferinis formuotuvas (buferis);

SRL – skaitymo ir rašymo logikos schema;

V Gr. A – grupės A valdymo schema;

V Gr. B – grupės B valdymo schema;

PA, PB, PC – lygiagretieji A, B, C portai;

VM – vidinė magistralė.

PIO turi 3 dvikrypčius 8 skilčių (1 baito) A, B, C portus (PA, PB, PC), kurie suskaidyti į dvi A ir B grupes:

A grupė – A portas ir C porto vyresnioji tetrada;

B grupė – B portas ir C porto jaunesnioji tetrada.

Portus sudaro registrai ir buferiniai formuotuvai. A, B portų organizacijos schema pateikta 67 pav. Buferinių stiprintuvų išėjimai yra išjungiami. A, B registrai naudojami tik duomenų baitams įsiminti.

C porto organizacija yra sudėtinga, nes jo registras naudojamas ne tik duomenims įsiminti. Šis portas dalyvauja, formuojant valdymo signalus, kai vyksta duomenų mainai su kvitavimu.

A, B grupių valdymo schema turi CW (angl. Control Word) valdymo žodžio registr¹ (CWRG), į kurį įrašomas, PIO darbo režim¹ nustatantis, baito kodas. Šio registro turinio skaityti negalima.

Skaitymo ir rašymo logikos schema valdo šiuos pagrindinius veiksmus:

pradinį nustatym¹;

duomenų skaitym¹, rašym¹ ir kvitavim¹;

porto arba valdymo žodžio registro pasirinkim¹;

darbo režimo nustatym¹;

kristalo išrinkim¹.

a) b)

67 pav. A, B portų organizacijos schema: a) A porto; b) B porto.

PIO išvadų paskirtis yra:

D7 D0 – duomenų magistralės įėjimai ir išėjimai, išjungiami;

PA7 PA0, PB7 PB0, PC7 PC0 – A, B, C portų dvikrypčiai įėjimai ir išėjimai,

išjungiami;

, – skaitymo ir rašymo strobavimo signalų įėjimai;

A1, A0 – įėjimai, skirti portams A, B, C ir valdymo žodžio registrui (CWRG) pasirinkti, pagal ši¹ lentelź:

– kristalo išrinkimo įėjimas;

RESET – pradinio nustatymo įėjimas.

Adapterio funkcionavim¹ apibūdina būsenų lantelė (žr. 17 lentelė).

Skaitymo darbo režime duomenų baitas perduodamas iš porto į duomenų magistrale, esant = 0. Skaityti valdymo žodžio registr¹ draudžiama.

Rašymo metu, duomenų arba valdymo žodžio baitas siunčiamas iš duomenų magistalės į port¹ arba valdymo žodžio registr¹, esant = 0.

Duomenų magistralės ir portų išvadai išjungiami, kai = 1 arba, kai = = 1. Pastaroji signalų kombinacija gaunama, kai nevyksta duomenų mainai, todėl netgi, esant išrinktam kristalui ( = 0), vistiek išvadai išjungiami.

Signalai veikiantys , įėjimuose yra dinaminiai. Šiems signalams kintant iš 1 į 0 lygį vykdomas skaitymas arba rašymas. Visų kitų įėjimų signalai yra potencialiniai.

RESET įėjimo 1 loginio lygio signalas atlieka PIO pradinį nustatym¹, išvalant visus vidinius registrus ir nustatant 0 darbo režim¹, o visų portų įėjimus duomenims įvesti.

17 lentelė. PIO būsenos

Žymėjimai 17 lentelėje: X – bet koks loginis lygis (0 arba 1); DB – duomenų magistralė; PA, PB, PC – A, B, C lygiagrečiosios s¹sajos (portai); CW RG – valdymo žodžio (angl. Control Word) registras; Z – aukštaomė (išvadai išjungti) būsena.

3.2. PIO darbo režimai ir sujungimų funkcinė schema

PIO turi šiuos darbo režimus:

0 režimas – vienkryptis A, B ir C portų duomenų baitų įvedimas ir išvedimas be kvitavimo;

1 režimas – vienkryptis A, B portų duomenų baitų įvedimas ir išvedimas su kvitavimu. Kvitavimo signalams perduoti ir priimti naudojamas C portas.

2 režimas – dvikryptis A porto duomenų baito įvedimas ir išvedimas su kvitavimu. Kvitavimo signalus formuoja C portas, o B portas gali dirbti 0, 1 darbo režimuose.

Darbo režimas nustatomas programiškai, įrašant specialųjį MS (angl. Mode Selection) valdymo žodį į valdymo žodžio registr¹. Darbo režimas gali būti keičiamas PIO darbo metu bet kuriuo laiko momentu. MS baito formatas pateiktas 18 lentelėje.

18 lentelė. PIO MS formatas

MS formato požymis yra bitas D7 = 1. Likusieji MS baito bitai skirti atskirai A ir B grupių darbo režimams bei duomenų baito (tetrados) perdavimo krypčiai programuoti.

0 darbo režimas

Šį darbo režim¹ apibūdina grafinė schema, pateikta 68 pav.

68 pav. I8255 0 darbo režimas

0 darbo režime galima duomenų baitus įvesti arba išvesti be kvitavimo per A, B, C portus. Kadangi C portas suskaidytas į 2 dalis (tetradas), tai iš viso programuojami 4 objektai (PA, PB, PC vyr. tetrada, PC jaun. tetrada), nurodant vien¹ iš dviejų (įvedimas arba išvedimas) duomenų mainų krypčių ir gaunama iš viso16 skirtingų duomenų mainų schemų.

Įvedami duomenys portų registruose neįsimenami. Išvedamas duomenų baitas (tetrada), įsimenamas porto registre, todėl išvedami duomenys išlieka PIO išėjime iki kito išvedimo arba darbo režimo pakeitimo. Duomenų įvedimas (skaitymas) strobuojamas , o – išvedimas (rašymas) signalu, kintant šiems signalams iš 0 į 1 loginį lygį. Bet kuriuo laiko momentu galima perduoti duomenis tik viena pasirinkta kryptimi.

1 darbo režimas

Šio darbo režimo grafinis vaizdas pateiktas 69 pav.

69 pav. I8255 1 darbo režimas

1 darbo režime galima duomenų baitus įvesti arba išvesti per A ir B portus vienu metu viena kryptimi su kvitavimu. Įvedami ir išvedami baitai įsimenami vidiniuose A, B portų registruose.

Duomenų mainų procesui valdyti naudojamas C portas. Įvedimo procese naudojami šie signalai:

(angl. Strobe) – strobavimo signalas, naudojamas, įrašant bait¹ į porto įvedimo registr¹. Baitas įsimenamas, kai signalas kinta iš 0 į 1 loginį lygį. Signal¹ perduoda išorinis įtaisas, iš kurio įvedami duomenys.

IBF (angl. Input Buffer Full) – signalas (požymis), parodantis, kad duomenų baitas įrašytas į porto įvedimo registr¹. Nustatomas (IBF = 1), kai keičiasi iš 1 į 0, o išvalomas (IBF = 0), kintant iš 0 į 1 loginį lygį.

INTR (angl. Interrupt) – pertraukties reikalavimo signalas, nustatomas (INTR = 1), kai signalas kinta iš 0 į 1 loginį lygį, o išvalomas (INTR = 0), kintant iš 1 į 0 loginį lygį.

Išvedant, naudojami tokie signalai:

(angl Acknowledge) – patvirtinimo signalas, naudojamas, skaitant duomenų bait¹ iš porto išvedimo registro. Kai = 0 patvirtinama, kad įšorinis įtaisas bait¹ priėmė, o kintant iš 0 į 1 loginį lygį, baitas įrašomas į išorinio įtaiso registr¹.

(angl. Output Buffer Full) – signalas (požymis), parodantis, kad duomenų baitas įrašytas į porto išvedimo registr¹. Šis signalas išvalomas (= 0), kai kinta iš 0 į 1 loginį lygį, o nustatomas (= 1), kai keičiasi iš 1 į 0 loginį lygį.

INTR (angl. Interrupt) – pertraukties reikalavimo signalas, nustatomas (INTR = 1), kai signalas kinta iš 0 į 1 loginį lygį, o išvalomas (INTR = 0), kintant iš 1 į 0 loginį lygį.

Visi signalai veikia atitinkamuose C porto išvaduose. A ir B portų duomenų mainams valdyti naudojami skirtingi signalai (žr. 69 pav.). Pertraukčių reikalavimo signalai, įvedant ir išvedant duomenis, gali būti maskuojami INTE požymiu, pagal išraiškas pateiktas 69 pav. Kai INTE = 0 pertrauktis uždrausta, o kai INTE = 1 – leista. INTE keičiamas, įrašant 0 ar 1 į šį požymį atitinkanči¹ C porto registro skiltį.

C porto registro atskiriems bitams keisti naudojamas BSR (angl. Bit Set/Reset) valdymo žodis, kurio formatas pateiktas 19 lentelėje.

19 lentelė. PIO BSR formatas

BSR formato požymis yra bitas D7 = 0. C porto registro atskiri bitai keičiami, nurodant BSR baite D3 D1 skiltyse bito numerį, o D0 – bito vertź. BSR baitas įrašomas lygiai taip pat, kaip ir MS baitas į valdymo žodžio registr¹.

2 darbo režimas

Šis darbo režimas grafiškai pavaizduotas 70 pav.

70 pav. I8255 2 darbo režimas

2 režime galima duomenis perduoti per A port¹ abiem kryptimis. Duomenų baitai įsimenami atskiruose vidiniuose A porto įvedimo ir išvedimo registruose. C portas naudojamas kvitavimo signalams priimti ir išvesti bei pertraukties reikalavimo signalui formuoti. B portas gali veikti 0 arba 1 darbo režimuose.

PA duomenų mainai valdomi tais pačiais signalais, kaip ir 1 darbo režime. Šiems signalams priimti ir išvesti naudojami PC7 PC3 išvadai, o likź PC2 PC0 skirti B portui valdyti 1 darbo režime. Pertraukties reikalavimo signalas gali būti atskirai maskuojamas duomenų įvedimui ir išvedimui, keičiant INTE vertź, atitinkanį PC bit¹ lygiai taip pat, kaip ir 1 režime, pagal išraiškai pateiktas 70 pav.

PIO sujungimas su sistemos magistrale

PIO sujungiama su SM pagal funkcinź schem¹, kuri pateikta 71 pav.

71 pav. PIO sujungimo su sistemos magistrale

funkcinė schema

Universalusis sinchroninis, asinchroninis imtuvas ir

siųstuvas, struktūra, valdymo signalai

Universalusis sinchroninis, asinchroninis imtuvas ir siųstuvas USART (angl. Universal Synchronous / Asynchronous Reciver / Transmitter) yra programuojamasis nuosekliojo ryšio adapteris, gaminamas firmos Intel, kaip DIG tipo I8251 (bazinis), I8251A (patobulintas). Šis adapteris skirtas duomenų mainams nuosekliuoju būdu organizuoti. Sutartinis grafinis ženklas pateiktas 72 pav., o vidinė struktūra 73 pav.

72 pav. I8251 adapterio sutartinis grafinis ženklas

73 pav. I8251 adapterio vidinė funkcinė schema

Adapterio vidinėje struktūroje galima išskirti šiuos elementus:

DB – duomenų magistralės buferis;

SRL – skaitymo ir rašymo logikos schema;

S – siųstuvas;

SV – siųstuvo valdymo schema;

I – imtuvas;

IV – imtuvo valdymo schema;

MDV – modemo (moduliatoriaus / demoduliatoriaus) valdymo schema;

VM – vidinė magistralė.

DB duomenų magistralės buferis yra 8 skilčių dvikryptis išjungiamas įtaisas skirtas ryšiui tarp adapterio ir sistemos duomenų magistralės užtikrinti, susidedantis iš šių 8 skilčių registrų:

įvedimo;

išvedimo;

būsenos žodžio SW (angl. Status Word).

SRL skaitymo ir rašymo logikos schema turi šiuos baitinius C (angl. Control) valdymo registrus (CRG):

darbo režimo, kuriame saugojamas darbo režim¹ nustatantis MI (angl. Mode Instruction) žodis;

komandų, įsimenantis valdymo CI (angl. Command Instruction) komand¹;

pirmojo SYNC1 sinchronizacijos simbolio;

antrojo SYNC2 sinchronizacijos simbolio.

SRL schema turi skaitmeninį komparatorių, kuris lygina vien¹ arba du sinchronizacijos simbolius, įrašytus registruose su priimtais ir įsimintais sinchronizacijos simboliais imtuvo registruose. Palyginimo rezultatas naudojamas USART darbui sinchroniniame režime valdyti.

S siųstuvo pagrind¹ sudaro 13 skilčių poslinkio registras, kuriame saugojamas eilinis siunčiamas įšėjimo duomenų žodis, turintis ši¹ struktūr¹:

1 skiltis – start bitas;

2 9 skiltys – D0 D7 duomenų bitai;

10 skiltis – kontrolinis bitas;

11, 12 skiltys – stop bitai;

13 skiltis – tarnybinis bitas, reikalingas poslinkio procesui, siunčiant 1 12 skiltis, baigti.

Poslinkio registras atlieka išėjimo buferio funcij¹. Poslinkio metu 1 12 bitai nuosekliai stumiami registru ir perduodami bitas paskui bit¹ į T x D (angl. Transmitter Data) siųstuvo išėjimo linij¹. Lygiagretaus formato kodas verčiamas nuosekliuoju.

SV siųstuvo valdymo schema valdo siųstuvo darb¹:

kontroliuoja naujų duomenų, skirtų perduoti, priėmim¹ iš duomenų magistralės;

įterpia kontrolinį bit¹, jeigu yra numatyta kontrolė;

duomenis apryboja (įrėmina) start bei stop bitais;

sinchronizuoja bitų išvedim¹ iš poslinkio registro.

I imtuv¹ sudaro du 9 skilčių poslinkio registrai. Iš įėjimo R x D (angl. Reciver Data) priimamami bitai nuosekliai patenka į pirmojo, o po to ir antrojo registro į vien¹ nuo 0 iki 3 įėjim¹. Įėjimo numeris priklauso nuo priimamų duomenų ilgio. Nuoseklaus formato kodas verčiamas lygiagrečiuoju.

IV imtuvo valdymo schema valdo imtuvo darb¹. Ji susideda iš šių elementų:

priėmimo sinchronizacijos logikos;

priimtų bitų skaičiavimo skaitiklio;

lyginumo (pariteto) kontrolės schemos;

lyginumo (pariteto) PE (angl. Parity Error) klaidos trigerio;

kadro formato FE (angl. Framming Error) klaidos trigerio;

perpildymo OE (angl. Overrun Error) klaidos trigerio.

MDV modemo valdymo schema atlieka ryšio su modemu funkcijas. Ji priima ir perduoda valdymo signalus, skirtus modemui valdyti.

USART išvadų paskirtis yra:

D7 D0 – duomenų įėjimai ir išėjimai, sujungiami su sistemos duomenų magistrale, gali būti išjungiami;

, – skaitymo ir rašymo strobavimo signalų įėjimai;

– duomenų ( = 0) arba būsenos (skaitant) ar valdymo žodžio (rašant), kai = 1, pasirinkimo signalo įėjimas;

– kristalo išrinkimo įėjimas;

CLK – išorinių sinchronizavimo impulsų įėjimas. Šiame įėjime impulsų dažnis turi būti ne mažiau, kaip 30 kartų didesnis už maksimalų duomenų mainų sinchronizavimo dažnį (greitį);

RESET – pradinio nustatymo valdymo signalo įėjimas, kurio trukmė nemažesnė, kaip 6 CLK impulsų periodai.

T x D – siųstuvo duomenų išėjimas;

– siųstuvo išorinių sinchronizavimo impulsų įėjimas. Šių impulsų dažnis lygus duomenų perdavimo greičiui, b/s (bitai per sekundź);

T x E – siuntimo pabaigos (tuščias siųstuvo postūmio registras) požymio signalo išėjimas;

T x RDY – siųstuvo pasiruošimo priimti duomenų bait¹ siuntimui požymio signalo išėjimas. Šis signalas gali būti naudojamas, kaip siųstuvo pertraukties reikalavimo signalas, kai duomenų siuntimas vyksta su pertrauktimi. Signalas parodo, kad DB duomenų buferio įvedimo registras tuščias ir USART pasiruošźs priimti eilinį duomenų bait¹, skirt¹ siųsti.

R x D – imtuvo duomenų įėjimas;

– imtuvo išorinių sinchronizavimo impulsų įėjimas. Šių impulsų dažnis lygus duomenų priėmimo greičiui, b/s (bitai per sekundź);

SDET – dvikryptis įėjimas ir išėjimas gali būti išjungiamas. Šis išvadas naudojamas USART dirbant sinchroniniame režime. Kaip įėjimas veikia, esant išorinei, o kaip išėjimas – vidinei sinchronizacijai;

R x RDY – imtuvo pasiruošimo perduoti duomenų bait¹ į sistemos duomenų magistralź požymio signalo išėjimas. Šis signalas gali būti naudojamas, kaip imtuvo pertraukties reikalavimo signalas, kai duomenų priėmimas vyksta su pertrauktimi. Signalas parodo, kad imtuvas priiėmė duomenis, juos įrašė į DB duomenų buferio išvedimo registr¹ ir USART pasiruošźs perduoti duomenis į sistemos duomenų magistralź.

(angl. Data Set Ready) – modemo imtuvo pasiruošimo signalo įėjimas. Signalas tikrinamas programiškai. Jį siunčia išorinio modemo imtuvas, pasiruošźs priimti duomenis;

(angl. Data Terminal Ready) – modemo imtuvo pasiruošimo paklausimo signalo išejimas. Signalas valdomas programiškai. Šį signal¹ perduoda USART, tikrindamas modemo imtuvo pasiruošim¹ priimti duomenis;

(angl. Reguest To Send) – modemo siųstuvo pasiruošimo paklausimo signalo išėjimas. Signalas valdomas programiškai. Šį signal¹ siunčia USART, kontroliuodamas modemo siųstuvo pasiruošim¹ perduoti duomenis;

(angl. Clear To Send) – modemo siųstuvo pasiruošimo signalo įėjimas. Šį signal¹ perduoda modemas, pranešdamas, kad siųstuvas pasirengźs perduoti duomenis.

USART funkcionavim¹ apibūdina būsenų lentelė (žr. 20 lentelė).

20 lentelė. USART būsenos

Žymėjimai 20 lentelėje: X – bet koks loginis lygis (0 arba 1); DB – duomenų magistralė; I, S – imtuvas, siųstuvas; SW (angl. Status Word) – būsenos žodis; C (angl. Control) RG (angl. Register) – valdymo registras; DB Z – duomenų magistralės išvadų aukštaomė (išjungta) būsena.

Dinaminiai, įėjimo signalai nusprendžia duomenų mainų kryptį tarp sistemos magistralės ir USART. Šiems signalams kintant iš 1 į 0 loginį lygį vykdomas skaitymas arba rašymas.

Valdymo signalo, veikiančio įėjime, loginis lygis nustato duomenų rūšį:

- informacijos duomenys;

- – tarnybiniai duomenys (būsena arba valdymas).

Veikiant signalui ( = 1) skaitomi priimti informacijos duomenys iš imtuvo, kai = 0 arba skaitomas USART SW būsenos žodis, kai= 1.

Veikiant signalui (= 1) rašomi informacijos duomenys, skirti perduoti, į siųstuv¹, kai = 0 arba rašoma darbo režimo nustatymo ar valdymo komanda, kai= 1.

Duomenų magistralės išvadai išjungiami, kai = 1 arba = = 1.

32.4. USART valdymo bei būsenos žodžiai ir sujungimų funkcinė schema

USART valdyti naudojami šie valdymo žodžiai:

MI (angl. Mode Instruction) – darbo režimo nustatymo, perduodamas po pradinio nustatymo;

CI (angl. Command Instruction) – komandos, kurios perduodamos darbo metu.

Adapteris gali veikti šiuose režimuose:

asinchroniniame;

sinchroniniame.

Režimai tarpusavyje skiriasi duomenų mainų pradžios vadinamos sinchronizavimu būdais.

Asinchroniniame darbo režime duomenų mainai pradedami asinchroniškai, kai imtuvas R x D įėjime aptinka startinį bit¹ (fiksuoja pokytį iš 1 į 0 loginį lygį). Po start bito priimami informacijos duomenų bitai ir kontrolinis bitas. Duomenų priėmimas baigiamas, priėmus sustojimo stop bit¹ ar bitus. Dažnai šis darbo režimas dar vadinamas start – stop darbo režimu. Duomenys aprybojami (įrėminami) start ir stop bitais. Priėmus eilinius duomenis, gali prasidėti ir tźstis laukimo būsena tol, kol nebus priimtas naujas start bitas.

Sinchroniniame darbo režime duomenų mainai gali būti pradedami šiais būdais:

imtuvui priėmus viena (SYNC1) arba du (SYNC1, SYNC2) sinchronizavimo simbolius, esant vidinei sinchronizacijai.

įėjime SDET užfiksavus 1 loginio lygio signal¹, kurį perduoda periferinis įtaisas, esant išorinei sinchronizacijai.

Sinchroniniame darbo režime duomenys nėra rybojami stop bitais, todėl vyksta nenutrūkstamas duomenų perdavimas, kuris baigiamas programiškai.

USART asinchroninio darbo režimo nustatymo MI žodžio formatas pateiktas 21 lentelėje.

21 lentelė. USART asinchroninio darbo režimo MI formatas

Žymėjimai 21 lentelėje: S2, S1 – angl. Number of Stop Bits; EP – angl. Even Parity; PEN – angl. Parity Enable; L2, L1 – angl. Character Length; B2, B1 – angl. Baud Rate Factor; f_TxC – siųstuvo sinchronizavimo įėjimo impulsų dažnis.

Asinchroniniame darbo režime galima programuoti šiuos informacijos duomenų parametrus:

perdavimo greitį diskretiškai mažinti dalinimo koeficientu (faktoriumi) 1, 16, 64;

duomenų ilgį (5, 6, 7, 8 bitai);

lyginumo (pariteto) kontrolź: lyginė, nelyginė;

stop bitų kiekį (1, 1.5, 2).

Parametrai programuojami, įrašant atitinkamų bitų vertes MI baite, kuris siunčiamas į darbo režimo nustatymo registr¹ pradinio nustatymo procedūros metu.

Perdavimo greitis lygus siųstuvo sinchronizavimo įėjimo impulsų dažniui padalytam iš nustatyto faktoriaus. Priėmimo greitis lygus imtuvo sinchronizavimo įėjimo impulsų dažniui.

Dažniausiai šie abu greičiai būna vienodi.

Duomenų ilgis yra užprogramuotų duomenų bitų skaičius.

Pariteto kontrolė reiškia, kad siųstuvo valdymo schema įterpia po duomenų bitų prieš stop bitus kontrolinį bit¹, kurio vertė priklauso nuo duomenų dvejetainio kodo ir pasirinktos kontrolės (lyginė, nelyginė) rūšies. Esant lyginei kontrolei, šio bito vertė yra tokia, kad duomenų ir kontrolės bito bendras vienetų skaičius būtų lyginis (papildymas iki lyginio skaičiaus), o esant nelyginei (papildymas iki nelyginio skaičiaus) atvirkčiai – nelyginis. Kai duomenų visi bitai turi 0 vertes, tai lyginės kontrolės atveju kontrolinis bitas lygus 0.

Stop bitų kiekis reiškia MI baite nurodytų ir kontroliuojamų 1 loginio lygio bitų skaičių, kuris įterpiamas po duomenų bitų arba ir kontrolės bito, jeigu kontrolė užprogramuota.

USART sinchroninio darbo režimo nustatymo MI žodžio formatas pateiktas 22 lentelėje.

22 lentelė. USART sinchroninio darbo režimo MI formatas

Žymėjimai 22 lentelėje: SCS - angl. Single Character Synchronization; ESD – angl. External Synchronization Detect; EP – angl. Even Parity; PEN – angl. Parity Enable; L2, L1 – angl. Character Length.

Sinchroniniam darbo režimui nustatyti būtinos MI baito vertės D1 = D0 = 0. Šiame darbo darbo režime nėra stop bitų, o duomenų ilgis ir kontrolė programuojami vienodai, kaip ir asinchroniniame darbo režime.

USART darbo metu valdyti naudojama CI (angl. Command Instruction) valdymo komanda. Šio adapterio CI žodžio formatas pateiktas 23 lentelėje.

Ši komanda atlieka tokius veiksmus:

leidžia arba draudžia priėmim¹ ar perdavim¹;

stabdo siųstuvo darb¹ (pauzė);

išvalo klaidų trigerius;

atlieka programinį pradinį nustatym¹;

leidžia arba draudžia sinchronizavimo simbolių paiešk¹, esant priėmimui su vidine sinchronizacija;

programiškai valdo DTR, RTS išvadus.

USART būsena darbo metu kontroliuojama, skaitant SW būsenos žodį, kurio formatas pateiktas 24 lentelėje. SW naudojamas, kai vykdomi s¹lyginiai duomenų mainai.

23 lentelė. USART CI žodžio formatas

SW būsenos žodis leidžia kontroliuoti:

R x RDY, T x RDY, SDET, DSR išorinių išvadų loginius lygius;

siųstuvo būsen¹ (dirba, siųsdamas duomenis ar laukia);

pariteto klaid¹, kuri parodo, kad priimtų duomenų kontrolinis bitas nelygus imtuvo valdymo pariteto kontrolės schemos nustatytam ir įjungtas PE trigeris;

perpildymo klaid¹, kuri rodo, kad į DB duomenų buferio išvedimo registr¹ įrašytas naujas imtuvo priimtas duomenų baitas, nenuskaičius senojo;

formato klaid¹, kuri signalizuoja, kad stop bitų vietoje aptikti 0 loginio lygio bitai.

Visi klaidų fiksavimo trigeriai išvalomi (išjungiami) CI komanda.

24 lentelė. USART SW žodžio formatas

USART sujungimas su sistemos magistrale

USART sujungiama su SM pagal funkcinź schem¹, kuri pateikta 71 pav. USART adresuoti naudojamas DC dešifratorius. DC įėjime gali būti prijungtos vyresniojo arba jaunesniojo adreso baito linijos Dešifratoriaus išėjimo signalas kartu yra adapterio kristalo išrinkimo signalas, kuris sujungia duomenų linijas su sistemos duomenų magistrale. Prie įėjimo gali būti jungiama bet kuri dešifratoriuje nepanaudota adreso linija. Pagal prijungtas adreso linijas nustatomi konkretūs USART duomenų (DADR) ir valdymo (CADR) adresai.

Prieš pradedant USART darb¹, turi būti vykdoma pradinio nustatymo procedūra, kurios tekstas asinchroniniam darbo režimui yra:

MVI A, 00H ; A 00H

OUT CADR ; CRG A, 0 rašymas

OUT CADR ; CRG A, 1 rašymas

OUT CADR ; CRG A, 2 rašymas

MVI A, 40H ; A 40H

OUT CADR ; CRG A, pradinis (Reset) programinis USART nustatymas

MVI A, MI ; A MI

OUT CADR ; CRG A, USART darbo režimo nustatymas

; sinchronizavimo simbolių įrašymo komandos sinchroniniame režime su vidine sinchronizacija

MVI A, CI ; A CI

OUT CADR CRG A, USART paleidimas (klaidų trigerio valymas, siųstuvo   darbas, leisti priėmim¹, siuntim¹)

CALL Pauzė ; Laiko delsa 0,1 ms

IN DADR ; A I, imtuvo 1 skaitymas

IN DADR ; A I, imtuvo 2 skaitymas

Programuojant sinchroninį režim¹ su vidine sinchronizacija, po MI įrašymo įterpiamos nustatyto vieno ar dviejų sinchronizavimo simbolių įrašymo CADR adresais komandos:

MVI A, SYNC1  ; A SYNC1

OUT CADR ; CRG A, SYNC1 rašymas

MVI A, SYNC2  ; A SYNC2

OUT CADR ; CRG A, SYNC2 rašymas

Atliekant USART pradinį nustatym¹, būtina griežtai išlaikyti pateikt¹ komandų eiliškum¹, nes tai užtikrina, kad tarnybiniai duomenys pateks į atitinkamus registrus.

71 pav. USART sujungimo su SM funkcinė schema

Asinchroniniame darbo režime duomenų baito DB siuntimo ir priėmimo komandos yra:

MVI A, DB  ; A DB

OUT DADR  ; S A, siuntimas

IN DADR  ; A I, priėmimas