14

5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 5.

"МИНИ-ЦЕНТРОНИКС"

Теория.

Интерфейс обеспечивает подключение печатающих устройств (принтеров) а также других устройств с параллельной передачей информации к ЭВМ. Подключение устройств к контроллеру ЭВМ осуществляется радиально посредством кабеля.

Отечественным аналогом интерфейса Centronics является интерфейс ИРПР-М.

Передача данных осуществляется между одним источником (И) и одним контроллером (К). Набор линий (сигналов) сопряжения, разделенных на три группы (заземления и питания, управления, информационные) , приведен в табл.1.

Устройства или контроллеры, совмещающие функции И и П, используют два набора линий связи ИРПР-М.

Таблица 1. Линии интерфейса ИРПР-М

Наименование	Обозначение		Направление
	английское	русское
Заземления и электропитания
Нуль	OV	OB	--
Экран	CG	Э	--
Питание	+5V	+5B	--
Управления
Готовность приемника	SLCT	ГП	от П к И
Строб	-STROBE	-СТР	от И к П
Подтверждение	-ACKNLG	-ПТВ	от П к И
Занят*	BUZY	ЗАН	от П к И
Сброс*	-INIT	-СБР	от И к П
Выбор*	-SLCTIN	-ВЫБОР	от И к П
Ошибка*	-ERROR	-ОШ	от П к И
Конец бумаги*	PE	КБМ	от П к И
Автоматический перевод строки	-AUTO FD	-АПС	от И к П
Информационные линии
Данные (1-8)	D1-D8	Д1-Д8
Состояние (1-8) **	STATE	С1-С8

* Сигналы необязательны, при их применении рекомендуется не изменять их значения.

** Сигналы необязательны, при применении необходимо согласование.

- высокому уровню соответствует лог.0.

Характеристики сигналов

Строб: при лог. 0/лог. 1 - данные действительны/недействительны. Длительность импульса лог.0 не менее 0, 5 мкс.

Данные: высокому/низкому уровню соответствует лог. 0. Комбинации сигналов на линиях данных соответствует код графического символа или код функции, и на них не накладывается ограничений. Для конкретных устройств допускается использовать меньшее число разрядов.

Подтверждение: лог. 1/лог. 0 означает, что приемник готов/не готов к приему данных, но принял предыдущие данные. Продолжительность сигнала лог.0 должна быть 2, 5...5, 0 мкс.

Занят: лог. 1/0 означает, что приемник не может/может принимать данные. Приемник считается занятым в случаях ввода данных, состояния ошибки, состояния заполненного буфера и других оговариваемых для конкретных устройств.

Выбор: лог.1/лог.0 означает, что П не выбран/выбран и не будет/будет принимать информацию с линий данных.

Экран обеспечивает защиту от помех передаваемых сигналов и соединяется с металлическим корпусом устройства непосредственно через резистор с электрическим сопротивлением 100 ом.

Состояние: к сигналам состояния относятся различные сигналы от И к П, а также от П к И. Они являются асинхронными.

Конец бумаги: лог. 1/лог. 0 означает отсутствие/наличие бумажного носителя данных. Сигнал является асинхронным.

Готовность приемника: лог. 1/лог. 0 означает, что приемник неработоспособен/работоспособен и не готов/готов принимать данные. В случае готовности на линии сигнала ЗАН - высокий уровень.

Сброс: лог. 1/лог. 0 не вызывает,/вызывает установку П в исходное состояние. Продолжительность сигнала при лог.0 не менее 2, 5 мкс.

Ошибка: лог. 1/лог. 0 означает, что в П нет/имеется состояние ошибки.

Состояние ошибки в П может быть вызвано отсутствием бумаги, внешней остановкой двигателя или другим условием, специально оговоренным для конкретного устройства. Сигнал ошибки является асинхронным.

Автоматический перевод строки: лог. 1/лог. 0 означает, что П не выполняет/выполняет самостоятельно перевод бумаги на одну строку по окончании печати. Сигнал является асинхронным.

Обмен данными осуществляется посредством сигналов СТР и ПТВ с использованием сигнала ЗАН в режиме "запрос-ответ". Источник может передавать по линии СТР импульс лог.0 только тогда, когда П передал по линии сигнала

ПТВ импульс лог.0, после чего вновь будет установлен уровень лог.1 на линии сигнала ПТВ.

Приемник на своей стороне компенсирует разброс параметров сигнала.

Данные на входе И считаются действительными после того, как на входе П сигнал СТР принял значение лог.0.

Физическая реализация. Рекомендуемые 37-контактные соединители розеточного /гнездового/ типа используются для соединения К с устройствами, для которых допускаются розеточные 25-контактные соединители.

Распределение сигналов по контактам разъемов /отечественных и зарубежных/ приведено в табл.2.

При использовании ленточного кабеля следует обеспечивать согласование с его волновым сопротивлением. В случае применения стандартных ИМС типа К555, К155 (лог.1 соответствует 2, 4...5, 25; лог. 0. 0...0, 4 B) длина кабеля не более 1, 8 м.

Таблица 2. Распределение сигналов ИРПР-М по контактам соединителей

Наименование сигнала	Тип разъема
	36-контанктный основной	37-контактный рекомендуемый	25-контактный рекомендуемый
1	2	3	4
-СТРОБ	1-19	1/20	1
Данные	1-8	2/20-9/27	2/21-9/282-9
-ПТВ	10/28	10/29	10
-ЗАН	11/30	11/30	11
КБМ	12	12	12
ГП	36	36	13
-АПС	14	14	14
0 В	16	16	-
ЭКРАН	17	17	-
+5 В	18	18	-
1	2	3	4
-СБРОС	31	32/31	15
-ОШИБКА	32	33	16
-ВЫБОР	36	37	17
СОСТОЯНИЕ	15,33,34,35	15,34,35,36	-
НУЛЬ	19-30	19-30	18-25

Примечание. Через косую линию дан номер обратного провода ленточного кабеля.

В таблице 3 приведены названия сигналов, их функции и номера контактов для широко распространенной версии интерфейса Centronics, используемой в принтерах типа "Эпсон" для подключения их к IBM PC. Сравните таблицы 1, 2 и 3.

Ниже в таблице приведено распределение контактов (выводов) разъема вместе с описанием соответствующих интерфейсных сигналов.

Таблица 3. Контакты и сигналы

Контакт сигнала	Контакт возврата	Сигнал	Направление	Описание
1	2	3	4	5
1	19	STROBE	ВХОД	Импульс STROBE для чтения данных. Ширина импульса должна быть не менее 0, 5 микросекунды на приемном выводе.
2	20	DATA 1	ВХОД	Эти сигналы выражают информацию 1-го - 8-ми битов параллельных данных, соответственно. Каждый сигнал находится на уровне ВЫСОКИЙ, когда данные соответствуют логической 1 и НИЗКИЙ, когда данные соответствуют логическому 0.
3	21	DATA 2	ВХОД
4	22	DATA 3	ВХОД
5	23	DATA 4	ВХОД
6	24	DATA 5	ВХОД
7	25	DATA 6	ВХОД
8	26	DATA 7	ВХОД
9	27	DATA 8	ВХОД
		------
10	28	ACKNLG	ВЫХОД	Импульс длительностью приблиз. 12
1	2	3	4	5
				микросекунд. Уровень НИЗКИЙ означает, что данные были приняты и что печатающее устройство готово к приему следующих данных.
11	29	BUSY	ВЫХОД	Уровень ВЫСОКИЙ этого сигнала показывает, что печатающее устройство не может принимать данные. В следующих случаях этот сигнал принимает уровень ВЫСОКИЙ:
				1) В процессе ввода данных (во время ввода каждого знака) 2) Во время печатания 3) В автономном режиме 4) В состоянии отказа печатающего устройства от работы
12	30	PE	ВЫХОД	Уровень ВЫСОКИЙ этого сигнала показывает, что кончается бумага печатающего устройства. Установлен на уровне +5 В через резистор 3, 3 кОм.
13	-	-	-
		----		Когда этот сигнал на уровне НИЗКИЙ, то бумага подается на одну строку после печатания. (Сигнал может быть зафиксирован на этот уровень путем установки ДИП-микропереключателя 2-4 в положение ВКЛ.)
14	-	AUTO	ВХОД
		----
		FEED
		--
		XT
15	-	NC	-	Не используется.
16	-	OV	-	Логический уровень земли.
17	-	CHASSIS	-	Земля шасси печатающего устройства, которая изолирована от логической земли.
		GND
1	2	3	4	5
18	-	NC	-	Не используется.
19-30	-	GND	-	Уровень земли возврата скрученной спаренной сигнальной линии.
		----		Когда вырабатывается уровень НИЗКИЙ для этого сигнала, то устройство управления в печатающем устройстве приводится в состояние начального его подключения под напряжение и печатный буфер очищается. Этот сигнал обычно находится на уровне ВЫСОКИЙ; ширина инициирующего импульса должна быть не менее, чем 50 микросекунд на приемном выводе.
31	-	INIT	ВХОД
		----		Для этого сигнала вырабатывается
32	-	ERROR	ВЫХОД	уровень НИЗКИЙ, когда печатающее
				устройство находится в: 1) состояние конца бумаги. 2) Автономном режиме. 3) Состоянии ошибки
33	-	GND	-	То же самое, как контакты 19-30
34	-	NC	-	Не используется.
35	-	-	-	Установлен на уровне +5 В через
				резистор 3, 3 кОм.
		-------		Код DC1/DC3 является эффективным, только когда этот сигнал находится на уровне "ВЫСОКИЙ".
36	-	SLCT IN	ВХОД

Примечания: 1. Графа с заголовком "Направление" показывает направление сигнала, если рассматривать его со стороны печатающего устройства.

2. "Возврат" означает возврат скрученной спаренной сигнальной линии, который должен быть подсоединен к уровню земли сигнала. Для электрического соединения интерфейса необходимо использовать скрученный спаренный кабель для каждого сигнала и заканчивать соединение со стороны провода возврата. Для уменьшения помех эти кабели должны быть экранированы, и экранировка должна быть соединена с шасси главного компьютера или печатающего устройства, НО ТОЛЬКО С ОДНОЙ СТОРОНЫ.

3. Все сигналы интерфейса - ТТЛ-уровни. Время нарастания и время спада должны быть не более чем 0, 2 микросекунды.

4. Передача данных выполняется при низком уровне ACKNLG и низком BUSY. (т.е. передача данных на печатающее устройство выполняется только после приема ACKNLG и когда сигнал BUSY (ЗАНЯТО) находится на уровне НИЗКИЙ.)

На практике часто используют усеченное подмножество линий интерфейса, обеспечивающих практически нормальное функционирование принтера, поскольку многие диагностические и управляющие функции берут на себя либо встроенный в принтер контроллер, либо сама ЭВМ.

Минимальное подмножество интерфейса Centronics, обеспечивающее его функционирование, состоит из следующих линий:

DATA 1... DATA 8 - линии данных D0... D7 соответственно.

-STROBE - строб сопровождения данных.

-ACKNLG - подтверждение приема данных.

-INIT - инициализация принтера.

-ERROR - ошибка принтера.

BUSY - принтер занят.

GND - общий.

Можно даже обойтись без сигнала -ERROR, поскольку в большинстве принтеров контроллер принтера в случае ошибки сам остановит печать и подаст соответствующий звуковой сигнал, однако при этом компьютер не сможет "расшифровать" ситуацию корректно.

Некоторые варианты драйверов используют сигнал BUSY вместо анализа подтверждающего прием данных строба -ACKNLG, поскольку сигнал BUSY появляется сразу после передачи сроба-STROBE и снимается только тогда, когда принтер выработает сигнал -ACKNLG [2] (см. также рис.1) , то есть когда данные действительно будут приняты. Кроме того, полезно проводить анализ сигнала ERROR для устранения возможного зависания программы из-за ошибок.

На рис.1 показана временная диаграмма для интерфейса параллельного действия c привязкой сигналов BUSY и -ACKNLG к передаваемым данным. Первым после появления строба данных вырабатывается сигнал BUSY и лишь когда принтер примет и обработает данные DATA появляется сигнал -ACKNLG.

Временная диаграмма интерфейса параллельного действия

Р ис.1.

В качестве основы аппаратной реализации усеченного интерфейса типа Centronics для подключения принтеров (будем называть такой вариант мини Центроникс) широко используются микросхемы портов параллельного ввода-вывода Intel8255A или их отечественные аналоги - микросхемы КР580ВВ55А. При этом вывод данных осуществляется через порт А, выводы стробов и управляющих сигналов для принтера - через порт С, а ввод ответных сигналов ошибок и состояний от принтера - через порт В.

МЕТОДИКА.

Обязательно прочитайте этот раздел до конца, прежде чем Вы попытаетесь что-либо сделать. Перед началом работы ознакомьтесь с теоретическим материалом, приведенном в разделе "Теория" (вызывается нажатием клавиш <Alt>+<T> или через F10) . После этого полезно попытаться ответить на контрольные вопросы, приведенные в соответствующем разделе (вызываются клавишами <Alt>+<Q>) .В зависимости от типа вопросов отвечать нужно либо путем выбора правильного ответа из подмножества приведенных ответов, нажимая для переключения варианта выбора (подсвеченный текст) на клавишу <Tab> и для выбора ответа - на клавишу <Enter>, либо путем ввода конкретного значения или слова, дающего верный ответ. При этом ведется подсчет верных и неверных ответов без показа итога. (Эти данные станут видимы на следующем этапе работы – когда Вы начнете создавать структурную схему установки). Неверный ответ сопровождается звуковым сигналом без перехода к следующему вопросу. Правильный ответ автоматически вызывает следующий вопрос.

Для выполнения работы войдите в окно выполнения с помощью клавиш <Alt>+<E> или через основное меню (по F10) . На экране должно появиться изображение основных узлов изучаемого интерфейса.

Создайте функциональную схему установки, указав необходимые соединения источников и приемников сигналов в выделенных строках ввода внизу экрана. Подключение БИС поpтов к шине адpеса выполняйте только по четным адpесам, то есть начиная с линии A1 и стаpше. Для переключения окон ввода используется клавиша <Tab>. Названия сигналов приводите полностью и теми буквами, которые использованы в изображениях блоков (как правило, латинские). Если названия источников и приемников соединяемых цепей заданы по Вашему мнению правильно - нажмите <Enter>. Старайтесь не ошибаться, поскольку машина ведет подсчет сделанных Вами ошибок, суммируя их с ошибками, сделанными при ответах на вопросы.

Подключите выход данных порта А к входу данных принтера, входы D4, D5 порта С подключите к выходам -ERROR и BUSY соответственно, выходы D0, D2 порта С - к входам -STROBE и -INIT соответственно, генерирование сигнала -STROBE, как и в IBM PC, выполняйте установкой бита D0 порта С из единичного состояния в нулевое и обратно, после вывода байта проверяйте состояние флагов занятости принтера в разряде D5 порта С и ошибки принтера в разряде D4 этого же порта. Не забудьте пеpед началом вывода данных пpовести инициализацию пpинтеpа и, кpоме того, пpавильно настpойте поpт С, то есть так, чтобы младший полубайт поpта pаботал в pежиме вывода, а стаpший - в pежиме ввода.

Если функциональная схема собрана полностью, на экране появится соответствующее сообщение, после чего, нажав ОДИН РАЗ <ENTER>, полученную структурную схему можно перерисовать или распечатать для отчета и перейти в окно программирования еще одним нажатием клавиши <Enter> пpи подсвеченной клавише "Выход" на дисплее.

ВАША ЦЕЛЬ В ЭТОЙ РАБОТЕ - запрограммировать настройку портов микросхемы КР580ВВ55А на работу в режиме подмножества сигналов интерфейса типа Centronic аналогично настройке портов для работы с принтером в IBM PC, то есть: порт А - на вывод, младшие разряды порта С - на вывод, порт В - на ввод, затем выведите через интерфейс два-три байта символов (по указанию преподавателя) с проверкой правильности их передачи по осциллограмме и с анализом флагов занятости и ошибок принтера.

Программирование выполняется на ассемблере микропроцессора Intel 8086. При программировании используйте ТОЛЬКО НЕОБХОДИМЫЕ ВАМ КОМАНДЫ из следующего подмножества команд: MOV, IN, OUT, ADD, DEC, OR, AND, JNZ, SHR, JMP, TEST и различные конфигурации регистров A, B, C и D. Можно использовать НЕБОЛЬШОЕ ЧИСЛО МЕТОК, НО ТОЛЬКО В ВИДЕ ЦИФР (например, 4: ). При программировании можно редактировать неверно набранные строки стандартными средствами клавиатуры IBM PC. Длина программы не должна превышать 50 команд.

Выход из любого раздела окна выполнения - по <Esc>.

Окончание работы - нажатием клавиш <Alt>+<F3>. Для справок по оформлению отчета и по литературе - см.добавочный раздел "Дополнение" (вызывается нажатием клавиш <Alt>+<A>) или по F10.

Завершение работы и выход из оболочки - по <Alt>+<X> ПОСЛЕ закрытия окон построения диаграмм, установки параметров и сборки функциональной схемы.

ВНИМАНИЕ! Не спешите приступать к выполнению работы - сначала тщательно проработайте теоретический раздел, выпишите необходимые данные, составьте предполагаемую схему для проведения эксперимента, ответьте на контрольные вопросы и только после этого входите в окно выполнения (Alt-E) .

Помните, что из окна выполнения работы справочная информация недоступна!

Вам придется сначала закрыть окно выполнения, и только потом можно будет открывать окна со справочной информацией (т.е. с теоретическим, методическим и дополнительным материалом) . Новое открытие окна выполнения фактически означает начало работы с нуля.