Що таке зовнішній пристрій
Зовнішніми пристрояминазиваються будь-які пристрої, якими керує або яким передає інформацію мікропроцесор або пристрої, від яких він отримує інформацію. В якості зовнішніх пристроїв може виступати принтер або дисплей клавіатура або модем, але для пристроїв зв'язку як зовнішніх пристроїв частіше виступають мікросхеми приймачів, передавачів (у тому числі побудовані на базі сигнальних процесорів), синтезаторів частоти або постійні пам'яті, що електрично стираються.
Узгодження мікросхем між собою не становить труднощів, тому що практично всі сучасні мікросхеми входу та виходу узгоджені з TTL рівнями. Якщо ж це не так, то для узгодження нестандартних рівнів з рівнями TTL випускаються спеціальні мікросхеми. Дещо інакше справа з індикаторами і різними виконавчими пристроями.
Як найпростіший індикатор розглянемо світлодіодний індикатор. Схема підключення такого індикатора показана малюнку 1. Транзистор служить збільшення струму паралельного порту, з якого мікропроцесор запалює і гасить світлодіодний індикатор. Крім того, транзистор дозволяє узгодити рівні напруги, необхідні для роботи цифрових мікросхем, до яких відносяться мікропроцесорні пристрої і рівні напруги, необхідні для роботи світлодіодного індикатора. Гальванічна розв'язка транзисторного ключа не забезпечує.
Простий світлодіодний індикатор дозволяє відображати двійкову інформацію, таку як увімкнено або вимкнено пристрій, є сигнал або т.д. Для відображення цифрової інформації використовуються семисегментнііндикатори. Підключення семисегментного світлодіодного індикатора не відрізняється від схеми, наведеної на малюнку 1. Практично так само виглядають схеми індикаторів на газорозрядних лампах і лампах розжарювання (для лампи розжарювання не потрібен резистор, що обмежує струм).
Дещо складніше виглядає схема підключення зовнішніх виконавчих пристроїв з індуктивним навантаженням (наприклад реле або електромагніт):
Діод VD1 у цій схемі служить обмеження напруги імпульсів самоіндукції, які можуть вивести з ладу транзистор VT1.
Під час зчитування інформації із зовнішнього пристрою виникають аналогічні проблеми. Джерела дискретної інформації можуть мати різну фізичну природу. Вони можуть бути на значній відстані від контролера, мати різну напругу живлення, але їх дані повинні бути надійно введені в процесор.
Для вирішення зазначених проблем та реалізації гальванічної розв'язки датчиків та мікропроцесорного пристрою, всі датчики з точки зору схеми є контактами, що працюють на замикання. Тому схема підключення датчика та кнопки не різняться. З боку мікропроцесорного пристрою необхідно перетворити замикання/розмикання контактів на логічні рівні, необхідні для правильної роботи мікропроцесорного пристрою. Така схема наведена малюнку 3.
Іноді потрібно вводити інформацію з великої кількості кнопок. У цьому випадку для зменшення кількості ліній введення-виведення використовується клавіатура. Для підключення клавіатури використовується два порти: порт введення та порт виведення. Схема підключення клавіатуринаведено малюнку 4.
Власне, схема підключення не відрізняється від попередньої схеми. Принципова відмінність полягає в тому, що корпус на кнопки подається не безпосередньо, а через виведення порту. У кожний момент часу до корпусу підключено лише один стовпець кнопок. Тимчасові діаграми напруги на виводах порту виводу наведено малюнку 5.
- Микушин А.В. Цікаво про мікроконтролери. СПб, БХВ-Петербург, 2011.
- Мікушин А.В., Сажнєв А.М., Седінін В.І. Цифрові пристрої та мікропроцесори. СПб, БХВ-Петербург, 2015.
- С.А. Майоров, В.В. Кирилов, А.А. Приблуда Введення у мікро ЕОМ. Ленінград, машинобудування, 1988.
- Михайло Гук Апаратні засоби IBM PC. СПб, Пітер, 2006.
Разом зі статтею "Підключення зовнішніх пристроїв до мікропроцесора" читають: