Obvody vstupu a výstupu

Obvody vstupu a výstupu

Vytvářejí rozhraní mezi mikropočítačem a okolím. Nejčastěji obsahují několikparalelních bran (portů). Každá brána má svoji adresu v patřičném adresovémprostoru mikropočítače.Brány jsou obvykle osmibitové, někdy však mají méně vývodů (např. pět nebo čtyři).Ve směru výstupu jsou opatřeny záchytnými registry, ve směru vstupu obvyklenikoliv. Výstupní registry jsou nutné, neboť data na datové sběrnici jsou platná jen pokrátký časový interval a během tohoto intervalu musí být řídicím signálem zapsána doregistru brány.Přes bránu je možné přenášet celé slovo, ale většinou lze přenášet i jednotlivé bity, tj.pracovat samostatně s jednotlivými vývody brány. Směr přenosu přes každý vývod jemožné nastavit nezávisle na ostatních (na osmibitové bráně mohou být např. libovolnétři vývody nastaveny jako vstupní a zbývající vývody jako výstupní).Jednotlivé vývody mohou být využity jako univerzální, některé však mají i speciálnífunkci (např. vstup integrovaného čítače, vstup žádosti o přerušení, výstup sériovéhokanálu). Takové alternativní funkce se vývodům bran přiřazují proto, aby nemusel býtzvyšován počet vývodů pouzdra mikropočítače. Snižuje se tím ovšem početvyužitelných univerzálních vstupů či výstupů.Důležitým parametrem bran je dovolená proudová zatížitelnost výstupů (při logickéjedničce na výstupu teče proud ven z vývodu, při logické nule dovnitř). Při překročení dovolené velikosti proudu nebudou dodrženy požadované logické úrovně výstupníchsignálů, případně dojde k výkonovému přetížení bran.

Příklady struktury V/V obvodů (pro jeden bit):

Brána nemá registr změny směru. Má-li být vývod použit jako vstupní, musí být předemzapsána do klopného obvodu logická jednička. Výstupní tranzistor je pak rozepnutý ana vývodu brány můžeme číst vstupní data.Obvod také umožňuje číst stav klopného obvodu. Ten nemusí odpovídat stavu navývodu brány. Dojde k tomu tehdy, pokud je do klopného obvodu zapsána jednička,ale na vývod brány zvnějšku je připojena nula. Pak tedy z klopného obvodu přečtemejedničku, zatímco ze vstupu nulu.Výhodou kvaziobousměrné brány je jednoduché zapojení, nevýhodou horší elektrickévlastnosti. Odpor R musí mít velkou hodnotu, což znemožňuje odebírat z vývodu přilogické jedničce větší proud. Vysoká hodnota odporu také zpomaluje přechod ze stavunula do stavu jedna na výstupu, neboť se více uplatňují parazitní kapacity.

Přepínání směru se děje zapsáním bitu DIR do zvláštního klopného obvodu, jehož stav určuje, zda mohou být výstupní tranzistory spínány (výstup), nebo jsou rozepnuté (vstup).