PDF de programación - Tema 8. PUERTOS DE E/S Y SU INTERFAZ - Microprocesadores

Microprocesadores 1121060

Tema 8.

PUERTOS DE E/S Y SU

INTERFAZ.

Tema 8. PUERTOS DE E/S Y SU
INTERFAZ.

1. Conceptos de transmisión serie y

paralelo

2. Decodificación de dirección de

puertos de E/S

3. Interfaz de puertos de E/S con el

Microprocesador

4. Programación de Puertos de E/S
5. Interrupciones por hardware
6. Temporizadores

Decodificación de la memoria

Conceptos básicos en la interfaz de memoria.

La función principal de la interfaz de

memoria es la de permitir al procesador leer
o escribir en un registro dado de la
memoria. Para realizar esta operación, el
microprocesador deberá:

1. Ser capaz de activar el circuito integrado
2. Identificar el registro que se va a acceder
3. Habilitar el buffer apropiado

Decodificación de dispositivos
de E/S

¿Cómo se realiza la lectura de puertos con el 8086?.

De acuerdo al diagrama de tiempos del ciclo de

bus. Para leer los dispositivos de E/S el 8086
realiza los siguientes pasos:

1. Coloca una dirección de 16 bits en el bus de

direcciones

2. Coloca la señal M/IO’ en 0 para indicar que

se trata de una dirección de dispositivos de
E/S.

3. Coloca la señal RD’ en 0 para indicar que se

requiere una operación de lectura.

Decodificación de puertos de E/S

Conceptos básicos en la interfaz de puertos

de E/S.
La función principal de la interfaz de E/S es la de

permitir al procesador leer o escribir en un
registro dado del dispositivo de E/S. Para
realizar esta operación, el microprocesador
deberá.

1.Ser capaz de activar el circuito integrado
2.Identificar el registro
3.Habilitar el buffer apropiado

Decodificación de puertos de E/S
Ser capaz de activar el circuito

integrado
Para conectar un dispositivo de E/S con

el microprocesador, se requiere
decodificar la dirección enviada al
dispositivo de E/S. Esta decodificación
provoca que el dispositivo de E/S
funcione en una sección única del mapa
de E/S, por ejemplo de la dirección
F000H a la F002H. Y en cualquier otra
dirección fuera de este rango no se
activará.

Decodificación de la Memoria

Es importante recordar que el 8086 utiliza las señales
BHE’ (habilitación del bus alto) y Ao (bit de dirección Ao)
para seleccionar uno o ambos bancos de puertos de
acuerdo al tamaño de la instrucción que se está
ejecutando para la transferencia de datos fuera del
procesador y considerando la siguiente tabla.

BHE’ Ao

Función

0 0 Habilitación de ambos bancos 16 bits (D15-D0)
0 1 Habilitación banco alto 8 bits dirección non (D15-D8)
1 0 Habilitación banco bajo 8 bits dirección par (D7-D0)
1 1 No se habilita ningún banco

RESUMEN DE INTERFAZ DE PUERTOS DE
E/S

1. Conectar las líneas del bus de dirección requeridas a

las líneas de direcciones del circuito integrado de
puertos.

2. Decodificar las líneas de direcciones fijas junto con
la señal M/IO’, a través de una compuerta NAND o
con decodificador.

3. La señal BHE’ se utiliza para habilitar el banco alto

de puertos de E/S, en la entrada CS’ junto con la
decodificación del punto anterior.

4. La señal Ao se utiliza para habilitar el banco bajo de

puertos de E/S, en la entrada CS’ junto con la
decodificación del punto dos.

Mapeo de dispositivos de E/S

Mapa de Memoria y de E/S del

8086

a) Mapeo Aislado

Decodificar 16 líneas de
direcciones, M/IO’=0 usar
instrucciones IN y OUT

b) Mapeo de dispositivos de E/S

en Memoria
Decodificar 20 líneas de
direcciones, M/IO’=1 usar
instrucciones MOV para leer y
escribir en los puertos.

Mapeo de dispositivos de E/S

Puerto

de
Entrada

Mapeo de dispositivos de E/S

Puerto de

salida

COMUNICACIÓN Serie/Paralelo

Paralelo

Transmite los datos a través de n líneas de

datos

n depende del tamaño de datos que se

manejen: 8 bits, 16 bits, 32 bits

Más rápido.
En cortas distancias resulta más efectivo
Los datos a transmitir no necesitan pre-

tratamiento

A largas distancias resulta más costoso por la

mayor disposición a generar errores

COMUNICACIÓN Serie/Paralelo

Serie

Transmiten los datos a través de 1 única

línea de datos con independencia del
formato. La transmisión de bits es uno
detrás de otro sobre la misma línea.

Mucho menos costoso
número reducido de líneas
Menor disposición a errores
Los datos necesitan ser

serializados/deserializados

Se requiere un protocolo de transmisión

Sistemas Digitales con Microprocesadores

112135

Tema 8 Tema 8. Comunicación Paralela

y Serial.

Interfaz Paralela

1.1 Puerto Paralelo 8255A

Interfaz Serie.

2.1 Conceptos de transmisión serial
2.2 UART 8250
2.3 USART 8251A

82C55A

●Interfaz E/S de propósito
general que conecta
perifércios con el bus del
microprocesador
● Realiza tareas de
“buffering” y “latching”
● Programable por
software
● Utilizado como interfaz
de teclado, puerto paralelo.

82C55A

82C55A

24 pines E/S que se pueden

programar de forma Independiente.

3 Modos de operación distintos

Modo 0. Las 8 líneas del puerto A,B
y C se programan como entrada o
salida. El puerto C se puede
trabajar como 2 puertos de 4 bits
de entrada o de salida.
Modo 1. Las 8 líneas del puerto A
y/o B se programan como entrada o
salida + 3 bits del puerto C para
protocolo y control de interrupción
Modo 2 Bidireccional.El puerto A
trabaja con 8 líneas bidireccionales
+ 5 bits del puerto C para protocolo
e interrupción.

82C55A

Palabra de

Programación

MOV AL,________
OUT _____,AL

82C55A

82C55A

82C55A

82C55A

82C55A

82C55A

82C55A

82C55A

COMUNICACIÓN Serie/Paralelo

Paralelo

bits

Transmite los datos a través de n líneas de datos
n depende del tamaño de datos que se manejen: 8 bits, 16 bits, 32

Más rápido.
En cortas distancias resulta más efectivo
Los datos a transmitir no necesitan pre-tratamiento
A largas distancias resulta más costoso por la mayor disposición a

generar errores

Serie

Transmiten los datos a través de 1 única línea de datos con

independencia del formato. La transmisión de bits es uno detrás de
otro sobre la misma línea.

Mucho menos costoso
número reducido de líneas
Menor disposición a errores
Los datos necesitan ser serializados/deserializados
Se requiere un protocolo de transmisión

CONCEPTOS BASICOS DE
TRANSMISIÓN SERIAL

Los conceptos básicos concernientes al modo
de E/S serial pueden clasificarse en las
siguientes categorías.
Requerimientos de interface.
Formatos de Entrada/Salida serial.
Chequeo de error en comunicación de

datos.

Estándares en E/S serial

TRANSMISIÓN SÍNCRONA VS.
TRANSMISIÓN ASÍNCRONA

Las comunicaciones seriales ocurren en uno de dos formatos: síncrono y

asíncrono.

Formato síncrono
En el formato síncrono, un receptor y un transmisor se sincroniza con el

mismo reloj, y un bloque de caracteres se transmite después de caracteres
de sincronía (SYNC).

Este formato es generalmente usado para altas velocidades de transmisión

( más de 20 K bits/seg).

Formato asíncrono
El formato asíncrono es orientado a carácter. La transmisión asíncrona

puede ocurrir en cualquier momento, es impredecible en relación al tiempo.
Por lo tanto cada carácter debe contener información de cuando inicia la
transmisión y cuando termina. Esta información se incluye en cada carácter
agregando un bit de inicio y uno o dos bits de paro. Cuando no se transfiere
información, el receptor permanece en estado alto. La transmisión empieza
con un bit de inicio (en estado de cero) seguido por un carácter (de 5,6,7,8
bits) y 1 ó 2 bits de paro en estado alto. Esto se conoce como trama. En
transmisión serial, el estado lógico “1” se conoce también como “Marca”.
El formato asíncrono es generalmente usado en transmisiones a baja
velocidad (menos de 20 Kbits/seg).



Formatos Serie
FORMATO Serie

Síncrono

La comunicación

síncrona exige al menos
dos líneas: reloj, datos

Mejora la tasa de

transferencia porque
reduce la relación de
bits de protocolo/bits
de datos.

Los datos se transmiten

por bloques

Lo que distingue a los
protocolos es los bytes
de control que utilizan

Interfaces asíncronas

Es de crucial

importancia mantener
la sincronización entre
ambos comunicantes

Puede ser necesario la

introducción de
métodos de codificación
que aseguren la
sincronización

Tabla resumen de Formato
síncrono vs. asíncrono

Resumen de Formatos Síncrono y Asíncrono de Comunicación Serial

Formato
Formato de datos
Velocidad

Información de la Trama

Implementación
Dirección de datos

Síncrono
Grupo de caracteres
Alta (20 K bits/segundo) o
mayor)
Caracteres de Sincronía se
envían con cada grupo
Hardware
Simplex, Half y Full duplex

Asíncrono
Un caracter a la vez
20 K bits/segundo o menor

Bits de inicio y paro
presentes con cada caracter
Hardware y Software
Simplex, Half y Full duplex

Modos de Transmisión de Datos

Según el sentido y simultaneidad de la transmisión podemos
encontrarnos con tres tipos diferentes:

Simplex:

Este modo de transmisión permite que la información discurra en un
solo sentido y de forma permanente, con esta formula es difícil la
corrección de errores causados por deficiencias de línea. Como
ejemplos de la vida diaria
tenemos, la televisión y la radio.

Half Duplex:

Full Duplex.

En este modo, la transmisión fluye en un único sentido a la vez, pero
no de una manera permanente, pues el sentido puede cambiar. Como
ejemplo t