VGA RGB Analógové rozhranie s analógovým prenosom signálov jasu základnej farby umožňuje 2 24 @ 16,7 milióna farieb. Na zníženie presluchov sa tieto signály prenášajú cez krútené páry s vlastnými spätnými vedeniami (Return). Aby sa kábel zhodoval, každý pár signálov v monitore je zaťažený odporom. Čierna farba pixelu na monitore zodpovedá nulovému potenciálu na čiarach všetkých farieb; plný jas každej farby zodpovedá úrovni buď 0,7 V alebo 1 V (voliteľné). Synchronizačné, riadiace a stavové signály sú prenášané úrovňami TTL. Časové diagramy VGA rozhranie Analógové RGB sú znázornené na obr. 2.46.
Ryža. 2.46 Časové diagramy analógového rozhrania RGB:
a – riadkové skenovanie; b – skenovanie kódu; c – všeobecný obraz
Na obr. 2.46 Signály RGB sú zobrazené podmienene: sú zobrazené časové intervaly, v ktorých signály vedú k osvetleniu bodov obrazovky, po zvyšok času sú vstupy RGB násilne blokované špeciálnym napätím; Hodnoty časových intervalov a, b, c, d, e, f, g, h sú určené režimom videosystému. Štandard VESA DMT (Discrete Monitor Timing 1994–1998) špecifikuje samostatný rozsah možností parametrov pre príslušný režim videa. Neskorší štandard VESA GTF (Generalized Timing Formula Standard) špecifikuje vzorce na určenie všetkých parametrov časovania v závislosti od formátu obrazovky v pixeloch, potreby ďalších viditeľných snímok (Overscan Borders), typu skenovania (prekladané alebo prekladané) a snímkovej frekvencie.
Video adaptéry VGA a SVGA používajú malý 15-kolíkový konektor DB15. Konektor privádza výstupné signály Red, Green, Blue, Red Return, Green Return, Blue Return, HSync, VSync, GND a signály IDO ¸ ID3 alebo VESA DDC: SDA, SCL.
Všimnite si, že počítače Macintosh tiež používajú konektor DB15 na pripojenie monitora; časť DB15P je nainštalovaná na monitore a priradenia pinov sú odlišné.
Rozhranie okrem jasových signálov základných farieb a synchronizácie prenáša aj údaje potrebné na automatizáciu koordinácie parametrov a režimov monitora a počítača. Záujmy počítača zastupuje grafický adaptér. Poskytuje identifikáciu monitora potrebnú na podporu PnP a správu napájania monitora.
Pre čo najjednoduchšiu identifikáciu monitora boli do rozhrania najskôr zavedené štyri logické signály IDO-ID3, pomocou ktorých mohol video adaptér určiť typ pripojeného IBM-kompatibilného monitora. Z týchto signálov sa však použil iba signál ID1, ktorý určil, či je pripojený monochromatický monitor. V zásade možno monochromatický monitor rozpoznať pomocou grafického adaptéra podľa absencie zaťaženia na červenej a modrej čiare.
Preto bola paralelná identifikácia monitorov nahradená sériovou: kanál digitálneho rozhrania VESA DDC (Display Data Channel). Tento kanál je postavený na rozhraniach I 2 C (DDC 2B) alebo ACCESS.BUS (DDC 2AB), ktoré vyžadujú len dva TTL signály – SCL a SDA. Identifikačné parametre monitora sa prenášajú cez kanály DDC.
Identifikačné údaje monitora sú uložené v permanentnej pamäti monitora. Štruktúra bloku parametrov EDID (Extended Display Identification Data) je rovnaká pre akúkoľvek implementáciu DDC: hlavička (indikátor začiatku toku EDID); identifikátor produktu (pridelený výrobcom); verzia EDID; základné parametre a možnosti zobrazenia; nastaviť parametre synchronizácie; deskriptory synchronizačných parametrov; príznak rozšírenia; kontrolný súčet.
Aby sa rozšírili možnosti grafického adaptéra, hlavne smerom k spracovaniu videa, mnohé grafické adaptéry majú interné rozhranie na prenos informácií o pixeloch synchrónne s regeneráciou obrazovky. Toto rozhranie sa používa na pripojenie grafického adaptéra s prekryvnými video kartami (video blastery) a dekodérmi MPEG. Konektor grafického adaptéra je pripojený k rovnakému konektoru grafickej karty pomocou plochého plochého kábla.
Adaptéry VGA mali 26-pinový okrajový konektor VGA prídavný video konektor s rozstupom lamiel 0,1". Následne bola štandardizovaná Konektor funkcií VESA(VFC) (tabuľka 8.17), v ktorom je účel signálov takmer rovnaký, ale používa dvojradový kolíkový konektor. Tento konektor grafického adaptéra VGA a SVGA vám umožňuje prijímať prúd dátových bajtov naskenovaných pixelov, keď adaptér pracuje v rozlíšení až 640 x 480 pixelov x 256 farieb. Normálne rozhranie funguje na výstupe a je synchronizované z generátora grafického adaptéra. Avšak nastavením signálu Data Enable na nízku úroveň môže grafická karta prinútiť grafickú kartu, aby akceptovala pixely; signál Sync Enable prepne grafický adaptér na príjem horizontálnych a rámcových synchronizačných signálov; Signál PCLK Enable prepne grafický adaptér tak, aby fungoval z externého hodinového signálu pixelov.
Tabuľka 8.17. VFC konektor
| Signál | Kontaktovať | Kontaktovať | Signál |
| GND | Údaje 0 | ||
| GND | Údaje 1 | ||
| GND | Údaje 2 | ||
| Povolenie údajov | Údaje 3 | ||
| Synchronizovať. povoliť | Údaje 4 | ||
| Povoliť PCLK | Údaje 5 | ||
| (Vcc) | Údaje 6 | ||
| GND | Údaje 7 | ||
| GND | PCLK | ||
| GND | PRÁZDNÝ | ||
| GND | HSYNC | ||
| (Vcc) | VSYNC | ||
| (GND) | GND |
Pre režimy až do 1024 × 768 s hĺbkou farieb High Color a True Color je k dispozícii konektor VAFC - Konektor pokročilých funkcií VESA(Tabuľka 8.18) - dvojradový, s rozstupom 0,05" a vzdialenosťou medzi radmi 0,1". Má rozlíšenie 16/32 bitov a pri maximálnej frekvencii bodov 37,5 MHz poskytuje dátový tok 150 MB/s. 16-bitová verzia VAFC využíva prvých 56 pinov, zatiaľ čo 32-bitová verzia využíva všetkých 80 pinov konektora. Prípustná dĺžka kábla je 7". V tomto rozhraní signalizujú signály GRDY a VRDY pripravenosť (schopnosť generovať pixelové dáta) grafického adaptéra, respektíve videosystému a smer prenosu dát je riadený signálom EVID# .
Tabuľka 8.18. VAFC konektor
| Kontaktovať | Signál | Účel | Kontaktovať | Signál | Účel |
| RSRV0 | Rezervovať | GND | Ground | ||
| RSRV1 | Rezervovať | GND | Ground | ||
| GENCLK | Vstup Genclock | GND | Ground | ||
| OFFSET0 | Posun pixelov 2 | GND | Ground | ||
| OFFSET1 | Posun pixelov 1 | GND | Ground | ||
| FSTAT | Stav vyrovnávacej pamäte FIFO | GND | Ground | ||
| VRDY | Video pripravené | GND | Ground | ||
| GRDY | Grafika pripravená | GND | Ground | ||
| PRÁZDNE # | Zatemnenie | GND | Ground | ||
| VSYNC | Vertikálna synchronizácia | GND | Ground | ||
| HSYNC | Horizontálna synchronizácia | GND | Ground | ||
| EGEN# | Povoliť genclock | GND | Ground | ||
| VCLK | Grafické dátové hodiny | GND | Ground | ||
| RSRV2 | Rezervovať | GND | Ground | ||
| DCLK (PCLK) | Hodiny video dát (Pixel). | GND | Ground | ||
| EVIDEO# | Ovládanie smeru video údajov | GND | Ground | ||
| P0 | Video dáta 0 | P1 | Video dáta 1 | ||
| GND | Ground | P2 | Video dáta 2 | ||
| P3 | Video dáta 3 | GND | Ground | ||
| P4 | Video dáta 4 | P5 | Video dáta 5 | ||
| GND | Ground | P6 | Video dáta 6 | ||
| P7 | Video dáta 7 | GND | Ground | ||
| P8 | Video dáta 8 | P9 | Video dáta 9 | ||
| GND | Ground | P10 | Video dáta 10 | ||
| P11 | Video údaje 11 | GND | Ground | ||
| P12 | Video údaje 12 | P13 | Video údaje 13 | ||
| GND | Ground | P14 | Video údaje 14 | ||
| P15 | Video údaje 15 | GND | Ground | ||
| P16 | Video údaje 16 | P17 | Video údaje 17 | ||
| GND | Ground | P18 | Video údaje 18 | ||
| P19 | Video údaje 19 | GND | Ground | ||
| P20 | Video údaje 20 | P21 | Video údaje 21 | ||
| GND | Ground | P22 | Video údaje 22 | ||
| P23 | Video údaje 23 | GND | Ground | ||
| P24 | Video údaje 24 | P25 | Video údaje 25 | ||
| GND | Ground | P26 | Video údaje 26 | ||
| P27 | Video údaje 27 | GND | Ground | ||
| P28 | Video údaje 28 | P29 | Video údaje 29 | ||
| GND | Ground | P30 | Video dáta 30 | ||
| P31 | Video údaje 31 | GND | Ground |
Okrem týchto štandardov existuje aj špeciálna interná 32-bitová zbernica na výmenu dát medzi multimediálnymi zariadeniami - Mediálny kanál VESA(VM kanál). Táto zbernica (kanál), na rozdiel od vyššie diskutovaných rozhraní bod-bod, je zameraná na prenos dát medzi niekoľkými účastníkmi.
Video rozhrania
V tradičnej technológii farebného televízneho vysielania prenáša obrazový signál priamo informáciu o okamžitej hodnote jasu (obsahuje aj synchronizačné impulzy negatívnej polarity) a farebná informácia sa prenáša v modulovanej forme na ďalších frekvenciách. To zaisťuje kompatibilitu čiernobieleho prijímača, ktorý ignoruje farebné informácie, s farebným vysielacím kanálom. Spôsob kódovania farebných informácií a frekvencia skenovania je však v systémoch PAL, SECAM a NTSC odlišná. Vo videotechnike sa používajú rôzne nízkofrekvenčné rozhrania (rádiofrekvenčná cesta sa tu neuvažuje).
V rozhraní Zložené video cez koaxiálny kábel (75 ohmov) sa prenáša úplný štandardný video signál približne 1,5 V od špičky po špičku. Na pripojenie sa používajú koaxiálne RCA konektory („zvončeky“). Toto rozhranie je typické pre domáce videorekordéry, analógové kamery a televízory. V PC sa toto rozhranie používa ako prídavné výstupné rozhranie grafickú kartu a ako vstupné rozhranie v zariadeniach na zachytávanie videa.
Rozhranie S-Video(Separate Video) používa oddelené signálové linky: Y pre jasový a synchronizačný kanál (jas + synchronizácia, bežný čiernobiely video signál) a C pre farebný signál. Linka C nesie pomocnú nosnú frekvenciu modulovanú signálmi farebného rozdielu (zhlukový signál). Signál Y má rozkmit 1 V, signál C v norme NTSC má rozkmit 0,286 V, v PAL/SECAM - 0,3 V. Obe linky musia byť ukončené 75 Ohmovým terminátorom. Štandardný 4-pinový mini-DIN konektor S-Video (obr. 8.14, A) sa používa ako rozhranie pre vysokokvalitné video systémy, jeho názvy sú synonymom pre S-VHS A Y/C. Toto PC rozhranie je možné použiť aj ako vstup a prídavný výstup; poskytuje viac vysoká kvalita prenos videoobrazov. Niekedy sa používajú aj 7-pinové mini-DIN konektory; ich vonkajšie 4 kolíky majú rovnaký účel a 3 vnútorné kolíky sa používajú na rôzne účely (môže existovať aj kompozitný signál). S-Video výstup je možné jednoducho previesť na signál pre kompozitný vstup (obr. 8.14, b); tento obvod neposkytuje správne impedančné prispôsobenie, ale poskytuje prijateľnú kvalitu obrazu. Inverzná konverzia tohto obvodu je oveľa horšia, pretože jasový signál bude ovplyvnený rušením vo forme chrominančného signálu.
Ryža. 8.14. Rozhranie S-Video: a- konektor, b- prevod na kompozitný signál
Je zabezpečená najvyššia kvalita prenosu profesionálny(štúdio) YUV rozhranie(profesionálne video), pomocou troch signálnych liniek: tu sú signály rozdielu farieb U a V prenášané v nemodulovanej forme.
Rozhrania zvukových zariadení
Zvuková karta má sadu konektorov pre pripojenie externých audio signálov, analógových a digitálnych, ako aj MIDI rozhranie pre komunikáciu s elektronickými hudobnými nástrojmi. Digitálne audio dáta je možné prenášať aj cez univerzálne USB a Fire Wire zbernice (pozri časť 4.2).
Analógové rozhrania umožňujú pripojiť štandardné vybavenie domácnosti, mikrofón a analógový výstup CD-ROM. Väčšina spotrebiteľských kariet používa konektory malých rozmerov pre analógové signály – „mini-jack“ s priemerom 3,5 mm, mono a stereo. Tieto konektory sú univerzálne (používajú sa na domácich zariadeniach), ale majú veľmi nekvalitné kontakty - sú zdrojom hluku (šušťanie a praskanie) a niekedy jednoducho stratia kontakt. Ich 6-milimetrové „príbuzné“ v plnej veľkosti, typické pre profesionálnu techniku, sú veľmi kvalitné, no kvôli ich veľkým rozmerom sa na zvukových kartách nepoužívajú. Niektoré kvalitné karty smerujú line-in a line-out signály do párov RCA konektorov, ktoré poskytujú veľmi dobrý kontakt, najmä v pozlátenej verzii. V bežnej reči sa takéto konektory, často používané na domácich videorekordéroch, nazývajú „zvončeky“ alebo „tulipány“.
Rozloženie obvodov na mini-jackoch je jednotné: ľavý kanál je na stredovom kontakte, obrazovka (zem) je na vonkajšom valci, pravý kanál je na medziľahlom valci. Ak je stereo jack zapojený do mono jacku a naopak, signál pôjde len cez ľavý kanál. Všetky pripojenia v stereo systémoch sa vykonávajú pomocou „priamych“ káblov (kontakty konektora sú spojené „jeden k jednému“). Neexistuje jediný prístup k prepojeniu stredových a nízkofrekvenčných kanálov v 6-reproduktorovom systéme - môže byť potrebné krížený kábel. Nesprávne pripojenie bude viditeľné „škrípaním“ basový reproduktor(subwoofer) a „hučanie“ centrálneho reproduktora.
Pripojenie zariadení k zvukovej karte cez externé konektory väčšinou nerobí problémy - sú jednotné a stačí poznať účel konektorov vyznačených na zadnom paneli.
♦ Line In- lineárny vstup z magnetofónu, tunera, prehrávača, syntetizátora atď. Citlivosť je cca 0,1–0,3 V.
♦ Line Out- výstup lineárneho signálu do externého zosilňovača alebo magnetofónu, úroveň signálu cca 0,1–0,3 V.
♦ Speaker Out- prístup k reproduktorové systémy alebo slúchadlá. Nie je vhodné k nemu pripájať externý výkonový zosilňovač, pretože skreslenie je tu väčšie ako pri lineárnom výstupe.
♦ Mic In- mikrofónny vstup, citlivosť 3-10 mV. Tento vstup je zvyčajne mono, ale niekedy sa používa trojkolíkový konektor (ako v stereu) s dodatočným kolíkom (namiesto pravého kanála) určeným na napájanie elektretového mikrofónu.
Pripojenie interných zariadení k analógovým vstupom môže byť väčší problém. Na tento účel sa používajú štvorkolíkové konektory, ktoré sa líšia tak rozstupom medzi kolíkmi, ako aj účelom. Na pripojenie CD-ROM sa často vedľa seba umiestňujú dva alebo dokonca tri konektory so signálovými kontaktmi zapojenými paralelne, čo však nemusí pomôcť, ak má kábel iné usporiadanie signálov. Dá sa to zachrániť preskupením kontaktov na káblovom konektore, na čo stlačíte fixačný výstupok kontaktu ihlou. Potom je možné kontakt potiahnuť smerom ku káblu a presunúť ho do inej zásuvky. Typ a možnosti umiestnenia signálových kontaktov audio vstupov sú na obr. 8.15. Pre dokreslenie dodáme, že konektor môže mať kľúč na opačnej strane (kvôli chybe montážnika kábla alebo podľa internej normy jeho výrobcu). Úloha pripojenia stále nie je beznádejná, pretože vyžaduje správne umiestnenie iba dvoch signálnych kontaktov a bežné drôtové kontakty sa vyznačujú tým, že sú pripojené k zbernici na doske a k obrazovke na kábli. Poloha ľavého a pravého kanálu zvukového disku CD nie je vo väčšine prípadov taká dôležitá.
Ryža. 8.15. Audio konektory
Digitálne rozhrania
S/PDIF(Sony/Philips Digital Interface Format) - digitálne sériové rozhranie (a dátové formáty) na prenos audio signálov medzi blokmi domácich digitálnych audio zariadení (DAT, CD-ROM atď.). Toto rozhranie je zjednodušenou verziou rozhrania štúdia AES/EBU (Audio Engineers Society/European Broadcast Union). Rozhranie AES/EBU využíva symetrický dvojvodičový tienený kábel s impedanciou 110 Ohm, XLR konektory, úroveň signálu - 3-10 V, dĺžka kábla - do 12 m.
Rozhranie S/PDIF využíva 15 Ohmový koaxiálny kábel, konektory RCA alebo BNC, úroveň signálu je 0,5–1 V, dĺžka kábla je do 2 m V zvukových kartách sú interné konektory S/PDIF jednoduchšie - sú len pár kolíkov (ako prepojky) na doske so zodpovedajúcou protikusom na kábli. Na nových sa používajú rovnaké zjednodušené konektory CD-ROM mechaniky s výstupom S/PDIF. „Štandardný“ obvod vysielača S/PDIF obsahuje oddeľovač pulzný transformátor(1:1), vďaka čomu sú pripojené zariadenia galvanicky oddelené. Existujú aj zjednodušené možnosti bez izolačného transformátora. Pri pripájaní zariadení s neštandardnými rozhraniami môžu vzniknúť problémy v dôsledku nesúladu úrovní signálu. V tomto prípade môže byť signál nestabilný (zvuk bude prerušovaný) alebo vôbec neprijatý. Tieto problémy je možné vyriešiť pomocou improvizovaných prostriedkov - inštaláciou ďalších kondicionérov signálu.
Okrem elektrickej verzie existuje aj optická verzia rozhrania S/PDIF - Toslink, štandard EIAJ CP-1201 - s infračervenými žiaričmi (660 nm). Použitie optiky umožňuje úplnú galvanickú izoláciu zariadení, ktorá je potrebná na zníženie úrovne rušenia. Pre plastové vlákno (POF) nie je dĺžka kábla väčšia ako 1,5 m, pre sklenené vlákno - 3 m Na internete sa ponúka množstvo schém konverzie rozhraní, z ktorých jedna je znázornená na obr. 8.16. Tu prvý menič cez spätná väzba priniesol do lineárny úsek prenosová charakteristika, vďaka ktorej je malá vstupný signál spôsobí jeho prepnutie. Obvod ponúka čip HCT74U04 (6 meničov); Namiesto LED môžete použiť proprietárny transceiver Toslink, ktorý by mal byť pripojený bez predradného odporu (220 Ohmov) priamo na výstup meniča (odpor je umiestnený v transceiveri).
Ryža. 8.16. Obvod prevodníka elektrického na optické rozhranie S/PDIF (Toslink)
Cez rozhranie S/PDIF sa informácie prenášajú v sériovom kóde snímka po snímke so synchronizáciou a riadením spoľahlivosti prenosu (Reed-Solomonove kódy). Rám obsahuje indikátor formátu údajov - PCM alebo non-PCM, čo umožňuje toto rozhranie prenášať zbalené digitálne dáta (napríklad MPEG pre AC-3). K dispozícii je tiež bit ochrany proti kopírovaniu, príznak predbežného zvýraznenia a niektoré ďalšie servisné údaje. V režime PCM môžu mať vzorky každého kanála šírku 16, 20 alebo 24 bitov, frekvenciu určuje vzorkovacia frekvencia digitálny signál. Prijímač S/PDIF sám určuje vzorkovaciu frekvenciu z prijímaného signálu, najčastejšie používané frekvencie sú 32, 44,1 a 48 kHz.
Okrem týchto rozhraní používa štúdiové vybavenie rozhrania ADAT a TDIF, ktoré sú dostupné len na drahých profesionálnych zvukových kartách. Na výmenu údajov s DVD mechaniky Používa sa digitálne sériové rozhranie I2S.
MIDI rozhranie
Digitálne rozhranie hudobných nástrojov MIDI(Musical Instrument Digital Interface) je sériové asynchrónne rozhranie s prenosovou frekvenciou 31,25 Kbps. Toto rozhranie, vyvinuté v roku 1983, sa stalo de facto štandardom pre prepojenie počítačov, syntetizátorov, nahrávacích a prehrávacích zariadení, mixážnych pultov, zariadení so špeciálnymi efektmi a iných elektronických hudobných zariadení. V súčasnosti majú drahé syntetizátory aj lacné hudobné klávesy rozhranie MIDI, ktoré možno použiť ako vstupné zariadenia počítača. Pomocou MIDI rozhrania si zariadenia medzi sebou vymieňajú správy, ktoré sú stručne popísané v knihe. Na jednom rozhraní môže byť organizovaných až 16 logických kanálov, z ktorých každý môže ovládať svoj vlastný nástroj.
IN fyzické rozhranie platí prúdová slučka 5 mA(možno až 10 mA) s galvanickým (optočlenom) oddelením vstupný obvod. Logická nula zodpovedá prítomnosti prúdu, logická jednotka (a zvyšok) zodpovedá absencii prúdu (v „klasickej“ telekomunikačnej prúdovej slučke je to naopak).
Rozhranie definuje tri typy portov: MIDI-In, MIDI-Out A MIDI Thru .
Vstupný port MIDI-In je vstup rozhrania „prúdovej slučky“, galvanicky oddelený od prijímača optočlenom s rýchlosťou nie horšou ako 2 μs. Zariadenie sleduje tok informácií na tomto vstupe a reaguje na príkazy a údaje, ktoré sú mu adresované.
Výstupný port MIDI výstup predstavuje výstup zdroja prúdu galvanicky pripojeného k obvodu zariadenia. Obmedzovacie odpory chránia výstupné obvody pred poškodením v dôsledku skratu k zemi alebo 5 V zdroja Tok informácií z tohto zariadenia je privádzaný na výstup. Ak je zariadenie špeciálne nakonfigurované, tento tok môže obsahovať aj preložený vstupný tok, čo však nie je typické.
MIDI-Thru priechodný port slúži len na prenos vstupného prúdu, jeho elektrické vlastnosti sú podobné výstupnému. Jeho prítomnosť sa nevyžaduje pre všetky zariadenia.
Použité konektory sú 5-pinové konektory DIN, bežné v domácich audio zariadeniach, schéma prepojovacích káblov je na obr. 8.17.
Ryža. 8.17. MIDI prepojovacie káble
Externý MIDI port (so signálmi TTL) je zvyčajne smerovaný na nepoužité kolíky (12 a 15) konektora herného adaptéra (DB-15S). Na pripojenie štandardných MIDI zariadení však potrebujete adaptér, implementujúce rozhranie „prúdovej slučky“ (rozhranie TTL na konektore karty). Adaptér je zvyčajne zabudovaný do špeciálneho kábla, ktorého schéma je znázornená na obr. 8.18. Niektoré modely PC majú vstavané adaptéry a štandardné 5-kolíkové MIDI konektory.
Ryža. 8.18. Možnosť schémy kábla MIDI adaptéra
Softvérový MIDI port je zvyčajne kompatibilný s MPU-401 UART. MPU-401 Roland je prvá PC rozširujúca karta s MIDI rozhraním, ktorá sa stala široko používanou. MPU je skratka pre MIDI Processing Unit – zariadenie na spracovanie MIDI správ. Tento radič okrem asynchrónneho sériového portu (UART) implementuje fyzické rozhranie MIDI mal pokročilý hardvér na použitie PC ako sekvencera. Ovládač MPU-401 podporoval jednoduchý prevádzkový režim - Režim UART, ktorý používal len obojsmerný asynchrónny port; V moderných zvukových kartách je kompatibilita s MPU-401 podporovaná iba v tomto režime.
V I/O priestore zaberá MPU-401 dve susediace adresy MPU (zvyčajne 330h) a MPU+1.
♦ DATA port (adresa MPU+0) - nahrávanie a čítanie bajtov prenášaných a prijímaných cez MIDI rozhranie. V inteligentnom režime sa cez rovnaký port načítavajú aj pomocné dáta z MPU (nesúvisiace s MIDI streamom).
♦ Port STATUS/COMMAND (adresa MPU+1) - čítanie stavových/zápisových príkazov (zápis - len pre inteligentný režim). V stavovom byte sú definované nasledujúce bity:
Bit 7 - DSR (Data Set Ready) - pripravenosť (DSR=0) prijatých dát na čítanie (bit je nastavený na jednotku, keď sa z dátového registra načítajú všetky prijaté bajty);
Bit 6 - DRR (Data Ready Ready) - pripravenosť (DRR=0) UART na zápis do dátového alebo príkazového registra (podmienka pripravenosti na zápis nenastane, ak má prijímač neprečítaný dátový bajt).
Po zapnutí napájania je „skutočná“ karta MPU-401 nainštalovaná v inteligentnom režime, z ktorého sa dá príkazom s kódom 3Fh prepnúť do režimu UART. Softvérový reset MPU-401 (opäť do inteligentného režimu) sa vykoná príkazom RESET (kód FFh), na tento príkaz MPU odpovie potvrdením ACK (FEh). Potvrdzovací bajt je extrahovaný z dátového registra; MPU neprijme ďalší príkaz, kým nepríde. MPU nereaguje na príkaz s kódom 3Fh s potvrdením (niektoré emulátory tiež reagujú na tento príkaz).
Zadávanie údajov možno vykonať softvérovým dotazovaním bitu DSR alebo prerušením. Hardvérové prerušenia z MPU v režime UART sú generované po prijatí bajtu. Obsluha prerušení musí prečítať všetky prijaté bajty a pred opustením skontrolovať, či DSR = 1 (inak sa môžu prijaté bajty stratiť).
Dátový výstup povolené bitom DRR, negenerujú sa prerušenia pripravenosti výstupu.
Kompatibilné s MPU-401, ktorý sa nachádza vo väčšine moderných zvukových kariet s rozhraním MIDI, znamená prítomnosť transceivera, ktorý je softvérovo kompatibilný s MPU-401 v režime UART; Funkcie inteligentného režimu vo všeobecnosti nie sú podporované.
Na niektorých základné dosky Používajú sa ovládače rozhrania LSI, v ktorých možno režim UART použitý pre port COM prepnúť do režimu portu MIDI pomocou konfigurácie cez BIOS SETUP.
Pomocou USB zbernice môžete k počítaču pripojiť veľké množstvo MIDI zariadení. Na to Roland vyrába napríklad 64-kanálovú procesorovú jednotku S-MPU64, ktorá má okrem USB zbernice 4 vstupné a 4 výstupné MIDI porty. softvér umožňuje skombinovať až 4 jednotky na jednej USB zbernici, čo zvyšuje počet kanálov na 256.
Rozhranie dcérskej karty
Množstvo modelov zvukových kariet má vnútorný konektor rozhrania na pripojenie dcérskej karty s MIDI syntetizátorom (Daughterboard Connector). Konektor (tabuľka 8.19) z hlavnej karty vydáva signál portu MIDI (TTL, ako aj konektor joysticku) a signál resetovania hardvéru syntetizátora a stereofónny signál sa prijíma z dcérskej karty. analógový signál, ktorý prejde do hlavného mixéra kariet. Na napájacích koľajniciach je analógové uzemnenie (AG) oddelené od digitálneho uzemnenia (DG). Okrem toho je možné použiť MIDI vstup (aj TTL). Konektor môže byť tiež označený ako WT (Wavetable) Connector, Waveblaster Connector.
Tabuľka 8.19. Priradenie kolíkov konektora dcérskej karty
Pripojenie dcérskej karty je ekvivalentom pripojenia externého syntetizátora k MIDI výstupu zvuková karta. Ak zvuková karta nemá konektor na pripojenie dcérskej karty, potom je možné dcérsku kartu pripojiť k externému joysticku/MIDI konektoru a analógovým vstupom zvukovej karty. Dcérskej karte je samozrejme potrebné dodať napájanie, ako aj signál hardvérového resetu.
Prednáška 6. Rozhrania a grafické adaptéry
Rozhrania displeja.
Zobrazovacie adaptéry.
Parametre videosystému.
Literatúra: 1. Hooke. M. Hardvér IBM PC. Peter, 2005, s. 510-545.
1.1. Všeobecné charakteristiky zobrazovacie rozhrania.
V tradičných technikách farebného televízneho vysielania (PAL, SECAM alebo NTSC) prenáša video signál priamo informáciu o okamžitej hodnote jasu fn a farebné informácie sú prenášané v modulovanej forme na ďalších frekvenciách fd, čím je zabezpečená kompatibilita čiernobieleho prijímač, ktorý ignoruje informácie o farbe, s farebným prenosovým kanálom.
fd1 = 4,43 MHz fn = 4,5 MHz fd2 = 4,6 MHz
Avšak na záver grafické informácie Pri vysokom rozlíšení nie je vhodný žiadny z tradičných vysielacích systémov, pretože majú výrazne obmedzenú šírku pásma farebného kanála (tj minimálne 35 MHz je nedosiahnuteľné). Pre monitory s vysoké rozlíšenie Priame napájanie signálu môžete použiť len na vstupy video zosilňovačov základných farieb - RGB- vchod (Červená Zelená Modrá - červená, zelená a modrá).
Rozhranie medzi video adaptérom a monitorom môže byť buď diskrétne (so signálmi TTL) alebo analógové. Počas vývoja diskrétneho rozhrania monochromatických a prvých farebných monitorov C.G.A. A E.G.A. nahradené teraz populárnym analógovým rozhraním VGA, poskytuje veľké množstvo farieb. Neskôr však kvalita prenosu analógového signálu prestala uspokojovať rastúce potreby (so zvyšujúcou sa frekvenciou skenovania a rozlíšením) a objavilo sa nové digitálne rozhranie DVI. Pre ploché displeje s ich maticovou organizáciou a relatívne vysokou zotrvačnosťou buniek je vhodné použiť špecializované digitálne rozhranie (Flat Panel Monitor Interface, ale nie DVI).
Moderné adaptéry opäť umožnili pripojiť bežný televízor cez špeciálny prevodník signálu. Pre televízne rozhranie je možné zabezpečiť synchronizáciu z externého televízneho systému (konvertora), ktorý je dôležitý pre spojenie videosignálu počítača s externým „televíznym prostredím“.
Prvé PC monitory mali diskrétne rozhranie s úrovňami TTL RGB TTL. Pre monochromatický monitor boli použité iba dva signály – video (zapnutie/vypnutie lúča) a zvýšený jas. Monitor teda mohol zobrazovať tri stupne jasu: hoci 2 2 - 4, „tmavý pixel“ a „tmavý so zvýšeným jasom“ sú nerozoznateľné.
Zapnutie/vypnutie monitora
V triede farebné monitory CD { Farba Displej) existoval jeden signál na zapnutie každého lúča a všeobecný signál zvýšeného jasu. Takto bolo možné určiť 4 2 = 16 farieb.
G Monitor
Ďalšia trieda – vylepšený farebný displej ECD (Vylepšené Farba Displej) mal diskrétne rozhranie s dvoma signálmi pre každú základnú farbu. Signály umožňovali nastaviť jeden zo štyroch stupňov intenzity; celkový počet zakódovaných farieb dosiahol (2 2) 3 = 2 6 = 64.
2 – dva signály na kanál;
3 – tri kanály.
Signály ČERVENÁ, ZELENÁ, MODRÁ a červená, zelená, modrá označujú najvýznamnejšie a najmenej významné bity základných farieb.
G,g Monitor
Horizontálna a rámcová synchronizácia monitora sa vykonáva pomocou signálov H.Sync a V.Sync. (Horizontálna, Vertikálna synchronizácia)
Napriek širokému využívaniu digitálnych sietí sa stále používajú analógové kanály na prenos údajov. Má to viacero dôvodov.
V systémoch priemyselnej automatizácie existuje veľké množstvo zariadenia vyvinuté a vyrobené pred mnohými rokmi, ktoré používajú analógové dátové kanály. Môžu to byť snímače, akčné členy (ventily, čerpadlá), ako aj záznamové zariadenia (záznamníky). Výmena tohto zariadenia je pomalá a vyžaduje si veľmi veľké kapitálové investície. Okrem toho prechod celého podniku na digitálne siete znamená okamžitú výmenu takmer všetkých zariadení a informačných káblových sietí. Takáto rozsiahla rekonštrukcia si vyžaduje nielen obrovské finančné prostriedky, ale aj zastavenie výrobného procesu, čo je v mnohých prípadoch neprijateľné. Preto pri vytváraní alebo modernizácii automatických riadiacich systémov je potrebné použiť analógové dátové prenosové kanály na príjem informácií zo snímačov a prenos riadenia na akčné členy.
Výhody
Hlavnou výhodou použitia prúdovej slučky 4...20 mA ako dátového rozhrania zo snímačov je použitie iba dvoch vodičov na pripojenie k systému zberu dát. Navyše, na rozdiel od digitálnych rozhraní, žiadny ďalší hardvér resp softvér na realizáciu štandardný protokol výmena dát alebo dodatočné nastavenia (napríklad programovanie adries) počas inštalácie.
Prúd alebo napätie
Ryža. 1.
Súčasne použitie analógových rozhraní s inteligentnými snímačmi (v ktorých sú zabudované mikrokontroléry na predbežné spracovanie signálu) alebo akčných členov s analógovým rozhraním, ktoré musia byť riadené digitálnym ovládačom, si vyžaduje použitie digitálneho - analógový prevodník. Vzhľadom na to, že v rôznych prípadoch je možné použiť prúdové aj potenciálne rozhranie, na zjednodušenie obvodu a zníženie jeho nákladov je vhodné zvoliť DAC čip, ktorý dokáže poskytnúť oba typy výstupných signálov bez ďalších prvkov.
Toto je čip špecializovaného šestnásťbitového digitálno-analógového prevodníka MAX5661(pozri obr. 2).
Ryža. 2.
Schopnosti mikroobvodu ho výrazne odlišujú od podobných zariadení. Za zmienku stojí, že je schopný generovať ako prúdové signály v rozsahu 0...20/4...20 mA, tak aj potenciálne (vrátane 4-vodičového obvodu s kompenzáciou odporu pripojovacích vodičov) amplitúda do ±10 V, pričom počiatočný posun nuly nepresahuje 0,1 % a celková chyba nie je väčšia ako 0,3 % plného rozsahu. Prenosová charakteristika DAC má zaručenú monotónnosť, ktorá je mimoriadne dôležitá pre regulátory s uzavretou slučkou.
Pri návrhu mikroobvodu bolo rozhodnuté použiť externý zdroj referenčného napätia 4,096 V. Dôvodom je skutočnosť, že pri prevádzke DAC sa teplota kryštálu môže výrazne meniť, čo môže mať významný vplyv na parametre vstavaného referenčného napätia a výrazne znižujú presnosť systému ako celku. Táto zmena teploty je obzvlášť výrazná pri prúdovom výstupe pri vysokých napájacích napätiach (ktoré môžu byť až 40 V) a nízkom zaťažení, pretože výstupný tranzistor meniča napätia na prúd je zabudovaný do mikroobvodu. S low-bit DAC by to nebol veľký problém, ale pre 16-bitové systémy presunutie zdroja referenčného napätia mimo čip môže výrazne zlepšiť výkon presnosti.
Za ďalšiu výhodu popisovaného IO možno považovať použitie vysokorýchlostného (až 10 MHz) sériového rozhrania SPI/QSPI/Microwire pre komunikáciu s riadiacim mikrokontrolérom a je možné zapojiť viacero čipov do série (Daisy Chaining) . Existuje výstup FAULT, ktorý sa aktivuje, keď skrat prerušenie napäťového výstupu alebo prúdovej slučky. Informácie o alarmovom stave výstupov sú dostupné aj cez sériové rozhranie. Koncové stupne mikroobvodu je možné konfigurovať programovo alebo pomocou špeciálnych vstupov, ktoré sú spojené so zemou alebo s napájacím napätím (min. +5 V).
Čip MAX5661 má tiež dva vstupy pre asynchrónne riadenie. Jeden z nich - CLR - vám umožňuje buď resetovať DAC alebo načítať prednastavenú hodnotu (definovanú softvérom). Druhý, LDAC, vám umožňuje načítať hodnotu registra vstupných údajov. Oba vstupy je možné použiť na súčasné asynchrónne riadenie viacerých čipov.
Záver
Analógový prenos informácií si stále zachováva svoju popularitu v tradične konzervatívnych priemyselných aplikáciách. Potvrdzuje to aj fakt, že výrobcovia čipov naďalej ponúkajú nové integrované riešenia na jeho implementáciu.
Potvrdenie technické informácie, objednanie vzoriek, doručenie -
e-mail:
