Приложение для тестирования LPT устрой

Министерство образования Республики Беларусь

 

Учреждение образования

«Гродненский государственный университет им. Янки Купалы»

 

 

Физико-технический факультет

 

 

 

 

Специальность: 1-38 02 01 Информационно-измерительная техника

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

Тема: Приложение для тестирования LPT устрой

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

 

 

 

 

 

 

Разработал:                       ____________________

                                                                        (подпись, дата)

Руководитель проекта:   ____________________ 

                                                                        (подпись, дата)

 

 

 

 

 

 

 

2015

 

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………….......... 3

Глава 1 Обзор литературных источников……………………………………… 4

1.1 Что такое LPT-порт…………..……………………………..………….... 4

1.1.1 Параллельный интерфейс: LPT-порт……………………….. 4

1.1.2 Интерфейс Centronics………………………………………… 5

1.1.3 Традиционный LPT-порт…………………………………….. 6 
1.1.4 Функции BIOS для LPT-порта………………………………. 9

1.1.5 Расширения параллельного порта…………………………. 10

1.1.6 Физический и электрический интерфейс………………….. 11

1.1.7Режимы передачи данных…………………………………... 12

1.1.8 Полубайтный режим ввода — Nibble Mode……………… 13

1.1.9 Режим ЕСР………………………………………………….. 20

1.1.10 Развитие стандарта IEEE 1284……………………………. 25 
1.1.11 Конфигурирование LPT-портов…………………………... 26 
1.1.12 Использование параллельных портов……………………. 27

1.1.13 Неисправности и тестирование параллельных портов….. 29

Глава 2                 …………………………………………………………………

Приложение              ………………………………………………..

Заключение        ……………………………………..

Литература       …………………………………………...

 

 

 

 

 

 

 

ведение

Не смотря на то, что на сегодняшний день прочно вошел в моду USB интерфейс  -  порт, для радиолюбительских целей LPT порт и поныне остается достаточно востребованным. Ведь на самом деле, не так уж и важно каким образом и через какой порт, будет происходить управление внешними устройствами от компьютера, важен результат. Почему я решил остановиться на изучении LPT порта? Ответ прост, это достаточно доступный и легко осваиваемый в плане программирования порт, для новичков, это пожалуй не плохое практическое руководство по освоению LPT, а в дальнейшем и других портов – интерфейсов. В данной статье, я постараюсь детально ознакомить начинающих радиолюбителей – программистов с принципами программирования LPT порта. Практическое программирование, будет показано опираясь на языки программирования Паскаль и Делфи. От вас требуются, базовые знания языка Паскаль и Делфи, ну и конечно же радиоэлектроники

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1 Что такое LPT-порт?

LPT порт, это то место в компьютере, куда подключается принтер. Но  туда можно воткнуть ещё много  чего интересного. В том числе  и придуманные вами схемы. У  меня, например, через LPT порт, включался  свет в комнате, реализовано управление  поворотным уст–вом антенны и  много было проведено других  экспериментов (измерение некоторых  параметров радиосхем с использованием  порта и пр.).

Так выглядят разъемы на компьютере и соединительные разъемы.

 

 

Параллельный интерфейс: LPT-порт

 

Порт параллельного интерфейса был введен в PC для подключения принтера —LP'T-порт (Line PrinTer — построчный принтер).

Адаптер параллельного интерфейса представляет собой набор регистров, расположенных в пространстве ввода/вывода. Регистры порта адресуются относительно базового адреса порта, стандартными значениями которого являются 386h, 378h и 278h. Порт имеет внешнюю 8-битную шину данных, 5-битную шину сигналов состояния и 4-битную шину управляющих сигналов.

BIOS поддерживает до четырех LPT-портов (LPT1-LPT4) своим сервисом — прерыванием INT 17h, обеспечивающим через них связь с принтерами по интерфейсу Centronics. Этим сервисом BIOS осуществляет вывод символа, инициализацию интерфейса и принтера, а также опрос состояния принтера.

 

Интерфейс Centronics

 

Понятие Centronics относится как к набору сигналов и протоколу взаимодействия, так и к 36-контактному разъему, устанавливаемому на принтерах. Назначение сигналов приведено в табл. 1.

Таблица 1.

Сигналы интерфейса Centronics

Сигнал	I/O*	Контакт	Назначение
Strobe	I	1	Строб данных. Данные фиксируются по низкому уровню сигнала
Data [0:7]	I	2-9	Линии данных. Data 0 (контакт 2) — младший бит
Actt	0	10	Acknowledge — импульс подтверждения приема байта.
Busy	0	11	Занято. Прием данных возможен только при низком уровне сигнала
PaperEnd	0	12	Высокий уровень сигнализирует о конце бумаги
Select	0	13	Сигнализирует о включении принтера
Auto LF#	I	14	Автоматический перевод строки.
Еггог	0	32	Ошибка: конец бумаги, состояние OFF-Line или внутренняя ошибка принтера
Imt#	I	31	Инициализация
Slot In#	I	36	Выбор принтера (низким уровнем). При высоком уровне принтер не воспринимает остальные сигналы интерфейса
GND	-	19-30 33	Общий провод интерфейса
* I/O	Задает	Направле-ние	(вход/выход) применительно к принтеру.

Интерфейс Centronics поддерживается большинством принтеров с параллельным интерфейсом, его отечественным аналогом является интерфейс ИРПР-М.

Традиционный LPT-порт

Традиционный порт SPP (Standard Parallel Port) является однонаправленным портом, на базе которого программно реализуется протокол обмена Centronics. Порт обеспечивает возможность вырабатывания запроса аппаратного прерывания по импульсу на входе АСК#. Сигналы порта выводятся на разъем DB-25S (розетка), установленный непосредственно на плате адаптера (или системной плате) или соединяемый с ней плоским шлейфом. Название и назначение сигналов разъема порта (табл. 2) соответствуют интерфейсу Centronics.

Таблица 2.

Разъем стандартного LPT-порта

Контакт DB-25S	Провод шлейфа	Назначение
		I/O*	Reg.Bit**	Сигнал
1	1	0/1	CR: 0\	Strobe#
2	3	0(1)	DR:0	Data 0
3	5	0(1)	DR: 1	Data 1
4	7	0(1)	DR: 2	Data 2
5	9	0(1)	DR:3	Data 3
6	11	0(1)	DR: 4	Data 4
7	13	0(1)	DR:5	Data 5
8	15	0(1)	DR:6	Data 6
9	17	0(1)	DR:7	Data 7
10	19	I	SR: 6	Ack#
11	21	I	SR: 7\	Busy
12	23	I	SR: 5	PaperEnd
13	25	I	SR: 4	Select
14	2	0/1	CR: 1\	Auto LF#
15	4	I	SR: 3	Error#
16	6	0/1	CR: 2	Init#
17	8	0/1	CR:3\	Select In#
18-25	10, 12, 14, 16	18, 20, 22, 24, 26	-	-

 

* I/O задает направление передачи (вход/выход) сигнала порта; 0/I обозначает выходные линии, состояние которых считывается при чтении из соответствующих портов вывода.

** Символом «\» отмечены инвертированные сигналы (1 в регистре соответствует низкому уровню линии).

*** Вход Ack# соединен резистором (10 кОм) с питанием +5 В.

Стандартный порт имеет три 8-битных регистра, расположенных по соседним адресам в пространстве ввода/вывода, начиная с базового адреса порта (BASE).

Data Register (DR) — регистр данных, адрес= BASE. Данные, записанные в этот порт, выводятся на выходные линии интерфейса. Данные, считанные из этого регистра, в зависимости от схемотехники адаптера соответствуют либо ранее записанным данным, либо сигналам на тех же линиях.

Status Register (SR) — регистр состояния, представляющий собой 5-битный порт ввода сигналов состояния принтера (биты SR.4-SR.7), адрес= BASE+1. Бит SR.7 инвертируется — низкому уровню сигнала соответствует единичное значению бита в регистре, и наоборот.

Назначение бит регистра состояния (в скобках даны номера контактов разъема):

SR.7—Busy — инверсные отображения состояния линии Busy (11);

SR.6 —АСК (Acknowledge) — отображения состояния линии Ack# (10).

SR.5 —РЕ (Paper End) — отображения состояния линии Paper End (12).

SR.4—Select — отображения состояния линии Select (13). Единичное значение соответствует cигналу о включении принтера.

SR.3—Error — отображения состояния линии Error (15).

SR.2 — PIRQ — флаг прерывания по сигналу Ack# (только для порта PS/2). Бит обнуляется, если сигнал Ack# вызвал аппаратное прерывание. Единичное значение устанавливается по аппаратному сбросу и после чтения регистра состояния.

SR[1:0] — зарезервированы.

Control Register (CR) — регистр управления, адрес=ВА5Е+2. Как и регистр данных, этот 4-битный порт вывода допускает запись и чтение (биты 0-3), но его выходной буфер обычно имеет тип открытый коллектор. Это позволяет более корректно использовать линии данного регистра как входные при программировании их в высокий уровень. Биты О, 1, 3 инвертируются — единичному значению в регистре соответствует низкий уровень сигнала, и наоборот.

Назначение бит регистра управления:

CR[7:6] — зарезервированы.

CR.5 — Direction — бит управления направлением передачи (только для портов PS/2). Запись единицы переводит порт данных в режим ввода.

CR.4 —ACKINTEN (Ack Interrupt Enable) — единичное значение разрешает прерывание по спаду сигнала на линии Ackff — сигнал запроса следующего байта.

CR.3 — Select In — единичное значение бита соответствует низкому уровню на выходе Selecting (17) — сигналу, разрешающему работу принтера по интерфейсу Centronics.

CR.2 — Init — нулевое значение бита соответствует низкому уровню на выходе Imt# (16) — сигнал аппаратного сброса принтера.

CR.1 — Auto LF — единичное значение бита соответствует низкому уровню на выходе Auto LF# (14) — сигналу на автоматический перевод строки (LF — Line Feed) по приему байта возврата каретки (CR — Carriage Return).

CR.O —Strobe — единичное значение бита соответствует низкому уровню на выходе Strobeff (1) — сигналу стробирования выходных данных.

Запрос аппаратного прерывания (обычно IRQ7 или IRQ5) вырабатывается по отрицательному перепаду сигнала на выводе 10 разъема интерфейса (АСК#) при установке CR.4=1. Прерывание вырабатывается, когда принтер подтверждает прием предыдущего байта.

Процедура вывода байта по интерфейсу Centronics через стандартный порт включает следующие шаги (в скобках приведено требуемое количество шинных операций процессора):

Вывод байта в регистр данных (1 цикл IOWR#).

Ввод из регистра состояния и проверка готовности устройства (бит SR.7 — сигнал BUSY).

По получении готовности выводом в регистр управления устанавливается строб данных, а следующим выводом строб снимается (2 цикла lOWRff).

Стандартный порт сильно асимметричен — при наличии 12 линий (и бит), нормально работающих на вывод, на ввод работает только 5 линий состояния. Если необходима симметричная двунаправленная связь, на всех стандартных портах работоспособен режим полубайтного обмена — Nibble Mode. В этом режиме, называемым также и Hewlett Packard Bitronics, одновременно передаются 4 бита данных, пятая линия используется для квитирования.

 

Функции BIOS для LPT-порта

BIOS обеспечивает поддержку LPT-порта, необходимую для организации вывода по интерфейсу Centronics.

В процессе начального тестирования POST BIOS проверяет наличие параллельных портов по адресам ЗВСЬ, 378h и 278h и помещает базовые адреса обнаруженных портов в ячейки BIOS DATA AREA 0:0408h, 040Ah, 040СП, 040ЕП. Эти ячейки хранят адреса портов с логическими именами LPT1-LPT4. В ячейки 0:0478, 0479, 047А, 047В заносятся константы, задающие выдержку тайм-аута для этих портов.

Поиск портов обычно ведется по базовому адресу. Если считанный байт совпал с записанным, считается, что найден LPT-порт, и его адрес помещают в ячейку BIOS DATA AREA. Адрес порта LPT4 BIOS самостоятельно установить не может, поскольку в списке стандартных адресов поиска имеются только три вышеуказанных.

Обнаруженные порты инициализируются — записью в регистр управления формируется и снимается сигнал Initff, после чего записывается значение 00h, соответствующее исходному состоянию сигналов интерфейса.

Программное прерывание BIOS I NT 17h обеспечивает следующие функции поддержки LPT-порта:

00h — вывод символа из регистра AL по протоколу Centronics. Данные помещаются в выходной регистр и после готовности принтера формируется строб. 01h — инициализаия интерфейса и принтера.02h — опрос состояния принтера.

При вызове INT 17h номер функции задается в регистре АН, номер порта — в регистре DX (0 — LPT1,     1 — LPT2...). При возврате после любой функции регистр АН содержит код состояния — биты регистра состояния SR[7:3] (биты 6 и 3 инвертированы) и флаг тайм-аута в бите 0. Флаг тайм-аута устанавливается при неудачной попытке вывода символа.