Параллельный интерфейс

Введение.

Стандартные интерфейсы IBM компьютера Сentronics и RS232B.

Лабораторная работа №1.

Приложения.

Цель работы:

1. Ознакомиться с со стандартными интерфейсами IBM компьютера Сentronics и RS232B.

2. Создать программу на языке Паскаль, управляющую учебным стендом и принтером по стандарту Centronics.

Присоединение внешних устройств к компьютеру типа IBM возможно:

§ через стандартные параллельный или последовательный (серийный) интерфейсы (порты),

§ через адаптер, непосредственно подсоединенный к системной шине ЭМВ через разъем (слот) на материнской плате.

В этой лабораторной работе рассматриваются стандартные интерфейсы IBM компьютера.

Параллельные интерфейсы отличаются высокой скоростью обмена, но коротким кабелем и низкой помехозащищенностью. Через параллельный интерфейс, имеющий 25-штырько-вый разъем, к компьютеру обычно подсоединен принтер. Этот стандарт называется Centronics, а его отечественный аналог - ИРПР-М. Ниже приведено распределение сигналов по контактам в IBM-комьютере.

Контакт	Сигнал	Направление сигнала
	strob	Строб	ист -> пр
	date 1	Данные	ист -> пр
...	……	Данные	ист -> пр
...	……	Данные	ист -> пр
	date8	Данные	ист -> пр
	acknlg	Подтверждение	пр -> ист
	busy	Занят	пр -> ист
	pe	конец бумаги	пр -> ист
	select out	готовность приемника	пр -> ист
	auto feed	авт. перевод бумаги	ист-> пр
	error	Ошибка	пр -> ист
	init	Сброс	ист ->пр
	select in	Выбор	ист ->пр
19-25	ground	Земля

Здесь подчеркнутыми показаны инвертированные сигналы (напр. error), т.е. сигнал активен, когда на линии низкое напряжение (логический "ноль"). Уровни напряжения сигнала соответствуют стандарту ТТЛ-схем: логическая "1" = 2.4-5.25 В, логический "0" = 0-0.5 В.

Процесс установления связи двух устройств в стандарте Centronics происходит примерно так.

1. Компьютер (источник) проверяет нет ли сигнала busy наконтакте 11, выставляет данные на контактах 2-9 и подает сигнал strob на контакт 1.

2. Принтер (приемник) по появлению сигнала строб выставляет сигнал busy. После обработки информации он снимает busy и подтверждает прием данных сигналом acknlg.

Эпюры напряжений при работе интерфейса Centronics.

Остальные сигналы менее значимы и могут не использоваться. В случае конца бумаги (pe) или ошибки (error) принтер все равно поднимет сигнал на линии busy. Инициализация принтера может быть произведена не только управляющим сигналом init, но и программно.

За один раз передается сразу 8-бит информации (байт), что позволяет передать один из 255 символов таблицы ASCII, которая обычно "прошита" в ПЗУ принтера.

При автоматизации физического эксперимента параллельный интерфейс может использоваться для ввода/вывода цифровой информации по 12 линиям от компьютера (данные: 8 бит + управление: 4 бита) и по 4 линиям к компьютеру (состояние 4 бита). Каждая выходная линия, при соответствующем согласовании, может быть использована для управления состоянием аппаратуры типа "включено-выключено": за­пуск генератора, опускание пера, открытие шторки и т.д.

Простейший цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), показанный на рис.1, может использоваться для вывода аналоговой информации, например на самописец, осциллограф, динамик и др. Входные линии параллельного порта можно использовать для ввода состояния клавиш, наличия высокого/низкого уровня сигнала и т.д. в ваших приборах. Например, можно программно легко реализовать простейший счетчик импульсов или частотомер. Если использовать генератор, у которого частота импульсов зависит от емкости (или сопротивления), то можно на его базе изготовить R или C измеритель.

Рис. 1 Простейший ЦАП на основе регистра (параллельного порта).

Обратите внимание на тот факт, что некоторые линии управления и состояние - инвертированы.

Для программирования данного интерфейса служат три регистра по 8 бит каждый с шестнадцатеричным адресами (в адресном пространстве внешних устройств) для первого параллельного интерфейса: 378h - данные, 379h - состояние, 37Ah - управление. Т.е. параллельный порт занимает в адресном пространстве три байта.

Ниже приведено назначение битов регистров.

Состояние (379)	Управление (37A)
	Busy (1- занят)	7-5	не используется
	Acknlg (0- подтверждение приема)		Irq (0-прерывание запрещено)
	Pe (1- нет бумаги)		slct in (0-отмена выбора)
	Slct out (1- выбран)		Init (0- инициализация)
	Error (0- ошибка)		auto feed (автоперевод строки)
2-0	не используется		strob (1- вывод байта)

В системе MS-DOS устройствам параллельных портов ввода-вывода присваивается логические имена LPT1 (PRN), LPT2 и т.д. Работу с ними обеспечивает прерывание BIOS (basic input/output system) int 17h, которое имеет 3 функции:

0 - символ вывода на печать, 1 - инициализация порта, 2- получение слова состояния. При этом номер функции заносится в регистр процессора AH, код передаваемого символа в AL, а номер порта (0-2) в DX. После вызова прерывания int 17 в AX окажется слово состояния. В Турбо Паскале в библиотеке DOS есть тип Registers и процедура Intr(n,registers), которые могут использоваться для работы с параллельным портом например так:

function StatPrint: byte; {возвращает слово состояние}

var Reg: Registers;

begin

Reg.Ah:=2; Reg.Dx:=0; Intr($17, Reg);

end;