Mikrocomputer-Interfacefibel

ISBN-13: 9783528142483 / Niemiecki / Miękka / 1986 / 219 str.

Gerhard Schnell

Opis

Es gibt heutzutage ein breites Angebot von Buchern uber Beschaltung und Programmie rung von 8-Bit-Mikroprozessoren. Ober die Anschaltung der Mikroprozessoren bzw. -computer an Peripheriegerate gibt es leider vergleichsweise sehr viel weniger allgemeine Information. In der .Praxis sieht es aber so aus, daB fertige Einplatinen.Computer in groBer Zahl ange boten werden, wah rend der hard-und softwaremaBige AnschluB an das jeweilige Peripherie. gerat meistens noch zu leisten ist. Dem hier sich zeigenden Mangel an allgemein gultigem Grundlagenschrifttum wollen wir mit dieser Interfacefibel abhelfen. Sie ist aus der bewahrten Zusammenarbeit von einem Mathematiker mit groBer software Erfahrung und einem Ingenieur mit hardware-Hintergrund entstanden und basiert auf langjahriger Labor-und Vorlesungserfahrung. Jedes Programm und jede Schaltung wurde erprobt und auf exemplarische Bedeutung hin optimiert. Die ausfuhrlich kommentierten Interface-Programme sind in der von Prof. Nicoud entwickelten leicht verstandlichen Assemblersprache CALM 0.1] geschrie ben, die nunmehr an 20 Hochschulen und Unternehmen Europas eingefuhrt ist. Obwohl die Programme meist fur den Z80 geschrieben sind, haben wir auf Z80-spezi fische Sonderbefehle der Allgemeingultigkeit wegen weitgehend verzichtet. Das Kapitel 9 uber Standard-Interface-Bausteine verdanken wir auf Vermittlung von Herrn Prof. Dr. Sokolowsky den Herren Ingenieuren Bermel, Knobl und Schmucker. Wir legen diese Fibel der Fachwelt vor in der Hoffnung, daB sie sich als hilfreiches Lern und Arbeitsbuch erweisen mage und wunschen ihr die gleiche gute Aufnahme, wie sie die vorangehende "Mikrocomputerfibel" erfahren hat.

Spis treści

1 Einführung.- 1.1 Arten der Datenübertragung.- 1.2 Verkehrsarten.- 1.3 Was ist ein Interface?.- 2 Die Nahtstelle zwischen Hardware und Software.- 2.1 Modellmikroprozessor.- 2.2 Das Bus-System.- 2.2.1 Lesen vom Bus.- 2.2.2 Schreiben auf den Bus, Pegelphilosophie.- 2.2.3 Leerlauf.- 2.3 Die Übergabeprozedur.- 2.3.1 Peripherie als aktiver Partner.- 2.3.1.1 Rücksetzen (RESET).- 2.3.1.2 Interruptanforderung (INTREQ).- 2.3.2 Prozessor als aktiver Partner.- 2.3.2.1 Input.- 2.3.2.2 Output.- 2.3.2.3 Zeitablauf bei Input und Output.- 2.3.2.4 Peripherieadresse.- 2.4 Adressendekodierung.- 2.4.1 Adressenzuordnung.- 2.4.2 Adressenzuordnung mit READ-Signal.- 3 Passive Datenempfänger.- 3.1 Ausgabe ohne Impulsumsetzung.- 3.1.1 Leuchtdiode.- 3.1.2 Siebensegmentanzeige mit Treiberstufe.- 3.1.3 Ansteuerung des Siebensegmentes.- 3.1.4 Gruppe von Siebensegmentanzeigen.- 3.2 Ausgabe mit Impulsumsetzung.- 3.2.1 Lautsprecher am JK-Flipflop.- 3.2.2 Lampenfeld.- 3.2.3 Gruppe von Siebensegmentanzeigen an D-Flipflops.- 3.3 Bitserielle Ausgabe.- 3.3.1 Normierung des Busses.- 3.3.2 Einfache Ausgabeschaltung ohne Rückmeldung.- 3.3.3 Datenkodierung.- 3.3.4 Datenformate.- 3.3.5 Programm für serielles Senden.- 3.3.5.1 Programmlogik.- 3.3.5.2 Programmiertechnik.- 3.4 Datenkodierung für die Übertragung.- 3.4.1 NRZ-Verfahren.- 3.4.2 RTZ-Verfahren.- 3.4.3 Bipolares Verfahren.- 3.4.4 Manchester-Kodierung.- 3.5 Arten der Geräteverbindung.- 4 Passive Datengeber.- 4.1 Gatter.- 4.2 Kontakte.- 4.3 Einfache, unkodierte Tastatur.- 4.3.1 Hardware-Konzeption.- 4.3.2 Software-Konzeption.- 4.3.3 Programm zum Lesen einer Taste.- 4.3.3.1 Programmlogik.- 4.3.3.2 Programmiertechnik.- 4.3.4 Programm zur Tastenüberwachung.- 5 Aktive Datengeber.- 5.1 Asynchroner, bitserieller Sender.- 5.1.1 Hardware-Interface.- 5.1.2 Programm für seriellen Empfang.- 5.1.2.1 Programmlogik.- 5.1.2.2 Programmiertechnik.- 5.2 Anforderung der Bedienung durch Interrupt.- 5.2.1 Hardware-Interface.- 5.2.2 RESTART-Befehl beim Z80.- 5.2.3 Software-Interface.- 5.2.4 Alarmknopf.- 5.3 Warten auf Bedienung beim Polling.- 5.3.1 Die Bereitschaftsschaltung.- 5.3.2 Die Gruppe der Anbieter.- 5.3.2.1 Hardware-Interface.- 5.3.2.2 Software-Interface.- 5.3.2.3 Polling nach Interrupt.- 5.4 Kodierte Tastatur.- 5.4.1 Schaltung.- 5.4.2 Abfrageprogramm.- 5.4.3 Vollintegrierte Tastaturbausteine.- 5.5 Datenspeicherung auf Tonbandcassetten.- 5.5.1 Übersicht über einige Verfahren.- 5.5.2 Schaltungsbeispiel.- 5.5.2.1 Schreibschaltung.- 5.5.2.2 Wiedergabeschaltung.- 5.5.3 Schreib- und Leseprogramme.- 5.5.3.1 Schreibprogramme.- 5.5.3.2 Leseprogramme.- 6 Digital/Analog- und Analog/Digitalwandler.- 6.1 Digital/Analogwandler.- 6.1.1 Das R/2R-Netzwerk.- 6.1.2 Zweiquadrantenwandler.- 6.1.3 Ausführungsbeispiel.- 6.1.3.1 Schaltung.- 6.1.3.2 Ansteuerprogramm.- 6.1.3.3 Zeitberechnung.- 6.2 Analog/Digitalwandler.- 6.2.1 Zweirampenverfahren (dual slope).- 6.2.2 Wägeverfahren (sukzessive Approximation).- 6.2.3 Nachlaufverfahren (tracking converter).- 6.2.4 Vergleicherverfahren.- 6.2.5 Beispiel: A/D-Wandler für 12 Bit.- 6.2.5.1 Schaltung.- 6.2.5.2 Abfrageprogramm.- 7 Geräte mit Quittungsverkehr.- 7.1 Druckeransteuerung nach Centronics.- 7.1.1 Die drei handshake-Signale.- 7.1.2 Zeitlicher Ablauf.- 7.2 Das Zweidrahthandshakeverfahren.- 7.2.1 Hardware-Interface.- 7.2.2 Software-Interface.- 7.3 Druckprogramm.- 7.4 Verkehr zwischen zwei Mikrocomputern.- 7.4.1 Hardware-Interface.- 7.4.2 Software-Interface.- 8 Externe Bussysteme.- 8.1 Der IEC-Bus.- 8.1.1 Übersicht über das System.- 8.1.2 Die Organisation des Busses.- 8.1.3 Das Dreidrahthandshakeverfahren.- 8.1.3.1 Die Signale.- 8.1.3.2 Datenübergabeprotokoll.- 8.1.4 Einfaches hardware-Interface µC/IEC-Bus.- 8.1.5 Software-Interface µC/IEC-Bus.- 8.1.5.1 Basisprogramme für das handshake.- 8.1.5.2 IEC-Stack.- 8.1.5.3 Der µC als Listener.- 8.1.5.4 Der µC als Talker.- 8.1.5.5 Der µC als Controller.- 8.1.6 Anwendungsbeispiel.- 8.1.7 Hoch integrierte Interfacebausteine.- 8.1.8 Hardware-Interface IEC-Bus/Meßgerät.- 8.2 Der VME-Bus.- 8.2.1 Allgemeines.- 8.2.2 Die Busphilosophie.- 8.2.3 Datenübertragung mit handshake.- 8.2.4 Buszuteilung (arbitration).- 8.2.5 Interruptverarbeitung.- 8.3 Der IEEE P896-Bus.- 8.3.1 Allgemeines.- 8.3.2 Die Busphilosophie.- 8.3.3 Datenübertragung mit handshake.- 8.3.4 Buszuteilung (arbitration).- 8.3.5 Buspegel und Busabschluß.- 8.4 Der Multibus.- 8.4.1 Allgemeines.- 8.4.2 Die Busphilosophie.- 8.4.3 Datenübertragung mit handshake.- 8.4.4 Buszuteilung (arbitration).- 8.5 Der Ethernet-Bus.- 8.5.1 Allgemeines zum LAN.- 8.5.2 Die Bus-Philosophie.- 8.5.3 Das hardware-Interface.- 8.5.4 Fehlererkennung durch Divisionsrest (CRC).- 8.5.4.1 Polynomdarstellung.- 8.5.4.2 Das Prinzip der Fehlererkennung.- 8.5.4.3 Die Bildung des Kodevektors.- 8.5.4.4 Schaltung zur Erzeugung des Kodevektors.- 8.6 Der Token-Ring.- 8.6.1 Allgemeines.- 8.6.2 Die Ring-Philosophie.- 8.6.3 Das hardware-Interface.- 9 Interface-Bausteine für Parallel-und Seriellbetrieb.- 9.1 Parallele Ein- und Ausgabe.- 9.1.1 PIA-Baustein 6821.- 9.1.1.1 Die Register.- 9.1.1.2 Programmierung.- 9.1.1.3 Anwendungsbeispiel.- 9.1.2 Schnittstellenbaustein 8255.- 9.1.2.1 Das Steuerregister.- 9.1.2.2 Der Port C.- 9.1.2.3 Initialisierungsbeispiele.- 9.2 Serielle Ein- und Ausgabe.- 9.2.1 ACIA-Baustein 6850.- 9.2.1.1 Die Register.- 9.2.1.2 Programmierung.- 9.2.2 USART-Baustein 8251.- 9.2.2.1 Die Register.- 9.2.2.2 Betriebsartenwort und Kommandowort.- 9.2.2.3 Statuswort.- 9.2.2.4 Programmierung.- 9.2.2.5 Funktionsablauf.- 9.2.3 Prozessorunabhängige Peripheriebausteine.- 10 Floppy-Disk-Speicheram Computer.- 10.1 Die Disketten.- 10.1.1 Eigenschaften.- 10.1.2 Formatierung.- 10.1.3 Aufzeichnungskodes.- 10.2 Das Laufwerk.- 10.3 Der Floppy-Disk-Controller.- 10.3.1 Blockschaltung.- 10.3.2 Die Befehle.- 10.3.3 Schaltung.- 10.3.4 Zeitabläufe.- 10.4 Die Programmierung des Schreib-und Lesevorganges.- 10.4.1 Basisprogramme SCHREIBEN, LESEN und POSITIONIEREN.- 10.4.2 Schreiben und Lesen der Diskette.- 11 Der Mikrocomputer im Verbund mit dem Großrechner.- 11.1 Einleitung.- 11.2 Der Großrechner (Host).- 11.3 Übergabeprotokoll.- 11.4 Das Hardware-Interface.- 11.4.1 Der Parallel/Seriell-Wandler.- 11.4.2 Der Taktgenerator.- 11.4.3 Die Leitungstreiber.- 11.5 Das Software-Interface.- 11.5.1 Grundlagen des Programms.- 11.5.2 Das Unterprogramm UPTERMINAL.- 11.5.3 Die Programmliste.- 12 Das Video-Interface.- 12.1 Der Monitor.- 12.1.1 Vom Fernseher zum Datensichtgerät.- 12.1.2 Der Schirm und die Zeichen.- 12.1.3 Das Videosignal (BAS-Signal).- 12.1.4 Die Speicherung der Zeichen.- 12.2 Die Schaltung des Video-Interface.- 12.2.1 Der Controller-Baustein.- 12.2.2 Die Schaltung.- 12.3 Die Ansteuerung des Video-Interface.- 12.3.1 Initialisierung.- 12.3.2 Testprogramm.- Sachwortverzeichnis.

O autorze

Dr.-Ing. Gerhard Schnell ist Professor für elektrische Messtechnik und Mikrocomputertechnik an der Fachhochschule Frankfurt.