Магистраль ISA

Магистраль ISA Задание 1. По выбранной элементной базе и адресам 8-разрядных регистров ввода и вывода и 2-разрядного регистра ввода-вывода представить принципиальную схему подключения портов к системной шине ISA. Магистраль ISA была разработана специально для персональных компьют6еров типа IBM PC AT и является фактическим стандартом для всех изготовителей этих компьютеров. Магистраль ISA относится к демультиплексированным то есть имеющим раздельные шины адреса и данных 16-разрядными

системными магистралями среднего быстродействия. Обмен осуществляется 8- или 16-разрядными данными. Максимальный объем адресуемой памяти составляет 16Мбайт 24 адресные линии. Максимальной адресное пространство для устройств ввода-вывода 64Кбайта 16 адресных линий, хотя практически все выпускаемые платы расширения используют только 10 адресных линий 1Кбайт. Магистраль поддерживает регенерацию динамической памяти, радиальные прерывания и прямой доступ к памяти.

Структурная схема подключения устройств показана на рисунке 1.1. стр.2. Основными сигналами управления в схеме являются IOR, IOW, AEN, IRQ N. IOR - строб чтения данных из устройств ввода-вывода. IOW строб записи данных в устройства ввода-вывода. AEN разрешение адреса используется в ПДП для сообщения всем платам расширения, что производится цикл

ПДП. IRQ N сигналы запроса радиальных прерываний. В магистрали ISA для каждого подключаемого устройства забронированы конкретные адреса, наше устройство не является стандартным, поэтому для его адресации используем резервные адреса 360h регистр ввода, 361h регистр вывода, 362h регистр ввода-вывода. Для адресации конкретного устройства используем дешифратор адреса ДшА. К нему подведены старшие биты адреса SA2-SA9.

И управляющий сигнал AEN. Младшие биты адреса SA0-SA1 включены в дешифратор управляющих сигналов ДшУС. Для дешифрации управляющих сигналов используются сигналы IOR и IOW. На выходе ДшУС образуются сигналы чтение регистра ввода ЧтРВв, запись в регистр вывода ЗпРВыв, чтение регистра ввода-вывода ЧтРВВ и запись в регистр ввода-вывода ЗпРВВ. В таблице 1.1. показан принцип образования сигналов управления.

Таблица 1. ISAЧтРВвЗпРвЧтРВВЗпРВВSA00100SA10011IOR0 101IOW1010 В приемопередатчик ПП поступают восьмиразрядные данные SD0-SD7 и сигнал разрешения чтения IOR. В регистры ввода РгВв и вывода РгВыв восьмиразрядные, управляются сигналами ЧтРВв и ЗпРВыв соответственно. Регистр вводавывода

РВВ двухразрядный, управляется сигналами ЗпРВВ и ЧтРВВ. Кроме того, регистры ввода и вводавывода управляются сигналом запись в регистр ввода из периферийного устройства. Принципиальная схема устройства показана на рисунке 1.2.стр.4. Дешифратор адреса реализован микросхемами К1533ЛН1, К1533ЛА2 и К555ЛЛ1. В дешифраторе используется простая логика, поэтому описывать подробно принцип образования

сигналов не имеет смысла. Дешифратор управляющих сигналов реализован на микросхеме К1533ИД3, которая представляет собой дешифратор - демультиплексор с 4 на 16. Согласно таблице истинности этой микросхемы и таблице 1.1. были определены выводы, с которых снимаем управляющие сигналы. Приемопередатчик реализован на микросхеме К1533АП6, представляющей из себя двунаправленный восьмиразрядный шинный усилитель с тремя состояниями

выхода. Регистры ввода и вывода собраны на микросхемах К1533ИР22, а регистр вводавывода на ИМС К1533ИР34. Задание 2. Клавиатуру, содержащую 16х6 клавиш, подключить к интерфейсу Multibus с помощью соответствующих портов, необходимых для сканирования клавиш контактного типа. Представить подробную структурную схему с указанием всех управляющих сигналов.

Схема подключения устройства показана на рисунке 2.1 стр.6. Устройство работает по прерыванию, т.е. если не нажата ни одна клавиша, то устройство в работу не включается. Несколько узлов структурной схемы уже были использованы и описаны в задании 1. IOWC- запись в порт. Обмен осуществляется в режиме квитирования с формированием исполнителем

ответного сигнала XACK. Управляющими сигналами для дешифратора адреса ДшА служат адреса А2-А9, формирующие сигнал SEL. Младшие биты адреса A0-A1 включены в дешифратор управляющих сигналов ДшУС. Для дешифрации управляющих сигналов используются сигналы IORС и IOWС. На выходе ДшУС образуются сигналы ВклБуф,

ВклР12, ЗпР1, ЗпР2, ВклАП5, которые будут описаны ниже. На приемопередатчик ПП поступают восемь разрядов данных Д0-Д7, управляется он сигналами SEL и IORC. В структурной схеме ФСК формирователь сигнала квитирования. Регистры RG1 и RG2 регистры сканирования. В исходном состоянии регистры сканирования отключены от клавиатуры сигналом

ВклР12. К клавиатуре подключены буферные элементы ИМС К555ЛП10, через которые выходы К0-К15 клавиатуры включены на землю. Микросхема КР1533АП5 отключена от шины данных ВД0-ВД5. Т.к. ни одна клавиша не нажата, то на выходе логического элемента ИМС К1533ЛА2 уровень логического нуля. Если на клавиатуре нажата клавиша, то через диод выход логического

элемента становится подключенным на землю, на выходе элемента устанавливается высокий уровень, т.е. формируется сигнал запроса прерывания INT N. После этого запускается управляющая программа по вектору прерывания. От шины К0-К15 отключаются буферные элементы сигналом ВклБуф, и подключаются регистры сканирования. Программно реализуется режим бегущего нуля на регистрах сканирования и дальше через КР1533АП5 смотрим состояние шины

КР0-КР5. Таким образом вычисляется код нажатой клавиши. Задание 3. Разработать принципиальную схему адаптера принтера, содержащего 8-разрядный регистр данных записи с адресом 378h, 5-разрядный регистр управления записи с адресом 37Ah и 5-разрядный порт состояния чтения с линий Д3-Д7, имеющий адрес 379h. Подключить порты к системной шине расширения ISA. Принципиальная схема показана на рис. 3.1.стр.8.

Дешифратор адреса реализован по тому же принципу, что и в задании 1, но регистры имеют адреса 378h- регистр данных 379h регистр состояния 37Аh- регистр управления. Дешифратор управляющих сигналов выполнен так же, но с учетом таблицы 3.1. Таблица 3.1. Управляющие сигналы сигналы ISA ЗпРД ЗпРУ ЧтРСSA0001SA1010IOR110IOW001 Восьмиразрядный приемопередатчик выполнен на микросхеме

К1533АП6. Регистры данных и управления выполнены на микросхемах К1533ИР22, в качестве регистра состояний используются буферные элементы ИМС К555ЛП10. В исходном состоянии на выходе дешифратора адреса постоянно присутствует уровень логической единицы, вследствие чего ДшУС и ПП не участвуют в работе. Перед началом цикла передачи данных компьютер должен убедиться, что сняты сигналы

BUSY и ACK. Для этого мы должны считать состояние этих сигналов из регистра состояния РС. Это сделаем с помощью команды IN, где укажем адрес РС 379h. ДшУС выдаст сигнал чтения РС ЧтРС, и сигналы состояния принтера по шине ВД0-ВД4 отобразятся на шине данных SD0-SD4 интерфейса ISA. После этого выставляем данные путем выполнения команды

OUT с указанием адреса регистра данных 378h. В результате чего ДшУС сформирует сигнал записи в регистр данных ЗпРД. Затем формируется строб. В команде OUT указываем адрес регистра управления РУ 37Аh, после чего формируется сигнал записи в регистр управления ЗпРУ ДшУСом. После этого строб снимается. При получении строба принтер формирует сигнал

BUSY, а после окончания обработки данных выставляет сигнал ACK, снимает BUSY, снимает ACK, затем может начаться новый цикл. Задание 4. Показать временную диаграмму формирования адресной метки, у которой биты синхронизации равны C7hЮ, а биты данных А1, метод кодирования MFM. Если бит данных равен единице, то стоящий перед ним бит синхронизации не записывается. Если бит данных равен нулю, но предыдущий бит данных равен единице, то

бит синхронизации также не записывается. Рассмотрим последовательность битов, изображенных на рисунке 4.1. начиная со старшего. Перед первым битом данных стоит бит синхронизации, поэтому в сигнале записи будет присутствовать только бит данных. Перед вторым битом данных нет бита синхронизации, но предыдущий бит данных был равен единице, поэтому бит синхронизации тоже не пишется, бит данных равен нулю, таким образом, сигнал записи равен нулю. Третий бит записывается аналогично первому, четвртый аналогично второму.

Пятый бит равен нулю, предыдущий бит данных также равен нулю, поэтому бит синхронизации и бит данных должны записываться в сигнал записи, но они равны нулям, т.е. записывается нуль. Шестой бит равен нулю, предыдущий бит данных тоже равен нулю, т.е. записываются и бит данных и бит синхронизации. Бит синхронизации равен единице, бит данных равен нулю т.е. сигнал записи равен единице. Седьмой бит записывается аналогично шестому, а восьмой первому.

Задание 5. Разработать подробную структурную схему сопряжения ПК с шиной ISA приемник и шиной Multibus передатчик с изображением всех управляющих сигналов. Обмен информацией осуществляется в режиме прерывания. Структурная схема показана на рисунке 5.1. стр.11. В предыдущих заданиях были разработаны схемы подключения и к шине

Isa и к шине Multibus, сигналы управления и принцип их формирования, поэтому описывать это снова нет смысла. Скажем только, что адреса А0-А9 интерфейса Multibus и SA0-SA9 интерфейса ISA для ДшА берем из области резервных адресов 36036F. Для передачи данных из ПК с интерфейсом Multibus используем регистр вывода данных РВывД. Второй ПК с интерфейсом ISA включится в работу по прерываниюIRQ

N в момент передачи данных по сигналу ЗпРВвД. С помощью управляющей программы он считает данные из регистра ввода РВвД по сигналу чтения из регистра ввода данных ЧтВвД, который в свою очередь сбросит сигнал IRQ N и подготовит ПК с шиной ISA для дальнейшего приема данных. Задание 6. Изучить принцип работы печатающего устройства. Написать программу на ассемблере, осуществляющую вывод

на печать с помощью портов адаптера и опросом флага готовности принтера. .model tiny модель памяти, исп. для СОМ .code начало сегмента кода org 100h нач. знач. счетчика - 100Н Начало основной программы start call clear ярко-белые симв. на синем mov cx,len1 mov dh,10 mov dl,27 mov bp,offset mes1 call symv вывод на экран строки симв. call nklav идентиф. нажатой клавиши call clsym стирание из буфера символа call clear ярко-белые симв. на синем mov cx,len2 mov dh,10 mov dl,23

mov bp,offset mes2 call symv вывод на экран строки симв. mov cx,len3 mov dh,12 mov dl,23 mov bp,offset mes3 call symv вывод на экран строки симв. nrv2 call nklav идентиф. нажатой клавиши cmp ah,02h je nrv3 cmp ah,03h je nrv10 call clsym jmp nrv2 nrv10 jmp nrv6 nrv3 call clear ярко-белые симв. на синем call clsym стирание из буфера символа mov cx,len4 mov dh,0 mov dl,10 mov bp,offset mes4 call symv вывод на экран строки симв. mov ah,06h функция задания окна mov al,0 режим создания mov bh,2Fh атрибут символов

- зярко-б mov ch,1 верхняя Y-координата mov cl,0 левая Х-координата mov dh,24 нижняя Y-координата mov dl,79 правая Х-координата int 10h прерывание BIOS mov ah,02 mov bh,0 mov dh,1 mov dl,0 int 10h Запись символов в буферbuf1 mov ah,3Fh mov bx,0 mov cx,100 mov dx,offset buf1 int 21h mov lensym,ax inc lensym call nrv11Состояние ACK,BUSY mov si,0 dlsh dec lensym mov al,offset buf1si mov dx,378h out

dx,alВыставление данных mov dx,1000 call delay mov dx,37Ah mov al,00001001b out dx,alВыставляем строб mov dx,1000 call delay mov dx,37Ah mov al,00001000b out dx,alСнимаем строб cmp lensym,0 jz kon inc si call nrv11 jmp dlsh Передача в принтер символа конца строки kon call nrv11 mov al,10 mov dx,1000 call delay mov dx,378h out dx,al mov dx,1000 call delay mov dx,37Ah mov al,00001000b out dx,al mov dx,1000 call delay mov dx,37Ah mov al,00001001b out dx,al mov dx,10000 call delay mov al,13 mov dx,378h out

dx,al mov dx,10000 call delay mov dx,37Ah mov al,00001000b out dx,al mov dx,10000 call delay mov dx,37Ah mov al,00001001b out dx,al jmp nrv6 nrv6 mov ax,0003h int 10h call clsym ret ПП Экран ярко-белые символы на синем фоне clear mov ah,06h функция задания окна mov al,0 режим создания mov bh,1Fh атрибут символов - cярко-б mov ch,0 верхняя Y-координата mov cl,0 левая Х-координата mov dh,24 нижняя

Y-координата mov dl,79 правая Х-координата int 10h прерывание BIOS ret ПП. Вывод на экран строки символов symv mov ah,13h mov al,0 mov bh,0 mov bl,1Fh push ds pop es int 10h ret ПП. Идентификация нажатой клавиши nklav lahf or ah,010b sahf nrv1 mov ah,11h int 16h jz nrv1 ret ПП. Стирание из буфера символа clsym mov ax,0C00h int 21h ret ПП. Задержка delay mov ah,86h mov cx,0 int 15h ret

ПП. Проверка регистра состояния nrv11 mov cx,1000 nrv112 push cx mov dx,379h in al,dx mov ack,al mov busy,al and ack,40h cmp ack,40h jne nrv111 and busy,80h cmp busy,80h jne nrv111 nrv111 pop cx loop nrv112 ret ДАННЫЕ mes1 db ПРОГРАММА - PRINT len1-mes1 mes2 db 1. Вывод на печать данных из буфера. len2-mes2 mes3 db 2. Выход из программы. len3-mes3 mes4 db Наберите выводимый на печать текст с помощью клавиатуры. len4-mes4

buf1 db 100 dup lensym dw 0 ack db busy db end start Задание 7. Исследовать режим тестирования СОМ. Написать программу на ассемблере. .model tiny модель памяти, исп. для СОМ .code начало сегмента кода org 100h нач. знач. счетчика - 100Н Начало основной программы start call clear ярко-белые симв. на синем mov cx,len1 mov dh,10 mov dl,27 mov bp,offset mes1 call symv вывод на экран строки симв. call nklav идентиф. нажатой клавиши call

clsym стирание из буфера символа call clear ярко-белые симв. на синем mov cx,len2 mov dh,10 mov dl,23 mov bp,offset mes2 call symv вывод на экран строки симв. mov cx,len3 mov dh,12 mov dl,23 mov bp,offset mes3 call symv вывод на экран строки симв. nrv2 call nklav идентиф. нажатой клавиши cmp ah,02h je nrv3 cmp ah,03h je nrv10 call clsym jmp nrv2 nrv10 jmp nrv6 nrv3 call clear ярко-белые симв. на синем call clsym стирание из буфера символа mov cx,len4 mov dh,0 mov dl,10 mov bp,offset mes4 call symv вывод на

экран строки симв. mov ah,06h функция задания окна mov al,0 режим создания mov bh,2Fh атрибут символов - зярко-б mov ch,1 верхняя Y-координата mov cl,0 левая Х-координата mov dh,24 нижняя Y-координата mov dl,79 правая Х-координата int 10h прерывание BIOS mov ah,02 mov bh,0 mov dh,1 mov dl,0 int 10h mov ah,3Fh mov bx,0 mov cx,100 mov dx,offset buf1 int 21h Инициалицация

СОМ1 initcom1proc movax,40h moves,ax movdx,es0 adddx,3 moval,10b outdx,al decdx decdx moval,0 outdx,al decdx moval,0C0h outdx,al ret initcom1endp Инициализация регистра контроля линии initrgproc adddx,3 moval,0b oral,011b oral,0b oral,0b outdx,al incdx moval,10h outdx,al subdx,3 moval,0 outdx,al ret initrgendp Готовность СОМ1 checkproc trymovdx,es0 adddx,5 inal,dx testal,1Eh jzm0 leadx,error mov cx,len5 mov dh,10 mov dl,23 mov bp,offset mes5 call symv вывод на экран строки симв. jmpexit m03testal,01h jnzm4 testal,20h

jztry ret checkendp Работа с портом workproc m4movah,0 int16h pushax pushax movdx,es0 adddx,5 movcx,10 m1inal,dx testal,20h jzm2 loopm1 m2subdx,5 popax outdx,al adddx,5 m3inal,dx testal,1 jzm3 subdx,5 inal,dx movah,0Eh int10h popax cmpal,1Bh jnem4 ret workendp Выход из программы exitmovax,4C00h int21h nrv6 call clsym ret ПП Экран ярко-белые символы на синем фоне clear mov ah,06h функция задания окна mov al,0 режим создания

mov bh,1Fh атрибут символов - cярко-б mov ch,0 верхняя Y-координата mov cl,0 левая Х-координата mov dh,24 нижняя Y-координата mov dl,79 правая Х-координата int 10h прерывание BIOS ret ПП. Вывод на экран строки символов symv mov ah,13h mov al,0 mov bh,0 mov bl,1Fh push ds pop es int 10h ret ПП. Идентификация нажатой клавиши nklav lahf or ah,010b sahf nrv1 mov ah,11h int 16h

jz nrv1 ret ПП. Стирание из буфера символа clsym mov ax,0C00h int 21h ret ПП. Задержка delay mov ah,86h mov cx,0 int 15h ret ДАННЫЕ mes1 db ПРОГРАММА - COM len1-mes1 mes2 db 1. Передача данных в СОМ-порт. len2-mes2 mes3 db 2. Выход из программы. len3-mes3 mes4 db Наберите выводимый в СОМ-порт текст с помощью клавиатуры. len4-mes4 buf1 db 100 dup mes5 dbОшибка порта

СОМ 1,7,0Dh,0Ah,S len5-mes5 end start