Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Опубликован: 25.07.2003 | Доступ: свободный | Студентов: 9621 / 2103 | Оценка: 4.44 / 4.22 | Длительность: 18:11:00
ISBN: 978-5-9556-0082-6
Специальности: Разработчик аппаратуры
Лекция 16:

Дополнительные интерфейсы персонального компьютера

Аннотация: В этой лекции рассказывается о некоторых часто используемых интерфейсах персонального компьютера, об их особенностях и протоколах обмена информацией по этим интерфейсам.
Ключевые слова: Centronics, программные средства, таблица символов, входной, strobe, шина данных, ACK, асинхронный обмен, режим ожидания, GND, диаграмма, цикла, компьютер, длина, ПО, LPT1, адрес, LPT2, бит, управление принтером, прерывание, параллельный порт, LPT, протокол обмена, RS-232C, кабель, байт, скорость передачи, разъем, RTS, CTS, DSR, DCD, DTR, связь, внешнее устройство, реализация интерфейса, UART, управляемый код, управляющие, слово, интерфейс, PCI, шина, шина ISA, обратная совместимость, тактовая частота, ISA, арбитраж, разрешение конфликтов, распределение ресурсов, pnp, Unix, место, контроллер, процессор, слот, отладка, быстродействие, вытеснение, шина адреса, Синхронный, тактовый сигнал, ready, RST, CLK, запрос прерывания, PCI-X, конфигурирование, информация, команда, исполнитель, транзакция, personal computer, memory, international, association, PC-card, notebook, PCMCIA, разрядность, USB, serial, BUS, поддержка

8.2. Интерфейс Centronics

Основным назначением интерфейса Centronics (отечественный аналог — стандарт ИРПР-М) является подключение к компьютеру принтеров различных типов (из-за чего его называют принтерным портом). Поэтому распределение контактов разъема, назначение сигналов, программные средства управления интерфейсом ориентированы именно на такое применение. В то же время, с помощью данного интерфейса можно подключать к компьютеру и многие другие стандартные внешние устройства (например, сканеры, дисководы и т.д.), а также нестандартные внешние устройства.

Назначение 36 контактов разъема Centronics и соответствующих им контактов разъема принтера приведено в табл. 8.7. В таблице символ I обозначает входной сигнал компьютера, а O — выходной сигнал.

Сигналы интерфейса Centronics имеют следующее назначение:

  • D0...D7 — 8-разрядная шина данных для передачи из компьютера в принтер (предусматривается и возможность двунаправленной передачи данных).
  • -STROBE — сигнал стробирования данных. Данные действительны как по переднему, так и по заднему фронту этого сигнала. Сигнал говорит приемнику (принтеру) о том, что можно принимать данные с шины данных.
  • -ACK — сигнал подтверждения принятия данных и готовности приемника (принтера) принять следующие данные. То есть реализуется асинхронный обмен.
  • BUSY — сигнал занятости принтера обработкой полученных данных и неготовности принять следующую порцию данных. Активен также при переходе принтера в состояние off-line, при ошибке и при отсутствии бумаги. Компьютер начинает новый цикл передачи только после снятия -ACK и после снятия BUSY.
  • -AUTO FD — сигнал автоматического перевода строки. Получив его, принтер переводит каретку на следующую строку текста. Остальные сигналы не являются обязательными.
  • PE — сигнал конца бумаги. Получив его, компьютер переходит в режим ожидания. Если в принтер вставить лист бумаги, то сигнал снимается.
  • SLCT — сигнал готовности приемника. С его помощью принтер сообщает о том, что он выбран и готов к работе. У многих принтеров имеет постоянно высокий уровень.
  • -SLCT IN — сигнал, посредством которого компьютер сообщает принтеру о том, что тот выбран, и последует передача данных.
  • -ERROR — сигнал ошибки принтера. Активен при внутренней ошибке, переходе принтера в состояние off-line или при отсутствии бумаги. Как видим, здесь многие сигналы дублируют друг друга.
  • -INIT — сигнал инициализации (сброса) принтера. Его длительность составляет не менее 2,5 мкс. По нему происходит очистка буфера печати.
Таблица 8.7. Назначение контактов разъемов Centronics.
Контакт разъема компьютера Сигнал I/O Контакт разъема принтера
1 -STROBE O 1
2 D0 O 2
3 D1 O 3
4 D2 O 4
5 D3 O 5
6 D4 O 6
7 D5 O 7
8 D6 O 8
9 D7 O 9
10 -ACK I 10
11 BUSY I 11
12 PE I 12
13 SLCT I 13
14 -AUTO FD O 14
15 -ERROR I 32
16 -INIT O 31
17 -SLCT IN O 36
18...25 GND - 16, 17, 19...30, 33

Временная диаграмма цикла передачи данных представлена на рис. 8.7. Перед началом цикла передачи данных компьютер должен убедиться, что сняты сигналы BUSY и -ACK. После этого выставляются данные, формируется строб, снимается строб, и снимаются данные. Принтер должен успеть принять данные с выбранным темпом. При получении строба принтер формирует сигнал BUSY, а после окончания обработки данных выставляет сигнал -ACK, снимает BUSY и снимает -ACK. Затем может начинаться новый цикл.

Максимальная длина соединительного кабеля по стандарту — 1,8 м. Максимальная скорость обмена — 100 Кбайт/с.

Формирование и прием сигналов интерфейса Centronics производится путем записи и чтения выделенных для него портов ввода/вывода. В компьютере может использоваться три порта Centronics, обозначаемых LPT1 (базовый адрес 378), LPT2 (базовый адрес 278) и LPT3 (базовый адрес 3BC).

Базовый адрес порта используется для передачи принтеру байта данных. Установленные на линиях данные можно считать из этого же порта.

Следующий адрес (базовый + 1) служит для чтения битов состояния принтера (бит 3 соответствует сигналу -ERROR, бит 4 — сигналу SLCT, бит 5 — сигналу PE, бит 6 — сигналу -ACK, бит 7 — сигналу BUSY ). Последний используемый адрес (базовый + 2) применяется для записи битов управления принтером (бит 0 соответствует сигналу -STROBE, бит 1 — сигналу -AUTO FD, бит 2 — сигналу -INIT, бит 3 — сигналу -SLCT IN и, наконец, бит 4, равный единице, разрешает прерывание от принтера).

Временные диаграммы цикла передачи данных в Centronics (все временные интервалы указаны в наносекундах).

Рис. 8.7. Временные диаграммы цикла передачи данных в Centronics (все временные интервалы указаны в наносекундах).

При сопряжении с компьютером через параллельный порт LPT какого-нибудь другого устройства (не принтера) назначение сигналов и порядок обмена могут быть другими, но тогда необходимы специальные программные драйверы, реализующие выбранные протоколы обмена. При разработке нестандартных внешних устройств, сопрягаемых с компьютером через Centronics, можно самостоятельно выбирать как назначение сигналов, так и протокол обмена.

Татьяна Фёдорова
Татьяна Фёдорова
Виктор Радкевич
Виктор Радкевич

Ответил на все тесты и сдал экзамен по курсу "Основы микропроцессорной техники". Результаты на сайе в зачетке не отображаются. Синхронизацию выполнял. 

Александр Сивков
Александр Сивков
Россия, Екатеринбург
нина забнина
нина забнина
Россия