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利用EPP接口協(xié)議實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信

作者: 時間:2004-12-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
摘要:如何實(shí)現(xiàn)PC與單片機(jī)系統(tǒng)間的,是測量控制系統(tǒng)中經(jīng)常遇到的難題。本文系統(tǒng)地介紹利用實(shí)現(xiàn)的原理,并從硬件、軟件兩方面給出一個應(yīng)用的設(shè)計(jì)實(shí)例。

關(guān)鍵詞:單片機(jī)系統(tǒng)

前言

單片機(jī)系統(tǒng)中常常需要具備與PC機(jī)通信的功能,便于將單片機(jī)中的數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)中用于統(tǒng)計(jì)分析處理;有時又需要將PC機(jī)中的數(shù)據(jù)裝入單片機(jī)系統(tǒng)中,對單片機(jī)程序進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)試。目前常用的通信方式是串行通信,但傳輸速率太低,以9600bps計(jì)算,傳輸1MB至少需要10min(分鐘)以上。并行通信克服了串行通信傳輸速率低的缺點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)并行口SPP(Standard Parallel Port)方式實(shí)現(xiàn)了由PC機(jī)向外設(shè)的單向傳輸,但實(shí)現(xiàn)PC機(jī)接收外設(shè)發(fā)送的數(shù)據(jù)則非常麻煩;而增強(qiáng)型并行口EPP(Enhanced Parallel Port)協(xié)議卻很好地解決了這一問題,能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的高速數(shù)據(jù)通信。

一、EPP介紹

EPP協(xié)議最初是由Intel、Xircom、Zenith三家公司聯(lián)合提出的,于1994年在IEEE1284標(biāo)準(zhǔn)中發(fā)布。EPP協(xié)議有兩個標(biāo)準(zhǔn):EPP1.7和EPP1.9。與傳統(tǒng)并行口Centronics標(biāo)準(zhǔn)利用軟件實(shí)現(xiàn)握手不同,EPP接口協(xié)議通過硬件自動握手,能達(dá)到500KB/s~2MB/s的通信速率。

1.EPP引腳定義

EPP引腳定義如表1所列。

表1 EPP接口引腳定義

引腳號SPP信號EPP信號方 向說 明
1StrobenWrite輸出指示主機(jī)是向外設(shè)寫(低電平)還是從外設(shè)讀(高電平)
2~9Data0~7Data07輸入/輸出雙向數(shù)據(jù)總線
10AckInterrupt輸入下降沿向主機(jī)申請中斷
11BusynWait輸入低電平表示外設(shè)準(zhǔn)備好傳輸數(shù)據(jù),高電平表示數(shù)傳輸完成
12PaperOut/EndSpare輸入空余線
13SelectSpare輸入空余線
14AutofdnDStrb輸出數(shù)據(jù)選通信號,低電平有效
15Error/FaultnDStrb輸入空余線
16InitializeSpare輸出初始化信號,低電平有效
17Selected PrinternAStrb輸出地址數(shù)據(jù)選通信號,低電平有效
18~25GroundGroundGND地線

2.EPP接口時序

EPP利用硬件自動握手實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外設(shè)之間的高速雙向數(shù)據(jù)傳輸,軟件只須對相應(yīng)端口寄存器進(jìn)行讀/寫操作。

(1)EPP寫操作時序如圖1所示。

CPU實(shí)現(xiàn)向外設(shè)寫數(shù)據(jù)的操作步驟如下:

①程序?qū)PP數(shù)據(jù)寄存器執(zhí)行寫操作;

②nWrite置低;

③CPU將有效數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線上;

④nDStrb(nAStrb)變低(只要nWait為低);

⑤主機(jī)等待nWait變高,確認(rèn)數(shù)據(jù)發(fā)送成功;

⑥主機(jī)等待nWait變高,確認(rèn)數(shù)據(jù)發(fā)送成功;

⑦EPP寫周期結(jié)束。

(2)EPP讀操作時序如圖2所示。

CPU實(shí)現(xiàn)從外設(shè)讀數(shù)據(jù)的操作步驟如下:

①程序?qū)ο鄳?yīng)EPP端口寄存器執(zhí)行讀操作;

②nDStrb(nAStrb)置低(如果nWait為低);

③主機(jī)等待nWait為高,確認(rèn)數(shù)據(jù)發(fā)送成功;

④主機(jī)從并行口引腳讀取數(shù)據(jù);

⑤nDStrb(nAStrb)置高;

⑥EPP讀操作周期結(jié)束。

3.EPP端口寄存器

EPP接口除了保留SPP的3個端口寄存器以外,還新增了5個端口寄存器,如表2所列。

表2

地 址端口名稱方 向
基地址+0SPP數(shù)據(jù)端口
基地址+1EPP狀態(tài)端口
基地址+2EPP控制端口
基地址+3EPP地址端口讀/寫
基地址+4EPP地址端口讀/寫
基地址+5EPP數(shù)據(jù)端口讀/寫
基地口+6未定義(32位傳輸)讀/寫
基地址+7未定義(32位傳輸)讀/寫

EPP狀態(tài)端口寄存器

WAITINTRUSER1USER2USER3TMOUT

WAIT:Wait狀態(tài)位(1有效);

INTR:中斷請求狀態(tài)位(1有效);

USER1~USER3:用戶自定義;

TMOUT:保留(EPP1.7)超時標(biāo)志位(EPP1.9)。

EPP控制端口寄存器。

DIRIRQENASTRBINITDSTRBWRITE

DIR:方向位(1輸入,0輸出);

IRQEN:中斷使能位(1有效);

ASTRB:地址選通位(0有效);

INIT:初始化(1有效);

DSTRB:數(shù)據(jù)選通位(0有效);

WRITE:讀/寫狀態(tài)位(0:寫,1:讀)。

讀取接口狀態(tài)和控制接口都只須對相應(yīng)的端口寄存器進(jìn)行操作。以初始化為例:

讀操作初始化:outportb(port+2,0x24);

//port為SPP數(shù)據(jù)端口地址

寫操作初始化:outportb(port+2,0x04);

//port+2為EPP控制端口地址

4.EPP1.7和EPP1.9

EPP接口最先有EPP1.7標(biāo)準(zhǔn)定義,由于硬件廠商的原因,EPP現(xiàn)有兩個標(biāo)準(zhǔn):EPP1.7和EPP1.9,可以在BIOS/外圍設(shè)備/并行口(BIOS/Peripheral Setup/Parallel Port Mode)方式中進(jìn)行設(shè)置。兩者有如下不同點(diǎn):

(1)EPP狀態(tài)端口寄存器的最低位bit0,在EPP1.9中定義為TMOUT。在EPP操作時序中,如果PC機(jī)數(shù)據(jù)(地址)選通信號變低后,且在10μs時間內(nèi),外設(shè)未能將nWait置為低,則TMOUT置為1,表示延時。

(2)EPP1.9標(biāo)準(zhǔn)中,只有當(dāng)nWait為低時,才能開始一個操作周期;但在EPP1.7中,無論nWait狀態(tài)如何,nAstrb(nDstrb)都會被置低,從而開始一個新的數(shù)據(jù)(地址)操作周期。

二、EPP接口傳輸數(shù)據(jù)的一個實(shí)例

在某單片機(jī)系統(tǒng)中,須要將單片機(jī)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲器的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)中進(jìn)行分析處理。EPP接口(采用EPP1.7標(biāo)準(zhǔn))硬件電路及軟件流程圖如圖3~圖5所示。

GAL譯碼電路方程式為/O1=/I1*/I2*/I3*I4*/I5,EPP接口選通地址為2000H。當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行如下指令:

MOV DPTR,#2000H

MOVX @DPTR,A

就將寄存器A中的數(shù)據(jù)鎖存到數(shù)據(jù)總線上,便于PC機(jī)利用EPP接口進(jìn)行讀操作。

C語言例程:

#define SPPDATA 0x0378 //定義各寄存器地址

#define SPPSTAT 0x0379

#define SPPCNTL 0x037A

#define EPPADDR 0x037B

#define EPPDATA 0x037C

#includestdio.h>

FILE *fp;

Int data;

Long i;

int k;

fp=fopen(filename,"wb"); //打開要存儲數(shù)據(jù)的文件

outportb(SPPCNTL,0x24);

//向控制端口發(fā)00100100代碼,初始化為讀操作模式for(i=0;i524288;i++)

{

while(!((inportb(SPPSTAT))0x80))

//查詢是否發(fā)送完畢

{}

data=inportb(EPPDATA); //讀數(shù)據(jù)

fputc(data,fp); //將數(shù)據(jù)存入文件

}

fclose(fp); //關(guān)閉文件

單片機(jī)匯編語言程序?yàn)椋?/P>

FLAG1 BIT P1.7 ;標(biāo)志位

FLAG2 BIT P3.4

STADD EQU 0000H ;要傳輸數(shù)據(jù)段的起始地址

NUM EQU FFFFH ;要傳輸數(shù)據(jù)端的字節(jié)個數(shù)

COMMUN:MOV DPTR,#STADD

COMM1:MOVX A,@DPTR

PUSH DPH

PUSH DPL

MOV DPTR,#EPP_CE

MOVX @DPTR,A

POP DPL

POP DPH

SETB FLAG1 ;將P1.7置高

CLR FLAG2 ;將P3.4置低

JB FLAG1,$;查詢P1.7為低,即nDStrb為低,表示PC讀操作已完成

SETB FLAG2 ;將P3.4置高

SETB FLAG1 ;將P1.7置高

INC DPTR

CJNE NUM,COMM1 ;循環(huán)NUM次

RET

實(shí)際應(yīng)用該接口電路,能實(shí)現(xiàn)1MB/s的傳輸速率,并且性能穩(wěn)定可靠。

如果應(yīng)用EPP1.9標(biāo)準(zhǔn),硬件電路不用變動,軟件中可以省略對nWait進(jìn)行判斷的環(huán)節(jié),速率能接近2MB/s。

結(jié)束語

本文系統(tǒng)介紹了EPP接口的原理,并且給出了一個利用EPP接口實(shí)現(xiàn)PC與單片機(jī)系統(tǒng)間高速傳輸?shù)膶?shí)例。EPP接口協(xié)議解決雙向高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾y題,在智能測量、自動控制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域必將得到廣泛的應(yīng)用。



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