2.6 Блок связи прибора с пк

Часто требуется подключить прибор к персональному компьютеру (ПК). ПК имеет две разновидности портов: параллельный и последовательный.

2.6.1 Связь по параллельному интерфейсу

Порт параллельного интерфейса был введен в ПК для подключения принтера - отсюда и пошло название LPT-порт (Line PrinTer - построчный принтер). Традиционный LPT-порт называется стандартным параллельным портом (Standart Parallel Port, SPP) и является однонаправленным портом, через который программно реализуется протокол обмен Centronics. Назначение сигналов интерфейса приведено в таблице 2.8.

Таблица 2.8 – Сигналы интерфейса Centronics

Сигнал	Назначение
Strobe#	Строб данных. Данные фиксируются по низкому уровню сигнала
Data[0:7]	Линия данных. Data 0 – младший бит
Ack#	Acknowledge – импульс подтверждения приема байта (запрос на прием следующего). Может использоваться для формирования запроса прерывания
Busy	Занято. Прием данных возможен лишь при низком уровне сигнала
PaperEnd	Высокий уровень сигнализирует о конце бумаги
Select	Сигнализирует о включении принтера
AutoLF#	Автоматический перевод строки
Error#	Ошибка: конец бумаги, состояние OFF-Line или внутренняя ошибка принтера
Init#	Инициализация: сброс в режим параметров умолчания, возврат к началу строки и страницы
SelectIn#	Выбор принтера (низким уровнем)
GND	Общий провод интерфейса

Интерфейс Centronics благодаря простоте сопряжения и удобству программирования широко используется для подключения к компьютеру нестандартных внешних устройств. Однако выбор разработчиком именно этого интерфейса для связи своего устройства с компьютером должен быть осознанным и учитывать ряд ограничений.

Во-первых, возможности реализации различных протоколов информационного обмена с устройством через параллельный порт невелики. Действительно, небольшое количество сигнальных линий интерфейса и возможности его программирования не позволяют реализовать обмен по прерываниям или прямой доступ к памяти. Практически приходится ограничиваться программно-управляемым обменом.

Кроме того, так как интерфейс Centronics является программно-управляемым, скорость информационного обмена не может быть особенно велика и оказывается напрямую связанной с быстродействием компьютера. Поэтому не имеет смысла сопряжение через параллельный порт устройств, требующих обработки или передачи больших объемов информации в реальном масштабе времени. Кроме того, зависимость скорости информационного обмена от быстродействия компьютера делает практически нереализуемыми без специальных ухищрений быстродействующие синхронные протоколы связи.

Имеется также ограничение на длину линии связи устройства, подключенного к интерфейсу Centronics. Оно должно располагаться на расстоянии не более 1,5 - 2 метров от компьютера.

Еще одной особенностью интерфейса Centronics является отсутствие на его разъеме шин питания (есть только "земля"). Это означает, что сопрягаемое устройство должно использовать внешний источник питания. Вообще говоря, в ряде случаев это не только не является недостатком интерфейса, а даже скорее его достоинством. Нет искушения, использовать питание от компьютера, что может привести к выходу его из строя.

В 99% компьютеров имеется только один параллельный порт, к которому должен подключаться принтер. Но и это ограничение часто не является существенным. Во-первых, многие компьютеры, ориентированные на работу с внешней аппаратурой, прекрасно обходятся без принтера. Во-вторых, имеется масса простых и дешевых устройств (коммутаторов) для подключения к одному параллельному порту двух устройств.

Основным достоинством интерфейса Centronics является его стандартность - он есть на каждом компьютере и на всех компьютерах работает одинаково (правда с разной скоростью). Для подключения внешнего устройства к параллельному порту не требуется открывать системный блок компьютера, что для многих пользователей может стать проблемой. Надо только подсоединить кабель к разъему на его задней стенке.

Можно также отметить такое достоинство интерфейса Centronics, как простота его программирования на любом уровне.

Итак, стандартный интерфейс Centronics можно рекомендовать в первую очередь для сопряжения с компьютером относительно несложных устройств без предъявления жестких требований по скорости информационного обмена и длине линии связи.

Традиционный LPT-порт ориентирован на вывод данных, хотя с некоторыми ограничениями позволяет и вводить данные. В LPT-порте используются логические уровни ТТЛ, что ограничивает допустимую длину кабеля из-за невысокой помехозащищенности ТТЛ-интерфейса. Гальваническая развязка отсутствует – схемная земля подключаемого устройства соединяется со схемной землей компьютера. Название и назначение сигналов разъемов порта (таблица 2.9) соответствует интерфейсу Centronics. Назначение I/O задает направление передачи (вход-выход) сигнала порта

Таблица 2.9 – Разъем стандартного LPT-порта

Контакт DB25S	Назначение I/O	Сигнал
1	O/I	Strobe#
2	O(I)	Data0
3	O(I)	Data1
4	O(I)	Data2
5	O(I)	Data3
6	O(I)	Data4
7	O(I)	Data5
8	O(I)	Data6
9	O(I)	Data7
10	I	Ack#
11	I	Busy
12	I	PaperEnd
13	I	Select
14	O/I	AutoLF#
15	I	Error#
16	O/I	Init#
17	O/I	SelectIn#
18-25	-	-