Паралельний інтерфейс IEEE 1284 (інтерфейс Centronics) (стр. 1 из 2)

Реферат на тему:

«Паралельний інтерфейс IEEE 1284 (інтерфейс Centronics)»

1. Загальні положення

1.1 Призначення інтерфейсу

В ПК традиційно використовується паралельний інтерфейс IEEE 1284 (більше відомий під назвою Centronics, названий в честь фірми яка першою розробила даний інтерфейс), реалізований LPT – портом. Основним призначенням інтерфейсу IEEE 1284 є підключення до комп’ютера периферійних пристроїв (ПП), здебільшого принтерів різноманітних типів [1]. Тому розподіл контактів рознімача, призначення сигналів, програмні засоби керування налаштовані саме на це використання.

1.2 Характеристика інтерфейсу

Інтерфейс Centronics є радіальним, асинхронним, паралельним інтерфейсом. Його використовують для підєднання ПП з невеликою швидкістю. Аналогічним можна вважати інтерфейс ИРПР-М, який використовували для спряження із ЕОМ друкуючих пристроїв [1]. Інтерфейс реалізує паралельне передавання 8-ми бітів (1 байта). Лінії інтерфейсу однонапрямлені і забезпечують передавання даних між одним передавачем (ПРД) і одним приймачем (ПРМ).

В LPT-порті використовуються логічні рівні ТТЛ, що обмежує допустиму довжину кабелю через невелику завадостійкість ТТЛ-інтерфейсу.

Максимальна довжина з’єднувального кабелю по стандарту -1.8 м. Швидкість передачі даних при стандартних налаштуваннях 100–150 Кбайт/с.

1.3 Лінії інтерфейсу

Призначення 25-контактого рознімача IEEE 1284-A (рис. 1) приведено в таблиці 1 [2].

Рис. 1. Рознімач IEEE 1284-ADB-25 (DB (DataBus) – шина даних, 25 – кількість контактів)

Таблиця 1. Призначення контактів рознімача IEEE 1284-A

Контакт DB-25 (LPT)	Напрям передачі	Регістр,№ біта в регістрі	Сигнал	Призначення
1	→	CR.0	Strobe#	Спроб даних. Дані фіксуються по низькому рівню сигналу.
2	→	DR.0	D0	Дані 0
3	→	DR.1	D1	Дані 1
4	→	DR.2	D2	Дані 2
5	→	DR.3	D3	Дані 3
6	→	DR.4	D4	Дані 4
7	→	DR.5	D5	Дані 5
8	→	DR.6	D6	Дані 6
9	→	DR.7	D7	Дані 7
10	←	SR.6	Ack#	Імпульс підтвердження прийому байта даних.
11	←	SR.7	Busy	Зайнятість. Прийом даних можливий тільки при низькому рівні сигналу.
12	←	SR.5	PE	Paper End. Низький рівень сигналізує про закінчення паперу.
13	←	SR.4	Select	Сигналізує про включення принтера
14	→	CR.1	AutoLF#	Автоматичний перевід каретки
15	←	SR.3	Error#	Помилка
16	→	CR.2	Init#	Ініціалізація пристрою
17	→	CR.3	SelectIn#	Вибір принтера (низьким рівнем)
18–25	-	-	GND	Заземлення (нульовий потенціал 0V)

Сигнали IEEE 1284 мають таке призначення:

←- вхідний сигнал від периферійного пристрою до ПК;

→- вихідний сигналвід ПК до периферійного пристрою;

1.4 Пам’ять інтерфейсу

LPT-порт містить три 8-бітних регістра, розміщених по сусідніх адресах в просторі пам'яті вводу-виводу, починаючи з базової адреси порту BASE. В комп'ютері може використовуватись декілька LPT-портів, що позначаються LPT1, LPT2 і т.д., відповідно адреси в них будуть різними. В табл. 2 показано адреси для 3-х LPT-портів.

Таблиця 2. Адреси LPT-портів

Базова адреса (BASE)Регістр даних(DataRegister)	Регістр стану(StatusRegister)	Регістр управління(ControlRegister)
3BCh	3BDh	3BEh
378h	379h	37Ah
278h	279h	27Ah

Регістр даних (DataRegister, DR), 8-бітний регістр, дані, що записуються в цей регістр, виводяться на вихідні лінії (DR. [0:7]), адреса = BASE.

Регістр стану (StatusRegister, SR) призначений тільки для зчитування. Регістр відображає 5-бітовий (SR. [3:7]) порт вводу сигналів стану, адреса = BASE+1.

Регістр управління (ControlRegister, CR), 4-бітний (CR. [0:3]) порт виводу управляючих сигналів, адреса = BASE+2.

З’єднання регістрів пам’яті із рознімачем DB-25 показано на рис. 2.

Рис. 2. З’єднання регістрів пам’яті з рознімачем DB-25

1.5 Робота інтерфейсу

Формування і прийом сигналів проводиться шляхом запису і читання виділених для конкретного порту регістрів за певними адресами. При вмиканні обладнання відбувається процедура послідовність погодження режиму передачі даних (рис. 3).

Послідовність погодження режиму передачі

Послідовність погодження режиму передачі складається з наступних кроків:

1. ПК виставляє так званий байт розширення на лінії даних.

2. ПК виставляє високий рівень сигналу SelectIn# і низький – AutoLF#, що означає початок послідовності погодження.

3. ПП відповідає встановленням низького рівня сигналу Ack# і низького – Error#, PE і Select.

4. ПК встановлює низький рівень сигналу Strobe# для запису байту розширення в ПП.

5. ПК встановлює високий рівень сигналу Strobe# і AutoLF#.

6. ПП відповідає встановленням в низький рівень PE і Error#, якщо ПП має зворотній канал передачі даних. Якщо режим, що запитується, підтримується пристроєм, то на лінії Select встановлюється високий рівень, а якщо не підтримується – низький.

7. ПП встановлює високий рівень на лінії Ack# для вказівки на завершення погодження, після чого контролер встановлює потрібний режим роботи.

Рис. 3. Послідовність погодження режимів передачі IEEE 1284

Послідовність побудована так, що старі пристрої, які не розраховані на застосування IEEE 1284, на неї не дадуть відповіді і контролер ПК залишиться в стандартному режимі. Під час фази погодження контролер ПК встановлює на лінії даних байт розширення, тим самим даючи запит на перевід інтерфейсу в потрібний режим [3] (табл. 3).

Таблиця 3. Біти в байті розширення

Бит	Опис	Допустимі комбінації бітів [7:0]
7	Зарезервовано	1000 0000
6	Запит режиму EPP	0100 0000
5	Запит режиму ECP з RLE	0011 0000
4	Запит режиму ECP без RLE	0001 0000
3	Зарезервовано	0000 1000
2	Запит ідентифікатора пристрою з відповіддю в режимі:півбайтовийбайтовийECP без RLEECP з RLE	0000 01000000 01010001 01000011 0100
1	Зарезервовано	0000 0010
0	Запит півбайтового режиму	0000 0001
none	Запит байтового режиму	0000 0000

Передача даних

Після узгодження режиму передачі можна здійснювати передачу даних. На рис. 4 показано передачу даних по протоколу Centronics.

Рис. 4. Передача даних по протоколу Centronics

1.6 Програмна частина інтерфейсу

Програмувати розробку інтерфейсу можна на нижчому рівні (наприклад із використанням мови Assembler), на середньому рівні та на мовах високого рівня (наприклад в середовищі Delphi).

Для програмування LPT портів в середовищі Delphi використовується модуль LPTIO.pas в якому описана вся взаємодія з драйвером LPT-порту lptwdmio.sys (Увага!!! Драйвер повинен знаходитись в папці c:\WINDOWS\system32\drivers\ або в тій же папці що і програма) [4].

Для роботи з LPT-портом оголошуємо об’єкт:

Lpt: TLptPortConnection;

В процедурі створення форми створюємо об’єкт Lpt

procedure TForm1. FormCreate (Sender: TObject);

var

msg: AnsiString;

begin

Lpt:= TLptPortConnection. Create;

В тій же процедурі занесемо в регістр даних і у регістр управління заносимо 0 і 3 відповідно, що в результаті приведе до виключення всіх світлодіодних індикаторів.

Lpt. WritePort (GetCurrentPort, 0,0);

Lpt. WritePort (GetCurrentPort, 2,3);

Регістри є 8-бітні тому максимально можливе десяткове число, яке може бути записане в них, це 255 або 11111111 в двійковому форматі. Для запису використовується функція WritePort,де в параметрах вказується порт, в який записуються дані, його можна взнати використавши процедуруGetCurrentPort. Номера регістру: 0 – регістр даних, 1 – регістр стану, 2 – регістр управління. Число яке записується від 0 до 255.

Для зчитування значень з регістру використовується функція ReadPort в параметрах якої вказується поточний порт і номер регістру (аналогічно з функцією запису).

Lpt. ReadPort (GetCurrentPort, 0)

Зчитується все значення регістру і тому, для того, щоб отримати значення певної комірки регістру, над зчитаним значенням потрібно виконати наступні дії:

var

d: boolean;

begin

d:= true;

d:= d and (1 = (1 and Lpt. ReadPort((GetCurrentPort), 0)));

Над зчитаними даними і степенем двійки, відповідно до номера регістра, значення якого потрібно взнати, виконується логічна операція and (логічне множення). Потім прирівнюємо до того ж числа в результаті виходе логічне значення true – якщо значення рівні і false – якщо ні. Значення булевої змінної можна використати наприклад для перемикання прапорця чи зміни кольору фігури, яка символізує діод. Повний текст програми яка зчитує і записує значення в LPT-порт дивіться в додатку.

1.7 Перспективи інтерфейсу IEEE 1284

Зараз практично всі сучасні системні плати не мають LPT-порту. Але на старіших системних платах цей порт досить поширений. Це пов’язане з вичерпанням портом свого ресурсу як такого. На заміно йому прийшов більш зручний і функціональний USB-порт. [5]. Порівняльні характеристики інтерфейсу IEEE 1224 та USB приведено в табл. 4

інтерфейс аналог асинхронний передача

Таблиця 4. Порівняльні характеристики інтерфейсу IEEE 1224 та USB

IEEE 1284	USB 2.0	USB 3.0
Швидкість	1,2 Мбіт/c	Low-speed: 10– 1500 Кбіт/cFull-speed: 0,5 – 12 Мбіт/сHi-speed: 25 – 480 Мбіт/с	4,8 Гбит/с
Довжина лінії	3 м	3–5 м	3–5 м

Додаток

Код програми написаний на мові Delphi для зчитування і запису даних в LPT-порт.