Отчет по практике: Микропроцессорные системы
Таблица 2.2 – Назначение каналов таймера
| Канал | Назначение | Режим |
| 0 | Системные часы (IRQ0) | Режим 3, счётчик=0 (65536) |
| 1 | Запрос для канала 0 ПДП (регенерация памяти) | Режим 2, счётчик=18 |
| 2 | Генератор звука | - |
Для генерации звука в IBMPC используется канал 2, который программируется на режим 3, временная диаграмма которого показана на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 – Временная диаграмма работы таймера в режиме 3
Тактовая частота каждого канала равна 1,19318 МГц, т.е. каждый такт имеет длительность 0,84 мсек. Вход GATEканалов 0 и 1 всегда имеют высокий уровень, поэтому счёт на этих каналах разрешён всегда. Вход GATE канала 2 управляется битом 0 порта РВ интерфейса i8255 связанного с портом 61h.
При начальной загрузке BIOS инициализирует канал 0 для работы в режиме 3 со счётчиком 0( т.е. 65536 декрементов на цикл счёта). Поэтому частота системных часов равна 1,19 Мгц/65536= 18.2 Гц и прерывание IRQ0, связанное с вектором Int 8, происходит 18,2 раз в секунду, т.е. каждые 55 мсек увеличивается на единицу значение системных часов.
Канал 1 работает в режиме 2 со счётчиком 18, поэтому регенерация памяти происходит каждые 18 мсек. Перепрограммировать канал 0 и канал 1 нельзя, т.к. это приведёт к нарушению целостности данных в ОЗУ.
2.2 Программируемый периферийный интерфейс КР580ВВ55А
В состав IBMPC входит программируемый периферийный интерфейс (ППИ) i8255 (отечественный аналог KP580BB55A) рисунок4 .ППИ содержит три 8-разрядных порта (PA, PB, и PC) для организации обмена между ЦП и внешними устройствами, и регистр управления. Порты сгруппированы в две группы : группа А состоит из порта PA и старшей тетрады порта PC, группа B – из порта PB и младшей тетрады порта PC. Группа А может работать в трех режимах (0,1,2); группа B в двух (0 и 1). Режимы определяются содержимым регистра управления , имеющим формат изображенный на рисунке 2.5.
Рисунок 2.4 – условное графическое обозначение ППИ КР580ВВ55А
Рисунок 2.5 – Формат регистра управления ППИ
Режим 0 – основной режим Ввода – вывода (однонаправленный синхронный обмен).В этом режиме группа разделяется на два набора (порт и тетрада PC).В данном режиме порт PA,PB и тетрады (0-3), PC(4-7) могут использоваться для передачи данных между ЦП и внешними устройствами. Их можно программировать на ввод или вывод, для этого нужно лишь загрузить необходимую константу в управляющий регистр ППИ (рис.2)
Режим 1 – режим стробируемого ввода-вывода (однонаправленный асинхронный обмен по прерыванию). Порты РА и РВ используются для передачи данных, РС – для управляющих сигналов.
Режим 2 – режим двунаправленной шины (двунаправленный асинхронный обмен по прерыванию). Этот режим допустим только для группы А. В нем порт А становится двунаправленным, а 5-ть разрядов порта РС используются для управления портом РА.
ППИ в IBM РС занимает порты 60h – 63h. BIOS заносит в регистр управления (порт 63h) 99h, т.е. программирует группы А и В в режим 0, причем РА и РС является портами ввода, а РВ – портом вывода. Назначение портов следующее:
Таблица 2.3 – Назначение портов
| Адрес | Операция | Назначение |
| 60h | чтение | Вывод из порта РА |
| 61h |
чтение запись |
Вывод из порта РВ Вывод в порт РВ |
| 62h | чтение | Вывод из порта РС |
| 63h | запись | Ввод управляющего слова в регистр управления ППИ |
Содержимое порта РВ изображено на рисунке 2.6.
Рисунок 2.6 – Содержимое порта РВ
2.3 Генерация звука в IBM PC
Схема генерации звука в IBMPC изображена на рисунке 2.7.
Рисунок 2.7 - Схема генерации звука в IBMPC
На вход звукогенератора поступает логическое “И” двух сигналов: выхода OUT 2-го канала таймера и содержимого бита 1 порта РВ интерфейса i8255. Обычный способ генерации звука состоит в программировании канала 2 таймера так, чтобы он выдавал прямоугольный импульс заданной частоты, лежащий в звуковом диапазоне (20Гц – 20 КГц). Для этого следует использовать режим таймера 3 с подходящим начальным значением счетчика. Если затем установить биты 0 и 1 порта РВ, то импульс начнет поступать на вход звукогенератора (бит 0 – это вход GATE канала 2, разрешающий счет, а бит 1 – разрешение выдачи выхода OUT на вход звукогенератора). Для выключения звука достаточно сбросить биты 0 и 1 порта РВ. Преимущество этого метода состоит в том, что, запустив генерацию звука, ЦП может выполнять другие действия. Значение счетчика 2-го канала таймера вычисляется по формуле:
N = 1193181/F