P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
Dział "Projekty Czytelników" zawiera opisy projektów nadesłanych do redakcji EP przez Czytelników. Redakcja nie bierze
odpowiedzialności za prawidłowe działanie opisywanych układów, gdyż nie testujemy ich laboratoryjnie, chociaż
sprawdzamy poprawność konstrukcji.
Prosimy o nadsyłanie własnych projektów z modelami (do zwrotu). Do artykułu należy dołączyć podpisane oświadczenie,
że artykuł jest własnym opracowaniem autora i nie był dotychczas nigdzie publikowany. Honorarium za publikację
w tym dziale wynosi 200,- zł (brutto) za 1 stronę w EP. Przysyłanych tekstów nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie
prawo do dokonywania skrótów.
Programowalna karta I/O do komputera PC
W karcie opisanej Wykorzystywanie kom-
Projekt
putera PC do sterowania
w artykule zastosowano
urzÄ…dzeniami cieszy siÍ co-
jedno z najprostszych
raz wiÍkszÄ… popularnoÅ›ciÄ…
rozwiÄ…zaÒ uniwersalnego
045
wÅ›rÛd konstruktorÛw ama-
portu wejścia-wyjścia do
torÛw i profesjonalistÛw.
komputera PC.
Jednak wciÄ…Å‚ gÅ‚Ûwnym
Uproszczenie konstrukcji
sposobem komunikacjiz PC
karty moÅ‚liwe byÅ‚o dziÍki
sÄ… te same standartowe por-
pomysłowemu
ty: szeregowy RS232 oraz
wykorzystaniu pamiÍci
rÛwnolegÅ‚y LPT drukarki.
EPROM, ktÛrÄ… - jak siÍ
Dzisiaj, kiedy podstawo-
okazuje - mołna
wym wyposałeniem staje
potraktowaĘ jak prosty
siÍ drukarka i modem, zÅ‚Ä…-
układ programowalny. cza te przestają byĘ uni-
wersalne i majÄ… swoje prze-
znaczenie.
Aby zaradziĘ takiej sy-
tuacji moÅ‚na postaraĘ siÍ
o własne uniwersalne złą-
cze, ktÛre bÍdzie korzystaĘ ta düwiÍkowa), rzadziej dwa cowaĘ jako wejÅ›cie lub wy-
z jednego z wolnych slo- (modem wewnÍtrzny lub jÅ›cie w jednym z trzech try-
tÛw ISA. Opisana niÅ‚ej kar- karta sieciowa). bÛw 0, 1 i 2.
ta tworzy w naszym PC-cie WykorzystujÄ…c komputer Rejestr CONTROL (rys.
taki wÅ‚aÅ›nie sprzÍg wypo- PC do komunikacji z urzÄ…- 1) sÅ‚uÅ‚y do ustawienia (za-
sałony w trzy ośmiobitowe dzeniami elektronicznymi, programowania) odpowied-
programowalne porty wej- warto posiadaĘ wÅ‚asnÄ… kartÍ niej konfiguracji pracy.
Å›cia-wyjÅ›cia, ktÛre mogÄ… wejÅ›cia - wyjÅ›cia, umiesz- UkÅ‚ad 8255 potrafi zgÅ‚osiĘ
byĘ dowolnie wykorzysty- czoną właśnie w jednym przerwanie do urządzenia,
wane. z wolnych gniazd magistrali ktÛre do niego podÅ‚Ä…czymy,
W dawnych kompute- ISA. Poniłej opisano właś- jednak mołliwośĘ ta nie zo-
rach PC (286, 386) gniazda nie takÄ… kartÍ, ktÛrej wyko- staÅ‚a wykorzystana w przed-
ISA byÅ‚y bardzo cenne nanie nie powinno nastrÍ- stawionej aplikacji.
i w dobrze rozbudowanej czyĘ trudności, nawet po- Układ 8255 jest przezna-
konfiguracji komputera, naj- czÄ…tkujÄ…cym elektronikom czony do wspÛÅ‚pracy z 8-
czÍÅ›ciej zajÍte (karty gra- amatorom. Konstrukcja karty bitowÄ… magistralÄ… danych
ficzne, sterowniki twardego jest bardzo prosta, urzÄ…dze- w komputerach i systemach
dysku, karty wejÅ›cia - wyj- nie skÅ‚ada siÍ z czterech ele- mikroprocesorowych
Å›cia, karty düwiÍkowe, ada- mentÛw: dwu ukÅ‚adÛw sca- i w zwiÄ…zku z tym jego po-
ptery CD-ROM itp.). Obec- lonych, złącza DB oraz jed- łączenie ze złączem ISA od-
nie pÅ‚yty gÅ‚Ûwne nowo- nego rezystora. Nie oznacza bywa siÍ bez poÅ›rednictwa
czesnych komputerÛw zo- to jednak ograniczonych jakichkolwiek buforÛw czy
staÅ‚y zintegrowane z wiÍk- moÅ‚liwoÅ›ci wykorzystania innych elementÛw poÅ›red-
szoÅ›ciÄ… tych podzespoÅ‚Ûw. jej w laboratorium kaÅ‚dego niczÄ…cych. Linie D0..D7 po-
Dzisiejsza płyta zawiera elektronika. łączone są bezpośrednio
standardowo dwa porty z odpowiednimi liniami
szeregowe COM, jeden rÛw- Opis ukÅ‚adu magistrali danych kompute-
nolegÅ‚y LPT, podwÛjny ste- Sercem karty jest bardzo ra. To samo dotyczy sygna-
rownik twardego dysku popularny do dzisiaj ukÅ‚ad Å‚Ûw !RD i !WR (odczyt i za-
i podwÛjny sterownik dys- peryferyjny firmy INTEL pis) oraz najmÅ‚odszych li-
kietek. Karta graficzna ko- 8255. Opracowany w czasach nii adresowych A0 i A1,
rzysta z szybkiej magistrali mikroprocesorÛw 8-bitowych ktÛre sterujÄ… wewnÍtrznym
PCI, natomiast CD-ROM (8080, 8085, Z80 itp.), do dekoderem układu 8255.
podÅ‚Ä…czamy jako kolejny dziÅ› jest chÍtnie stosowany PozostaÅ‚e linie adresowe
twardy dysk do jego ste- przez projektantÛw syste- A2..A9 oraz sygnaÅ‚ AEN
rownika. Tak wiÍc, zÅ‚Ä…cza mÛw cyfrowych. W swojej (dostÍp do urzÄ…dzeÒ wej-
ISA przestały byĘ juł tak strukturze zawiera trzy pro- ścia/wyjścia) sterują deko-
cenne jak dawniej gramowalne, 8-bitowe porty derem adresowym karty (U2
i z trzech, czterech istnie- oznaczone: PA, PB i PC oraz - EPROM 2716), ktÛry po-
jÄ…cych na pÅ‚ycie najczÍÅ›ciej rejestr sterujÄ…cy CONTROL. przez jednÄ… z linii danych
zajÍte jest tylko jedno (kar- KaÅ‚dy z portÛw moÅ‚e pra- uaktywnia wspomniany
Rys. 1.
Elektronika Praktyczna 5/98
85
P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
rema kolejnymi adresami,
WYKAZ ELEMENTÓW
my natomiast ustalamy tyl-
Rezystory
ko pierwszy adres, pozosta-
Å‚e trzy adresy dekoduje au- R1: 1k&!
tomatycznie sam układ Półprzewodniki
8255. DziÍki poÅ‚Ä…czeniu
U1: 82C55 lub 8255
wejśĘ adresowych dekode-
U2: 27C16 lub 2716
Rys. 2.
ra (U2) z odpowiadajÄ…cymi
Różne
układ 8255 (U1). Poniewał czenia na płytce karty im wejściami magistrali ad-
Z1: Gniazdo kÄ…towe DB25
linie danych pamiÍci EP- oraz znacznie utrudniajÄ…- resowej ISA (rys. 3), adres
do druku
ROM sÄ… w czasie odczytu cy zmianÍ adresu. programowanej komÛrki
wyjściami o otwartym ko- Zakładając, łe dekoder dekodera jest od razu ad- adresem 0300H adresy por-
lektorze, niezbÍdne jest naszej karty ma byĘ aktyw- resem karty w przestrzeni tÛw majÄ… nastÍpujÄ…cÄ… war-
ìpodciÄ…gniÍcieî wykorzys- ny dla czterech wystÍpujÄ…- wejÅ›cia - wyjÅ›cia kompute- tośĘ:
tywanej linii D5 do Vcc za cych po sobie adresÛw, al- ra PC. Port: Adres:
pomocą rezystora 1k&!. gorytm jego działania jest W urządzeniu naleły - PA 0300H
Wszystkie linie portÛw PA, tak prosty, iÅ‚ zastosowanie uÅ‚yĘ czystej (skasowanej) - PB 0301H
PB, PC oraz masa (GND) zo- ukÅ‚adu PLD staje siÍ zwyk- ìkoÅ›ciî 2716. Programowa- - PC 0302H
stały wyprowadzone na 25- łym marnotrawstwem, nato- nie jak juł wspomniano - CONTROL 0303H
stykowe gniazdo kÄ…towe ty- miast uÅ‚ycie ukÅ‚adÛw TTL, sprowadza siÍ do zapisania Rejestr sterujÄ…cy CONT-
pu DB. Rozmieszczenie syg- to nieuzasadniona ìdÅ‚uba- jednej komÛrki pamiÍci. ROL podobnie jak porty,
naÅ‚Ûw przedstawiono na ninaî w czasie montaÅ‚u Pod wybrany adres (zale- jest 8-bitowy, a znaczenie
rys. 2. urzÄ…dzenia. Ten dekoder cam 0300H - pierwszy poszczegÛlnych bitÛw
wymaga jakiejkolwiek pro- adres obszaru przeznaczo- przedstawiono na rys. 1.
Dekoder adresowy gramowalnej matrycy o mi- nego dla kart prototypo- Jak widaĘ, trzy 8-bitowe
Osobnego komentarza nimum 10 wejściach adre- wych) naleły wpisaĘ bajt porty podzielone zostały na
wymaga nietypowo wykona- sowych. To właśnie załołe- o wartości 00H. Pozostałe dwie grupy. Grupa A, to
ny dekoder adresowy (U2). nie speÅ‚nia doskonale komÛrki pamiÍci muszÄ… za- caÅ‚y port PA oraz starsza
Zastosowano tutaj ukÅ‚ad pa- ukÅ‚ad pamiÍci EPROM wieraĘ FFH. Po takim przy- poÅ‚owa portu PC, natomiast
miÍci EPROM 2716 (2kB). 2716. KośĘ posiada 11 gotowaniu dekodera karta do grupy B naleÅ‚y port PB
Dlaczego? OtÛÅ‚ wÅ›rÛd wie- wejśĘ adresowych, co wy- bÍdzie dostÍpna pod adre- oraz mÅ‚odsza poÅ‚owa portu
lu rozwiÄ…zaÒ dekoderÛw starcza w zupeÅ‚noÅ›ci do sami: 0300H, 0301H, PC. Taki podziaÅ‚ uÅ‚atwia
adresu najczÍÅ›ciej spotyka peÅ‚nego dekodowania adre- 0302H, 0303H. sterowanie urzÄ…dzeniami,
siÍ dwa: sÛw karty. Natomiast zapro- WybierajÄ…c inny adres ktÛre oprÛcz 8 bitÛw da-
1.Programowalna struktura gramowanie (i ew. pÛüniej- karty naleÅ‚y pamiÍtaĘ, iÅ‚ nych wymagajÄ… kilku linii
PLD, np. GAL 16V8, ktÛ- sza zmiana adresu karty) musi to byĘ wielokrotnośĘ sterujÄ…cych. Grupa A moÅ‚e
ra jest programowana jest bajecznie proste i spro- 04H (0300H, 0304H, 0308H, pracowaĘ w trzech trybach
w odpowiedni sposÛb. wadza siÍ do przeprogramo- 030CH, itp.) poniewaÅ‚ dwa 0, 1, 2, natomiast grupa B
Jest to rozwiÄ…zanie upra- wania jednej komÛrki czys- najmÅ‚odsze bity adresowe w dwÛch 0, 1. Tryby pracy
szczajÄ…ce budowÍ dekode- tej pamiÍci EPROM. Taki A0 i A1 magistrali PC-ta okreÅ›lajÄ… wzajemnÄ… konfigu-
ra i ukÅ‚ad poÅ‚Ä…czeÒ, ale dekoder nie komplikuje po- sterujÄ… wewnÍtrznym deko- racjÍ portÛw i sÄ… dobrze
nieco droÅ‚sze (patrz uwa- Å‚Ä…czeÒ, jest reprogramowal- derem ukÅ‚adu 8255, ustala- opisane w literaturze. My
ga na koÒcu artykuÅ‚u), ny i tani. Nie wymaga teÅ‚ jÄ…c adres jednego z jego zajmiemy siÍ trybem 0, jako
niÅ‚ zastosowane w mode- specjalistycznych programa- portÛw i nie sÄ… doÅ‚Ä…czone najprostszym i najczÍÅ›ciej
lu. torÛw PLD. do dekodera (U2). wykorzystywanym. W trybie
2.Standardowe układy TTL Programując dekoder tym mamy dwa 8-bitowe
- sposÛb tani, ale znacz- naleÅ‚y wiedzieĘ, iÅ‚ karta Programowanie karty porty PA i PB oraz dwa 4-
nie komplikujÄ…cy poÅ‚Ä…- bÍdzie dostÍpna pod czte- Aby efektywnie korzys- bitowe PC-MSB i PC-MSB
taĘ z karty we (mołna oczywiście trakto-
wÅ‚asnych opraco- waĘ te dwie poÅ‚Ûwki jako
waniach, niezbÍd- jeden port 8-bitowy). KaÅ‚-
na jest odrobina dy z tych portÛw moÅ‚na
wiedzy na temat ustawiĘ jako wejście lub
układu 8255. wyjście. Aby tego dokonaĘ,
Przed rozpoczÍ- naleÅ‚y wpisaĘ odpowiednie
ciem pracy z kartą słowo do rejestru CONT-
naleły ustawiĘ po- ROL. Zakładając, łe oby-
trzebnÄ… konfigura- dwie grupy pracujÄ… w trybie
cjÍ portÛw ukÅ‚adu 0, operowaĘ bÍdziemy czte-
8255, poprzez od- rema bitami słowa CONT-
powiedni wpis do ROL:
rejestru sterujÄ…cego - D7 = 1 - ustawianie kon-
ukÅ‚adem. Rejestr figuracji portÛw;
ten jest z punktu - D6 = 0 - tryb 0 grupy A;
widzenia systemu - D5 = 0 - tryb 0 grupy A;
czwartym portem - D4 = 0 - port PA wyjścio-
i posiada własny wy;
adres. Adresy por- D4 = 1 - port PA wejścio-
tÛw sÄ… kolejne, po- wy;
czynajÄ…c od adre- - D3 = 0 - port PC-MSB
su, pod ktÛrym wyjÅ›ciowy;
umieszczonazosta- D3 = 1 - port PC-MSB
ła karta. Dla karty wejściowy;
instalowanej pod - D2 = 0 - tryb 0 grupy B;
Rys. 3.
Elektronika Praktyczna 2/98
Elektronika Praktyczna 5/98
86
P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
- D1 = 0 - port PB wyjścio- mnianego bajtu do portu
wy; o adresie 0303H. Od tej
D1 = 1 - port PB wejścio- chwili odpowiednie porty
wy; mołna zapisywaĘ lub od-
- D0 = 0 - port PC-LSB czytywaĘ, korzystając z ich
wyjÅ›ciowy; indywidualnych adresÛw.
D0 = 1 - port PC-LSB wej- Zapis do portu ustawio-
ściowy. nego jako wejście jest igno-
Po ustaleniu odpowied- rowany przez układ 8255,
niej konfiguracji naleły natomiast mołliwy jest od-
przeliczyĘ wartośĘ binarną czyt portu ustawionego ja-
sÅ‚owa programujÄ…cego do ko wyjÅ›cie. PamiÍtaĘ rÛw-
postaci HEX lub DEC nieł naleły, ił kałdorazo-
i wpisaĘ do rejestru steru- wa zmiana konfiguracji po-
jącego. Od strony ułytkow- woduje zerowanie wszyst-
nika komputera polegaĘ to kich portÛw.
bÍdzie na wysÅ‚aniu wspo- Dariusz Kozak
Elektronika Praktyczna 5/98
87