Input Output

Die Ein- und Ausgabemöglichkeiten eines Mikroprozessorsystems hängen natürlich sehr stark von der angestrebten Anwendung ab, wobei für ein Minimalsystem meist wenige spezielle Ein- und Ausgänge genügen. Das in diesem Buch vorgestellte Minimalsystem hat als Ein- und Ausgänge nur jeweils einen 8-Bit-Parallelport und einen achtfach DIP-Switch, da für andere grundlegende I/O-Möglichkeiten (wie z.B. eine serielle Schnittstelle) der ebenfalls vorhandene Bus verwendet werden kann.

Die Parallelports sind als einfache Register bzw. Treiber ausgeführt, die mit Hilfe eines Decoders (74LS138) selektiert werden. Die folgende Abbildung zeigt den Schaltungsausschnitt für die I/O Steuerung. Die Adressen A₅, A₆ und A werden an den Decoder 74LS138 geführt, der die entsprechenden Signale erzeugt. Der Decoder wird durch die Signale /IORQ und /M1 aktiviert, wenn /IORQ aktiv und /M1 inaktiv sind. Man könnte den Decoder auch nur mit /IORQ alleine ansteuern, was aber bei Interrupt-Acknowledge-Zyklen zur irrtümlichen Ansteuerung der I/O-Bausteine führen kann, da in diesem Zyklus /IORQ zusammen mit /M1 aktiviert wird. In normalen I/O-Zyklen ist /M1 inaktiv, so dass man dieses Signal an den nicht invertierenden Enable-Eingang des Decoders legt, und damit Fehlsteuerungen unterdrückt werden.

Die zwei Eingangsports sind normale Bustreiber (74LS245), die nur in einer Richtung betrieben werden. Einer der Bausteine wird zum Einlesen eines DIP-Switches benützt, der andere kann als Universal-Parallel-Eingang verwendet werden. Beim Auftreten eines Signals aus dem Decoder werden die Daten von den Eingängen auf den Datenbus geschaltet.

Steuerung der I/O-Ports

Als Ausgangsport wird ein 8-Bit-Register (74LS574) verwendet, dessen Eingänge am Datenbus hängen und dessen Ausgänge in die Außenwelt führen. Der /OE-Pin (Output Enable) liegt dauernd auf Masse, so dass die Ausgänge immer aktiv sind. Beim Auftreten eines Impulses auf der Select-Leitung werden die Daten vom Datenbus übernommen.

Da die Signale /RD und /WR nicht zur Erzeugung der Selectsignale verwendet wurden, darf für die Eingangsports kein Befehl zur Ausgabe von Daten gegeben werden. Dies würde sowohl den Datenbus der CPU als auch die Ausgänge der Eingangstreiber aktivieren und einen Kurzschluss verursachen, was jedoch keinerlei Zerstörungen anrichten kann. Gibt man andererseits einen INPUT-Befehl an den Ausgangsport, so nehmen dessen Ausgänge einen undefinierten Zustand ein.