EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 1 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Studiengang Technische Informatik (TI)Prof. Dr.-Ing. Alfred Rożek
nur für LehrzweckeVervielfältigung nicht gestattet
Teil 3: Parallel-I/O
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 2 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Beispiel: PIO-Karte für den PC
Aufbau einer einfachen PC-Interface-Kartemit dem Portbaustein 8255
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 3 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Centronics-Schnittstelle1
PIO - Parallel Input/Output Controller (8255)
Dieser Baustein kontrolliert die Ein- und Ausgabe über die parallele Schnittstelle.• Centronics-Schnittstelle
36-poliger Stecker, 18 Signalleitungen, 18 Masseleitungen• IBM-Schnittstelle
25-poliger Stecker, 18 Signalleitungen, 7 Masseleitungen• Maximale Kabellänge: 5 m
Ursprünglich nur für die Druckausgabe entwickelt (unidirektional), wird die parallele Schnittstelle heute auch zur bidirektionalen Kommunikation benutzt. (IEEE 1284)
Bsp.: Scanner, ZIP-Laufwerk, Kopplung zweier Computer
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 4 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Centronics-Schnittstelle2
36-pol. Canon-Steckverbindung
25-pol. AMP-Steckverbindung (female)
Anschlußbuchsen derCentronics-Schnittstelle
Timing-Diagramm der Centronics-Schnittstellemit Dreidraht-Handshake
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 5 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Centronics-Schnittstelle3
Blockdiagramm der Centronics Schnittstelle
Quelle: Messmer, PC-Hardware
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 6 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Centronics-Schnittstelle4
Pin-Belegung der IBM- und der Centronics Schnittstelle Signale und ihre Bedeutungen
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 7 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Centronics-Schnittstelle5
BIOS-Datenbereich für die parallele Schnittstelle
Adresse Größe Aufbau Inhalt Bedeutung
76543210
40:08 Wort Basisadresse LPT1 z.B. Eintrag = 78 03
40:0A Wort Basisadresse LPT2 z.B. Eintrag = 78 02
40:0C Wort Basisadresse LPT3 z.B. Eintrag = BC 03
40:0E Wort Basisadresse LPT4 Nur PC/XT (z.B. Eintrag = BC 02)
40:11 Byte xx . . . . . . installierte Hardware Zahl der parallelen Schnittstellen (00=0, 01=1, 10=2, 11=3)
40:78 Wort z.B. 14H Zeitüberschreitung LPT1 Time-out-Wert in Sekunden (z.B. 20s)
40:79 Wort z.B. 14H Zeitüberschreitung LPT2 Time-out-Wert in Sekunden (z.B. 20s)
40:7A Wort z.B. 14H Zeitüberschreitung LPT3 Time-out-Wert in Sekunden (z.B. 20s)
40:7B Wort z.B. 14H Zeitüberschreitung LPT4 Time-out-Wert in Sekunden (z.B. 20s)
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 8 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Centronics-Schnittstelle6
Pin-Nummer-- -- -- 17 15 16 14 1
Direction (0: Datenbits als Ausgang nutzbar)
Steuerregister (Basisadresse + 2)bidirektional
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
keineBedeutung(meist 1)
Strobe (1: Daten sind gültig)Auto Feed (1: Line Feed ausführen)
Reset (0: Init)Select In (1: Online schalten)
Interrupt-Anforderung (1: Interrupterzeugung freigegeben)Der Pegel auf der Leitung ist gegenüberdem Registerinhalt invertiert
Register-Datenbits
Datenregister (Basisadresse + 0)bidirektional
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1
Register-DatenbitsDatenleitung
9 8 7 6 5 4 3 2 Pin-Nummer
11 10 12 13 15 -- -- -- Pin-Nummer
Statusregister (Basisadresse + 1)nur lesen
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0keine Bedeutung (meist 1)
Error (0: Störung)Select (1: Online; 0: Offline)
Paper Out (1: kein Papier)Acknowledge (0: Daten übernommen)
Busy (0: nicht empfangsbereit)
Register-Datenbits
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 9 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Centronics-Schnittstelle7
Belegung des Status- und Steuerregisters
Quelle: Messmer, PC-Hardware
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 10 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Standard IEEE-1284
BetriebsartenCompatibleStandardisierte Centronics Schnittstelle, max. 150 kByte/s, wird teilweise auch SPP (StandardPrinter Port) genannt, wie beispielsweise im BIOS-Setup.
NibbleDefiniert die Mindestanforderungen an ein IEEE-1284 kompatibles Gerät. Lediglich vier Leitungensind als Rückkanal definiert. Max. 50 kByte/s
ByteWurde bereits bei der Micro-Channel-Architektur (PS/2) standardmäßig verwendet. Die Datenwerden im Gegensatz zum Nibble Mode byteweise über das Datenregister (Basisadresse)ausgetauscht. Bidirektional.
EPP (Enhanced Parallel Port)Wurde von den Firmen Intel, Xircom und Zenith entwickelt und ist die gebräuchlichste IEEE-1284Implementierung. Es können bidirektional sowohl Daten als auch Adressen (max. 256) übertragenwerden. Die Übertragungsbreite beträgt maximal 2 Mbyte/s bei einer typischen Kabellänge von 5m.
ECP (Extended Capability Mode Port)Wurde durch eine Microsoft- und Hewlett-Packard Initiative in IEEE-1284 implementiert. Der ECPunterstützt eine einfache Datenkomprimierung nach RLE (Run Length Encodes). Besitzt einen16kByte großen FIFO mit DMA- und Interrupt-Fähigkeit. Die maximale Datenübertragungsrate liegtbei 2MByte/s. Bidirektional sowohl für Daten als auch für Kommandos.
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 11 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Enhanced Parallel Port (EPP)
Enhanced Parallel Port Data Write Cycle Enhanced Parallel Port Address Write Cycle
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 12 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Basisboard für den ADNP
Advanced DIL/NetPC (ADNP)
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 13 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Parallel-I/O (ADNP)
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 14 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Studiengang Technische Informatik (TI)Prof. Dr.-Ing. Alfred Rożek
nur für LehrzweckeVervielfältigung nicht gestattet
Parallel-I/O-Baustein 82C55A
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 15 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55ABlockdiagramm
Siehe hierzu auchdas Datenblatt zum 82C55A auf meiner Homepage
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 16 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55APinouts
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 17 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AGrundoperationen
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 18 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AMode-Definitionen
Mode-Format Definition
Bit Set/Reset Format
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 19 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AMode 0 Port Definition
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 20 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AMode 0: Basic Input und Basic Output
Mode 0 (Basic Input)
Mode 0 (Basic Output)
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 21 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AMode 0: Konfigurationen1
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 22 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AMode 0: Konfigurationen2
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 23 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AMode 0: Konfigurationen3
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 24 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AMode 0: Konfigurationen4
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 25 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AMode 1: Operating Modes1
Input
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 26 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AMode 1: Operating Modes2
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 27 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AMode 1: Operating Modes3
Output
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 28 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AMode 1: Operating Modes4
Strobed Output
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 29 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AMode 1: Operating Modes5
Kombinationen
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 30 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AMode 2: Operating Modes1
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 31 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AMode 2: Operating Modes2 Bidirektional
Timing Diagramm Mode 2
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 32 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AMode 2: Operating Modes3
Kombinationen
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 33 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AÜbersichtstabelle der Betriebsartendefinition
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 34 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AZusammenfassung: Mode 1 und Mode 2
Status Wort Format Mode 2
Interrupt Enable Flags in Mode 1 und Mode 2
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 35 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Beispiel: Interface für die Druckerschnittstelle
Schaltplan derInterfaceschaltung
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 36 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AApplikationsbeispiele1
Printer Interface
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 37 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AApplikationsbeispiele2
Key
bo
ard
un
d D
isp
lay
Inte
rfac
e
Key
bo
ard
un
d T
erm
inal
Ad
ress
Inte
rfac
e
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 38 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AApplikationsbeispiele3
Bas
ic C
RT
Co
ntr
olle
r In
terf
ace
Dig
ital
to
An
alo
g;
An
alo
g t
o D
igit
al
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 39 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AApplikationsbeispiele4
Bas
ic F
lop
py
Dis
k In
terf
ace
Mas
chin
en-S
teu
eru
ng
sin
terf
ace
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 40 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
82C55AApplikationsbeispiele5
Parallel-I/O-Erweiterung für den DIL/NetPC
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 41 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Anwendungsbeispiel 8255 Betriebsart 0
8-Bit A/D-Wandler(Sukzessive Approximation)
Timing Diagramm
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 42 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
Isolierte Ein-/Ausgabe (isolated I/O)
Ger
ade
Ad
ress
enU
ng
erad
e A
dre
ssen
In der angegebenen Systemkonfiguration könnenWord- und Bytetransfers unter geraderund Bytetransfers unter ungerader Adressedurchgeführt werden.
Beispiele:1) Word-Transfer mit gerader Adresse:M/IO=L, A0=L, A6=H, /BHE=LIN AX,40H oder: IN AX,DX mit [DX]=0040H
2) Byte-Transfer mit gerader Adresse:M/IO=L, A0=L, A6=H, /BHE=HOUT 40H,AL oder: OUT DX,AL mit [DX]=0040H
3) Byte-Transfer mit ungerader Adresse:M/IO=L, A0=H, A6=H, /BHE=LIN AL,41H oder: IN AL,DX mit [DX]=0041H
zu 1) A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
0 1 0 0 0 0 0 0
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 43 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
SN74LS138DECODERS/DEMULTIPLEXERS
Function TableFunctional Block- Diagrams and LogicQuelle: Texas Instruments
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 44 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
SN74LS138DECODERS/DEMULTIPLEXERS
Schematics derInputs undOutputs
Symbole (alternative Darstellungen)
Quelle: Texas Instruments
EMC45: Teil3 2.11.2003 Folie: 45 © Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
TFH-Berlin
.
SN74LS373, SN74LS374, SN74S373, SN74S374OCTAL D-TYPE TRANSPARENT LATCHES AND EDGE-TRIGGERED FLIP-FLOPS
Function Tables Logic Diagrams (positive logic)Quelle: Texas Instruments