Tématický okruh

 

29.      Periferní obvody a zařízení

·        Způsoby připojování periferních zařízení

·        Sběrnice

·        Rozhranní

Sylabus:

 

 

 

Studentská práce:

Periferní obvody pro AT89xxxxx

 

-         displeje – statický, dynamický, maticový

-         klávesnice

-         připojení A/D, D/A převodníků, pulsně šířková modulace

-         sériový přenos dat

-         využití čítačů časovačů

 

Display

-         Nejjednodušší součástkou která lze připojit k procesoru je LED dioda.

-         Je možno připojit pouze k malému procesoru který má výstupní proud 20mA.

-         Pro připojení k velkému je nutno použít spínací tranzistor.

 

-         Další připojitelnou součástkou je display

-         Displeje se dělí na: LED displeje, LCD displeje, mechanické displeje

                                               sedmisegmentové, alfanumerické, maticové, grafické

                                               podle ovládání: statické, dynamické

-         Jednomístný statický sedmisegmentový display

-         Jedná se o sedmisegmentový displej se společnou anodou, který je přes budič připojen k portu procesoru. Svítí segmenty na nichž je logická nula.

-         Označení jednotlivých segmentů

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-         Dvojmístný segmentový display

 

  

-         Je připojen přes dekodér D147, na dekodér se pošle číslo 0-16 a podle toho se zobrazí příslušný znak

 

 

 

 

-         Dynamický display

Dynamický displej využívá nedokonalosti lidského oka, které je schopno zaznamenat změny častěji než 50-krát  za sekundu. Kvůli snížení počtu bitů potřebných k připojení displeje k procesoru, se zapojí displej dle obr. a zobrazování  znaků na jednotlivých sedmisegmentovkách se provádí postupně. Nejdříve na datové vodiče přivedeme číslo pro sedmisegmentovku č1. Potom sepneme tranzistor T1 přivedením log 0 na bit P3.4. Tím se rozsvítí znak na sedmisegmentovce č1. Dále čekáme 2 ms, zhasneme tím, že rozepneme tranzistory T1. Přivedeme na datové vodiče číslo pro sedmisegmentovku č2 a sepneme tranzistor T2. Opět čekáme 2 ms atd. Vše se opakuje pro třetí sedmisegmentovku a potom

-         znovu pro první. Vzhledem k tomu, že se toto provádí velmi rychle a proud jednotlivých segmentů je trojnásobný ( svítí třetinu doby ), blikání displeje není vidět.

-         Výhodou dynamického displeje je malé množství vodičů potřebných k připojení k procesoru. Pro srovnání – statický displej s dekodéry osmimístný potřebuje 8 x 4  - 32 vodičů, kdežto dynamický displej vystačí se sedmi vodiči. Nevýhodou ovšem je složitý program pro obsluhu a potřeba neustálého zapisování dat na displej.

 

-         Tent o displej pracuje na podobném principu jako třímístný dynamický displej. Rozdíl je pouze v počtu míst a v adresování míst. U třímístného displeje je každý tranzistor připojen na jeden bit portu, u osmimístného jsou tranzistory připojeny na výstupy dekodéru 1z8 a k adresování je tedy potřeba relativně méně bitů portu.

 

 

-         Klávesnice

-         Každé tlačítko připojíme k jednomu bitu portu. Toto řešení je jednoduché, program pro čtení této klávesnice bude jednoduchý, ale např. 16-ti tlačítková klávesnice nám zabere celé dva porty. Zapojení bude podobné jako u modulu DIP a také program bude podobný.

 

 

Klávesnici zapojíme do matice, takže každé tlačítko bude spínat sloupcový a řádkový vodič. 16-ti tlačítkovou klávesnici připojíme k jednomu portu. Čtení klávesnice je pak složitější. Nejprve pošleme log 0 na první sloupec a testujeme čtyři řádkové vodiče. Jestliže je stisknuta

-         některá klávesa z prvního sloupce, objeví se na patřičném řádkovém vodiči log 0. Jinak jsou na všech řádkových vodičích log 1. Toto opakujeme pro druhý a třetí sloupec.

 

 

USB (universal serial bus) - sériová sběrnice

• standard sběrnice vyvinutý: Compaq, Intel, IBM, Microsoft

• hlavní cíl - definovat externí rozšiřující sběrnici umožňujících snadné připojování periferních zařízení - tzv. pemctions

• k host controlleru je připojen tzv. root hub (rozbočovač), ke kterému je možné připojit:

    º USB zařízení (může obsahovat i hub)

    º USB hub - zařízení, které slouží jako rozbočovač pro připojení dalších USB zařízení (pyramidová, stromová, fyzická topologie - logická topologie - topologie sběrnice)

    º podpora Plug & Play

    º podpora současných operací na více zařízení

    º připojení až 127 zařízení

    º přenos. rychlosti 1,5 Mb/s a 12 Mb/s

    º možnost připojování za chodu počítače

 

SCSI

Rozhraní SCSI (Small Computer Systems Interface) je standardní paralelní rozhraní pro připojení periferních zařízení. SCSI (čti skazi) zahrnuje navíc sadu příkazů pro výměnu dat a počítačovou sběrnici. Každé SCSI zařízení má integrovaný vlastní řadič a používá samostatný kanál.
První 8-bitová verze SCSI-1 z 80. let využívala rychlost přenosu dat 4MB/s a dovolila připojit ke své sběrnici až 8 různých zařízení (pevné disky, mechaniky, skenery). Následující verze SCSI-2 již umožňovala připojit až šestnáct zařízení, další vývoj pak přinesl zrychlení rozhraní na Ultra SCSI. V roce 2001 byla uvedena verze Ultra320 SCSI s přenosovou rychlostí 320 MB/s, později pak i Ultra640 SCSI s rychlostí dokonce 640 MB/s.

Hlavní výhoda rozhraní SCSI je jeho rychlost a velké množství současně připojených zařízení s vlastními řadiči, které si nepřekáží při práci (multi-tasking) a nezatěžují CPU. Dále možnost připojení nejen interních ale i externích zařízení, podpora hot swap a délka 80ti pinového spojovacího kabelu, který může být až 12 metrů dlouhý.
Nevýhodou je vyšší cena SCSI zařízení. Proto se rozhraní SCSI prosadilo především v profesionální oblasti a nejčastěji se používá u serverů a výkonných pracovních stanic. High-end SCSI disky pracují s 10000 nebo i 15000 otáčkami a jsou nejrychlejšími pevnými disky vůbec.