Mikroprosessor-grensesnittteknikk

 

Grensesnittgrunnlag

En rekke mellomledd elektroniske kretser er nødvendig for å koble en mikroprosessor til en annen komponent. Vanlige mikroprosessorgrensesnittkomponenter inkluderer en perifer grensesnittkontroll (PIC), en avbryterstyring og drivere, også kjent som buffere.

8255 Peripheral Interface Controller

8255 Peripheral Interface Controller er det grunnleggende grensesnittet som brukes med 8086 mikroprosessor. Common 8255-grensesnitt design er stepper motorer og digitale til analoge omformer grensesnitt.

Den 8255 eksterne grensesnittkontrollen tar signaler fra 8086 mikroprosessorer og omdirigerer disse signalene til sine egne interne porter. Portene er direkte koblet til periferene som skal styres.

Det finnes en rekke kontrolllinjer som kobles direkte mellom 8086 og 8255. Disse kontrolllinjene brukes til å aktivere 8255-portene til en lese- eller skriveoperasjon. 8086 adresserer 8255 gjennom 8086-adresselinjene og mater den 8-bits data gjennom 8086 databussen.

Mikroprosessorstyrt Waveform Generator

En mikroprosessorstyrt bølgeformgenerator, funnet i musikkinstrumenter, kan bygges med 8255 og en digital til analog omformer (DAC). DAC mottar parallelle bølgeformdata fra mikroprosessoren gjennom 8255-porten.

For å generere bølgeformer må et samlingssprogprogram skrives. Når mikroprosessoren kjører dette programmet, vil det send digital data gjennom 8255 til DAC. DAC vil da konvertere de digitale dataene til en analog bølgeform. Dataene vil bestemme bølgeformens form.

Frekvensen av den analoge bølgeformen fra DAC kan også styres. For å gjøre dette, må mikrofonen roprocessorens klokke kan brukes. Klokkefrekvensen kan endres med en programmerbar frekvensdelerchip. Utgangen på denne brikken sendes deretter til DACs klokkeinngangspinne.

Programmerbar avbryterkontroller

En programmerbar avbryterstyring er en annen mikroprosessorgrensesnittkomponent. For 8086 mikroprosessoren brukes 8259 avbryterkontrollen ofte. Denne avbryterkontrollen aksepterer tjenesteforespørsler fra sensorer, motorer eller andre typer elektroniske enheter. Deretter styrer de forespørslene til avbruddshullene til 8086-prosessoren. Som svar vil mikroprosessoren hente og utføre en interrupt-servicerutine som den lagres i hoved minne.

Eksterne avbrudd kommer fra kretser som temperatur- og lyssensorer. Eksempelvis kan en lyssensor sende et signal for å indikere at lysnivået det mottar er under et visst nivå. Dette signalet ville bli matet til inngangsporten til en avbryterstyring, som deretter sender signalet til mikroprosessoren.

Som en reaktion stopper mikroprosessoren uansett hvilken behandling og utførelse det utfører s en prosessrutine for å møte behovene til enheten. For lyssensoren kan det sende ut en instruksjon via den perifere grensesnittkontrollen som for eksempel vil lede en kamerautløser for å åpne.

Drivergrensesnitt

Drivere eller buffere brukes også i mikroprosessorgrensesnittdesign. Imidlertid er de vanligvis bare nødvendige når lastingen på mikroprosessorens data, adresse eller kontroll linjer er for høy. Og det er vanligvis fordi mikroprosessoradressen, dataene eller kontrolllinjene er koblet parallelt med et stort antall eksterne elektroniske komponenter. En annen situasjon som krever drivere er når mikroprosessoren er koblet til lange kabler.

Drivere er nødvendig i begge tilfeller, slik at forsinkelsestider, stiger og fall ganger og støynivåene ikke har negativ innvirkning på påliteligheten til mikroprosessorens data og beregninger. En mikroprosessor ville ikke være til stor nytte av seg selv. For å utføre nyttig arbeid, må den være koblet til andre elektroniske komponenter. For å designe en datamaskin må en mikroprosessor være grensesnittet til hovedminne, et grafisk delsystem, diskminne, tastaturet og USB-porter, for å si det mildt.

For utforming av industrielle automatiseringssystemer som alternativ energisystemkontroll, må mikroprosessoren være forbundet med en rekke elektromekaniske enheter og sensorer. For utforming av superdatamaskiner, mikroprosessorer, må mikroprosessoren være koblet til banker med ikke bare 10 eller 20, men tusenvis av andre mikroprosessorer.