3. Подключение микроконтроллера к компьютеру

Один из вопросов, вызывающих повышенный интерес у начинающих (да и у опытных) конструкторов микропроцессорных систем является вопрос взаимодействия микроконтроллера с компьютером. И это не удивительно. Иногда очень нужно создать некое устройство, которое может работать не только автономно, но и под управлением вашего компьютера. Иногда желательно оперативно считывать информацию из устройства на микроконтроллере или задача состоит в том, что бы разработать микроконтроллерную приставку для сопряжения компьютера и какой нибудь внешней управляемой им системой. Естественно, что два устройства, работающих на основе микропроцессорных технологий (компьютер и микроконтроллер) всегда можно заставить обмениваться между собой информацией. Посмотрим, как же это можно сделать.

Проблема соединения микроконтроллера и компьютера в разные времена решалась по-разному. В достопамятные времена, когда царствовали компьютеры под названием PCXTодним из простых и эффективных способов подключить свое собственное устройство к такому компьютеру было самостоятельное изготовление нестандартного внутреннего модуля, который вставлялся в используемую тогда шинуISAвнутри корпуса компьютера на материнскую плату. ШинаISAв те времена использовалась для подключения всех устройств расширения, таких как видеокарты, модули дополнительной памяти, контроллеры жестких дисков и т.п. Разъем для подключения к такой шине можно было при определенной сноровке, изготовить самостоятельно. Он представлял собой просто выступ печатной платы вашего вставного модуля с дорожками вместо контактов. Логика работы шины так же была не сложная и позволяла подключиться к ней, используя несложные схемы на цифровых элементах средней интеграции. Эти времена давно прошли. В настоящее время на смену шинеISAдавно пришла новая шина, под названиемPCI. В ней используются гораздо более мелкие контактные площадки и логика ее работы тоже гораздо сложнее. Теперь для подключения внешних устройств нам приходится использовать один из стандартных интерфейсов ввода вывода. Если отбросить такие сложные в реализации варианты, как подключение по ИК порту или поBluetooth(БлюТуз), то остается только три варианта: подключение поLPT, подключение при помощиCOM-порта и наконец, подключение поUSB. Рассмотрим все эти варианты по порядку.

3.1. Подключение при помощи lpt порта

Это самый старый и самый простой с точки зрения программной и аппаратной реализации способ. Дело в том, что LPTпорт компьютера устроен таким образом, что позволяет легко напрямую программным путем управлять всеми его выходами и читать информацию со всех его входов. СтандартныйLPTпорт имеет 8 линий шины данных, которые могут работать как входы и как выходы, четыре выхода управления, и пять входов для служебных сигналов. Если вы подключаете к порту свое собственное микропроцессорное устройство, то использовать линии порта по назначению вовсе не обязательно. Все его входы и все выходы, как основные, так и служебные, вы можете использовать по своему усмотрению. В результате вы получаете интерфейс, протокол работы которого который вы можете разрабатывать по своему усмотрению. Вы можете так же программным путем реализовать некоторые стандартные протоколы. Например, программаторPonyProg, описанный в книге [1] при работе сLPTпортом программно реализует последовательный канал связиSPI. Это один из протоколов, при помощи которого можно «прошить» программу в микроконтроллерAVR.

Использование LPTдля связи с компьютером имеет и свои недостатки:

Во-первых, современные операционные системы, в частности, последние версии WindowsXPи тем болееVistaзащищаютLPTпорт от прямого доступа со стороны пользовательских программ. Поэтому написание программ, работающих сLPTкрайне усложняется. Во-вторых,LPTпорты просто выходят из употребления. Все современные принтеры уже сейчас подключаются только поUSB. В ноутбуках уже стало стандартом отсутствие какLPT, так иCOMпортов. Скоро их перестанут устанавливать и в стационарных компьютерах.