• [4.7. Andmevahetus]
• [4.7.1. Kviteerimismeetod]
• [4.7.2. Asünkroonne jadakoodis andmevahetus]

Kviteerimismeetod on andmevahetusviis, mille puhul osapooled teavitavad teineteist sellest, kas neil on andmeid saata või kas nad on suutelised andmeid vastu võtma. Andmeid võib edastada nii rööp- kui ka jadakoodis. Üks osapooltest on tavaliselt seade, mis on võimeline kahesuunaliseks andmevahetuseks (arvuti), teiseks osapooleks võib aga olla seade, mis saab ainult andmeid saata (digitaalandur), ainult vastu võtta (printer) või teostada samuti kahesuunalist andmevahetust (teine arvuti).

Kuna kontrolleril kasutatakse rööpväratit Z80PIO, siis on järgnevas protokollis aluseks võetud Z80PIO signaalid ja tööpõhimõte [7]. Konkreetselt vaadeldakse paralleelset saatmist ja vastuvõttu.

PIO-l igal pordil on 2 kviteerimissignaali ja üks katkestussignaal protsessorile. Signaalid /WR* ja /RD* on pseudo- ,s.t. kujuteldavad signaalid ning need formeeruvad järgmiselt:

Andmete väljastamise tsükkel initsialiseeritakse, kui protsessor täidab väljundkäsu, mis on adresseeritud rööpväratile. Andmete kirjutamiseks väljundpordi andmeregistrisse peab olema täidetud tingimus, et /WR*=0. Selle täitumisel sisestatakse andmed protsessori andmesiinilt väljundpordi andmeregistrisse. Kui /WR*-signaal läheb mitteaktiivseks, läheb taktiimpulsi järgmisel langusfrondil RDY-kviteerimissignaal aktiivseks. See annab välisseadmele märku, et andmeid tuleb lugeda. RDY jääb seni kõrgeks, kuni välisseade vastab aktiivse /STB-signaaliga. Taktiimpulsi järgmisel langusfrondil läheb RDY mitteaktiivseks. /STB tõusufront genereerib ka protsessorile katkestusnõude uute andmete saatmiseks.

Vastuvõtutsükli initsialiseerib /STB minek aktiivseks. Selle signaali järel loeb Z80PIO andmed sisendviikudelt sisendpordi andmeregistrisse. /STB-signaali tõusufront genereerib protsessorile katkestusnõude andmete lugemiseks. Taktiimpulsi langusfrondil, mis järgneb /STB mitteaktiivseks muutumisele, läheb RDY-väljundsignaal madalaks informeerimaks välisseadet, et andmed on vastu võetud, ent pole veel loetud. RDY jääb seni madalaks, kuni protsessor on andmed lugenud. Välisseadme asi on hoolitseda, et PIO-sse ei saadetaks uusi andmeid sel ajal, mil RDY on madal.

Joonis 4.7.2: Vastuvõtu ajadiagramm

Saatjaks defineeritud kontroller kasutab A-pordi ühte viiku juhtimissignaali väljundina ja ülejäänud seitset viiku andmeväljunditena. B-pordil kasutatakse vaid ühte viiku juhtimissignaali sisendina.
Vastuvõtjaks defineeritud kontroller kasutab A-pordi ühte viiku juhtimissignaali väljundina, B-pordi ühte viiku juhtimissignaali sisendina ja ülejäänud seitset viiku andmesisenditena.
Kuna standardne andmesõna on 8-bitine siis tuleb see saata kahes osas alates vanematest bittidest. Näiteprogrammis kasutatakse formaati 4+4, aga see võib olla ka erinev. Oluline on, et saatja ja vastuvõtja kasutaksid sama formaati.

4.7.1.3. Ülesanded

;Alamprogramm SENDDATA
;Alamprogramm väljastab rööpvärati kaudu paralleelse 4-bitise andmesôna. 
;Andmed peavad olema H-registris. Kasutatakse H-, BC- ja A-;registreid.
;PB7=/STB, PA7=/RDY

EQU	RDY0:=00H
EQU	RDY1:=80H

SENDDATA:	LD	BC,PIOBD		;Lugeda andmed
SENDDATA1:	IN	A,(C)
		JP	C,SENDDATA1		;/STB=0? Kui pole, kontrollida uuesti
		LD	BC,PIOAD		;/STB=0
		LD	A,RDY0		;/RDY:=0
		ADD	A,H			;Andmed ja /RDY=0
		OUT	(C),A			;Saata välja
		LD	BC,PIOBD		;Lugeda andmed
		NOP				;Viivis
		NOP
		NOP
		NOP
SENDDATA2:	OUT	(C),A
		RRA				;/STB=0? Kui pole, kontrollida uuesti
		JP	C,SENDDATA2
		LD	BC,PIOAD
		LD	A,RDY1
		OUT	A,(C)			;/RDY:=1

		RET

;Programm SENDPIO
;Programmi kasutab protsessor, mis rööpväratit imiteerides saadab 
;kviteeringut kasutades andmed ühest kontrollerist teise. Kasutatav formaat 
;on 4+4. Andmed peavad olema mälus alates pesast SDATA. DE-registris peab 
;olema ülekantavate baitide arv. Programm kasutab alamprogramme INITPIO ja 
;SDL, mis on failis HANDPIO.PRC. Kasutatakse DE-, IX- ja A-registreid.

		include	LKZ.INC

SENDPIO:	LD	SP,STACK		;Seada pinuviit
		CALL	INITPIO		;Initsialiseerida PIO, /OBF:=1
		LD	DE,SCOUNT		;Ülekantavate baitide arv
		LD	IX,SDATA		;Andmeviit
SENDPIO1:	LD	L,(IX+0)
		CALL	SDL			;Valmistada ette esimesed 4 bitti
		CALL	SENDDATA		;Saata esimesed 4 bitti
		CALL	SDL			;Valmistada ette viimased 4 bitti
		CALL	SENDDATA		;Saata viimased 4 bitti
		DEC	IX			;Suurendada andmeviita
		INC	DE			;Vähendada loendurit
		LD	A,00H			;On veel andmeid saata
		CP	E
		JP	NZ,SENDPIO1		;Ja, minna SENDPIO1
		CP	D
		JP	NZ,SENDPIO1		;Ja, minna SENDPIO1
		RST	8			;Ei, väljuda programmist

		include HANDPIO.PRC

SCOUNT	EQU	4			;Saadetavate baitide arv
SDATA:	DB	'O','K','O','K'	;Andmed

		END

Joonis 4.7.5: Saatmisalgoritm

Joonis 4.7.6: Vastuvõtualgoritm

Tabel 4.7.1: ASCI0 olekuregister STAT0 (s/v-aadress = 04H)

bitt
7	RDRF	Receive Data Register Full	R
6	OVRN	Overrun Error	R
5	PE	Parity Error	R
4	FE	Framing Error	R
3	RIE	Receive Interrupt Enable	R/W
2	DCD0	Data Carrier Detect	R
1	TDRE	Transmit Data Register Empty	R
0	TIE	Transmit Interrupt Enable	R/W

Tabel 4.7.2: STAT0-i juhtimissõna

bitt	7	6	5	4	3	2	1	0
	X	X	X	X	0	X	X	0	mõlemad katkestused keelatud
	X	X	X	X	0	X	X	1	vastuvõtukatkestus keelatud, saatmiskatkestus lubatud
	X	X	X	X	1	X	X	0	vastuvõtukatkestus lubatud, saatmiskatkestus keelatud
	X	X	X	X	1	X	X	1	mõlemad katkestuse lubatud

Tabel 4.7.3: ASCI0 juhtimisregister CNTLB0 (s/v-aadress = 02H)

bitt
7	MBPT	Multiprocessor Bit Transmit	R/W
6	MP	Multiprocessor Mode	R/W
5	/CTS/PS	Clear To Send/Prescale	R/W
4	PEO	Parity Even Odd	R/W
3	DR	Divide Ratio	R/W
2	SS2	Source/Speed Select 2	R/W
1	SS1	Source/Speed Select 1	R/W
0	SS0	Source/Speed Select 0	R/W

Saatmiskiirus saadakse protsessori Z80180 taktsageduse 6.144 MHz jagamisel teatud arvudega, mille määravad ära CNTLB0-registri bitid vastavalt tabelile 4.7.6:

Saadud juhtimissõna tuleb käsuga OUT (CNTLB0),g kirjutada CNTLB0 registrisse.

Tabel 4.7.4: CNTLB0-i juhtimissõna

bitt	7	6	5	4	3	2	1	0
	X	0	PS	1	DR	SS2	SS1	SS0	paaritu paarsus
	X	0	PS	0	DR	SS2	SS1	SS0	paaris paarsus

Tabel 4.7.5: ASCI0 juhtimisregister CNTLA0 (s/v-aadress = 00H)

bitt
7	MPE	Multiprocessor Mode Enable	R/W
6	RE	Receiver Enable	R/W
5	TE	Transmitter Enable	R/W
4	/RTS0	Request To Send Channel0	R/W
3	MPBT/EFR	Multiprocessor Bit Receive/Error Flag Reset	R/W
2	MOD2	ASCI Data Format Mode 2	R/W
1	MOD1	ASCI Data Format Mode 1	R/W
0	MOD0	ASCI Data Format Mode 0	R/W

Tabel 4.7.6: Saatmiskiiruse valimine

PS	JAGAJA1	DR	JAGAJA2	SS2	SS1	SS0	JAGAJA3	ÜLDJAGAJA	KIIRUS
0	10	0	16	0	0	0	1	160	38400
				0	0	1	2	320	19200
				0	1	0	4	640	9600
				0	1	1	8	1280	4800
				1	0	0	16	2560	2400
				1	0	1	32	5120	1200
				1	1	0	64	10240	600
		1	64	0	0	0	1	640	9600
				0	0	1	2	1280	4800
				0	1	0	4	2560	2400
				0	1	1	8	5120	1200
				1	0	0	16	10240	600
				1	0	1	32	20480	300
				1	1	0	64	40960	150

Kuna multiprotsessormoodi ei kasutata, pole CNTLA0-registri MPE-biti seisund oluline. EFR-bitt tuleb nullida, et nullida vealipud. Et partner ei hakkaks enne initsialiseerimise lõppu andmeid saatma, tuleb /RTS0-bitt seada üheks. See muudab /RTS0-signaali mitteaktiivseks. Alles siis, kui ollakse valmis andmeid vastu võtma, nullida /RTS0. Saatja on lubatud, kui TE=1, Vastuvõtja on lubatud, kui RE=1. Nende bittide nullimine keelab vastavalt saatja ja vastuvõtja ning käimasolev saatmine ja/või vastuvõtt katkestatakse. Bittidega MOD2, MOD1 ja MOD0 määratakse kindlaks andmeformaat vastavalt tabelile 4.7.7. Saadud andmesõna tuleb käsuga OUT (CNTLA0), g kirjutada CNTLA0-registrisse.

Tabel 4.7.7: Andmeformaadid

MOD2	MOD1	MOD0	Andmeformaat
0	0	0	stardibitt + 7 andmebitti + 1 stopibitt
0	0	1	stardibitt + 7 andmebitti + 2 stopibitti
0	1	0	stardibitt + 7 andmebitti + paarsusbitt + 1 stopibitt
0	1	1	stardibitt + 7 andmebitti + paarsusbitt + 2 stopibitti
1	0	0	stardibitt + 8 andmebitti + 1 stopibitt
1	0	1	stardibitt + 8 andmebitti + 2 stopibitti
1	1	0	stardibitt + 8 andmebitti + paarsusbitt + 1 stopibitt
1	1	1	stardibitt + 8 andmebitti + paarsusbitt + 2 stopibitti

Tabel 4.7.8: CNTLA0-i juhtimissõna

bitt	7	6	5	4	3	2	1	0
	X	1	1	1	0	MOD2	MOD1	MOD0	vastuvõtja ja saatja lubatud, partneril mitte saata
	X	0	1	1	0	MOD2	MOD1	MOD1	vastuvõtja keelatud, saatja lubatud, partneril mitte saata
	X	1	0	1	0	MOD2	MOD1	MOD0	vastuvõtja lubatud, saatja keelatud, partneril mitte saata
	X	0	0	1	0	MOD2	MOD1	MOD0	vastuvõtja ja saatja keelatud, partneril mitte saata

Kui partneril on saatmine keelatud, s.t. /RTS0-bitt=1, siis saatmiseks tuleb lugeda käsuga IN0 g,(STAT0) STAT0-register ja testida, kas TDRE-bitt on 0 või 1. Kui TDRE=1, siis on TDR0-register tühi ja andmeid saab saata. Saatmiseks tuleb väljastatavad andmed kirjutada TDR0-registrisse. Vastupidisel juhul tuleb STAT0-registrit lugeda ja TDRE-bitti testida seni, kuni TDRE=1.
Vastuvõtuks tuleb /RTS0-bitt nullida, lugeda STAT0-register ja testida, kas RDRF=1. Kui see on nii seada /RTS0:=1, et keelata saatmine, lugeda RDR0-registrist andmed, testida uuesti RDRF-bitti, sest saatmise keelamise ajal võis parner parajasti andmeid saata. Kui andmed on olemas, lugeda need ja seada /RTS0:=0, et lubada saatmist.
Kahepoolne andmevahetus koos saatmise ja vastuvõtuga käib algoritmi järgi joonisel 4.7.10.

Joonis 4.7.7: ASCI0-i initsialiseerimine

Joonis 4.7.8: Saatmine

Joonis 4.7.9: Vastuvõtt