Объявление

Свернуть
Пока нет объявлений.

Программирование портов ввода/вывода LPT и ISA

Свернуть
X
Свернуть

  • Программирование портов ввода/вывода LPT и ISA

    Данный материал основан на моём (его) личном опыте работы с материнской платой неизвестного (нет, не солдата) производителя. Чипсет - SIS. Если вдруг в Вашем случае дело будет обстоять другим образом, напишите мне. Также хочу сразу предупредить - я не профессиональный программист!!! Поэтому не ругайте меня за отсутствие проф. терминов, может быть кривых объяснений или ещё каких недочётов, которые я имею право не знать.
    В повседневной практике я использую язык программирования "Паскаль", поэтому дальнейшие примеры буду давать на нём. Согласен, для написания "драйверов" лучше знать СИ и Ассемблер. Последний я на данный момент изучаю. Для моих устройств пока что хватает и Паскаля.
    Работа с параллельным портом (LPT).

    Обычно этот порт имеет базовый адрес 378h (LPT1), 278h (LPT2), 3BCh (LPT3). Окончание "h" свидетельствует о шестнадцатиричной системе счисления, так уж принято записывать адреса. Порт занимает три адреса, первый из них называется базовым. Так, для LPT1 диапазон занимаемых им адресов: 378h-37Ah. Базовый адрес служит для посылки/чтения байта на/из линии d0-d7 (пины 2-9 разъёма DB-25). Посылка не инвертируется. Приведу фрагмент программы, посылающей в порт число 170.
    {начало программы}
    ...
    begin
    Port[$378]:=170
    end.
    {конец программы}
    При запуске её на линиях d0-d7 появится число 170 в двоичном виде, что соответсвует 10101010. Т.е. единичный сигнал будет присутствовать на выводах d1, d3, d5, d7 (обозначени выводов начинается с d0!). Число 170 останется на выводах разъёма до тех пор, пока Вы не перешлёте туда же другое число (это может сделать и другая программа) или не выключите компьютер. Заметьте, что адрес порта в команде задан в шестнадцатиричном виде, а посылка - в десятиричном. Если вместо команды
    Port[$378]:=170;
    Вы примените
    d:=Port[$378];
    где d - некоторая переменная, то переменная примет значение последнего посланного в порт байта или, при переходе в режим приёма, значение байта, поданного на порт внешним устройством.
    Базовый+1 адрес (379h для LPT1) служит для чтения состояний принтера, поступающих на входы ACK, -BUSY, PE, SLCT, ERROR. Сигнал -BUSY - инвертированныё, т.е. при подаче на него +5В компьютер будет считывать "0". Для опроса линий используются только старшие 5 битов. "1" в третьем бите соответствует высокому уровню сигнала на входе ERROR. В четвёртом бите она индицирует о высоком уровне сигнала на входе SLCT, в пятом - на входе PE. Единица в шестом бите соответствует высокому уровню сигнала на ACK, а ноль в седьмом - выскому уровню на -BUSY. Если ваш компьютер имеет однонаправленный порт передачи данных, то эти пять линий предоставляют единственную возможность в опросе состояний внешних датчиков.
    Ниже - пример программы, опрашивающей входные линии порта:
    begin
    d:=Port[$379]
    end.
    В переменной d после выполнения программы будет отображено состояние порта. Допустим, переменная вернула значение 126. В двоичном виде оно выглядит как 01111110. Младшие (правые) три бита (нулевой, первый и второй) не используются, и всегда равны 1, 1 и 0. Третий бит - 1, значит на ERROR высокий уровень. Та же ситуация на SLCT, PE, ACK и BUSY.
    Базовый+2 адрес (37Ah) служит для записи битов на линии -STROBE, -AUTO FD, INIT, -SLCT IN. Нулевой бит посылает сигнал на -STROBE, первый - на -AUTO FD, второй - на INIT, и четвёртый - на -SLCT IN. Принцип записи - тот же, что и по базовому адресу. Нам же очень интересны следующие биты: Пятый бит служит для разрешения/запрещения прерывания от внешнего устройства. Это полезно, если Вы умеете писать обработчики прерываний.
    Шестой бит служит для перевода линий d0-d7 в режим приёма!!! Но перед этим необходимо убедиться, что в BIOS в типе порта поставлено SPP/EPP. Вот пример программы, которая считывает бит с линий данных:
    begin
    Port[$37A]:=32; {32 "зажигает" единицу в шестом бите}
    d:=Port[$378];
    end.
    Не забудьте, что если Вы собрали устройство, которое через порт принтера опрашивает, допустим, один датчик, подключенный к d0 (pin 2), а остальные линии просто оставили "висеть" на воздухе, то в случае, когда на втором контакте порта будет единица, принимаемый байт будет не "1" а 255, т.к. неподключенные контакты имеют высокий уровень.
    Программирование ISA устройств.

    Программирование портов ISA практически не отличается от программирование порта LPT, т.к. по сути дела сам порт принтера является ISA устройством. Отличие состоит только в том, что при работе с параллельним портом можно было обходится без прерываний (хотя при разработке устройств, обрабатывающих данные в "real time" без них не обойтись). Если Вы решили собирать ISA устройство, то очевидно, что Вам как раз и нужна обработка в реальном времени или быстрый (по сравнению с LPT) обмен данными. К сожалению, я пока что не имел опыта разработки драйверов, используюих прервания, поэтому на данный момент не смогу Вам объяснить методы написания таковых.
    Возъмём простейший случай, когда Вы решили использовать шину ISA только для достижения 16-разрядного обмена. Если адрес LPT порта (в общем случае) является уже заданным, то Ваше устройство может использовать любые адреса (естественно, не занятые другими устройствами). Могу дать несколько советов при выборе адреса, который будет занимать устройство:
    • Тщательно проверьте, не будет ли оно конфликтовать с другими устройствами. Это может быть не только видеокарта, модем или звуковая карта, но и что-либо из внутренних устройств на материнской плате. Поиск свободных адресов можно осуществить в простейшем случае из Windows (Свойства: система -> Устройства. Двойной щелчок по пиктограмме "Компьютер" высветит меню, в котором можно будет просмотреть адреса).
    • Для подстраховки и удобства переноса устрйства на другой компьютер лучше сделать возможность выбора разных адресов джамперами (если Вы сможете организовать Plug&Play, тогда преклоняю свои колени..).
    • Старайтесь не занимать верхних адресов, т.к. они могут попросту не выводится на шину. Держитесь в окресностях адресного пространства, которое занимают другие ISA устройства.
    • Не забывайте выводить старшие линии адресов на своё устройство, т.к. может оказаться, что оно будет совпадать с другими устройствами младшими битами адреса. Если Вы сделали выборку адресов джамперами, то программируя на Паскале трудно будет программно изменить адрес устройства (поправьте, если я не прав). Будет гораздо проще применить Ассемблер-вставку в Вашу программу:
      mov dx, a
      mov al, d
      out dx, al
      Здесь в регистр dx мы кладём адрес порта, а в al - байт для отправки. Переменные a и d мы может спокойно передавать вставке из программы

      Возможность размещать комментарии к сообщениям отключена.

    Метки статей

    Свернуть

    Меток пока нет.

    Новые статьи

    Свернуть

    • Стандартный параллельный интерфейс на PC
      admin
      Основным назначением интерфейса Centronics (аналог-ИРПР-М) является подключение к компьютеру принтеров различных типов. Поэтому распределение контактов разъема, назначение сигналов, программные средства управления интерфейсом ориентированы именно на это использование. Вто же время с помощью данного интерфейса можно подключать к компьютеру и другие внешние устройства, имеющие разъем Centronics, а также специально разработанные УС.

      Основным достоинством использования Centronics для подключения УС по сравнению с ISA является значительно меньший риск вывести компьютер из строя. Главный недостаток этого подхода - значительно меньшая скорость обмена. Назначение 36 контактов разъема Centronics приведено в таблице 1.

      Таблица 1. Назначение контактов разъемов Centronics

      1 /STROBE Out Strobe (Строб)
      2 D0 Out Data Bit 0
      3 D1 Out Data Bit 1
      4 D2 Out Data Bit 2
      5 D3 Out Data Bit 3
      6 D4 Out Data Bit 4
      7 D5 Out Data Bit 5
      8 D6 Out Data Bit 6
      9 D7 Out Data Bit 7
      10 /ACK In Acknowledge (Подтверждение)
      ...
      08.02.2017, 22:45
    • Современные микросхемы драйверов RS-485 фирмы MAXIM
      admin
      Журнал «Схемотехника» №10 2002 г.
      Олег Николайчук
      Целью настоящей статьи является ознакомление читателей с современными микросхемами драйверов сети RS485 фирмы MAXIM, их основными параметрами и особенностями.
      Интерфейс RS485 наиболее часто используется при создании современных локальных сетей различного назначения, как в промышленных изделиях, так и в любительской практике. Основными преимуществами интерфейса являются:
      • Относительно низкая себестоимость микросхем драйверов, что снижает стоимость аппаратной реализации сетевых диспетчеров, т.е. узлов связи между сетевой средой (линиями связи) и ядром станции (узла) сети, т.е. микроконтроллерной или микропроцессорной системой;
      • Использование в сетях на базе интерфейса RS485 всего трех проводов (третий, общий, не всегда является обязательным), что значительно снижает себестоимость всей системы, поскольку известно, что себестоимость сетевой среды современных локальных сетей практически всегда составляет более 60% от стоимости всей системы;
      • Микросхемы драйверов имеют малые габаритные размеры. Наиболее часто используются микросхемы, выполненные в корпусе DIP8 со стандартным расположением выводов, ставшим , промышленным стандартом. Микросхемы драйверов используют всего несколько дискретных элементов для цепей защиты, использование которых не является обязательным. Малые габаритные размеры микросхем драйверов и минимальное количество обвязки экономит площадь печатной платы, что также положительно сказывается на стоимости системы;
      • Современные микросхемы имеют достаточно низкое энергопотребление, многие из них при отсутствии активности в сети автоматически переходят в режим экономии, что снижает энергопотребление системы;
      • Современные микросхемы драйверов имеют повышенную нагрузочную способность. Если раннее большинство микросхем было насчитано на работу с 32 станциями, то современные модели обеспечивают нормальное функционирование до 256 станций;
      • В настоящее время выпускаются микросхемы в высокой предельной скоростью передачи. Это позволяет создавать высокоскоростные сети, и снижает количество ошибок в сети за счет улучшения формы передаваемого сигнала;
      • Драйверы интерфейса RS485 имеют достаточно простое управление. Особенности организации сетей, их схемотехника, способы управления доступом к каналу и примеры программирования достаточно описаны [1-11].
      • Микросхемы интерфейса RS485 выпускают многие фирмы мира [12]. Однако несомненным лидером в разработке и выпуске новых микросхем драйверов является известная фирма MAXIM [13]. В настоящее время фирма выпускает более 80 типов микросхем драйверов интерфейса RS485/422.
      Все микросхемы драйверов можно условно разделить на 4 группы: микросхемы с питанием +5 В, микросхемы с расширенным диапазоном питания от 3 до 5.5 В, низковольтные микросхемы с питанием 3.3 В и микросхемы со встроенной оптической изоляцией. Основные технические характеристики этих групп микросхем приведены в таблицах 1 — 4 соответственно.
      В приведенных таблицах приняты следующие обозначения:
      В колонке «Разрешение RxD»: P — обозначает, что управляющий вход приемника переключает его либо в открытое состояние, либо переводит его в режим энергосбережения, O — означает, что управляющий вход тоько включает/выключает приемник.
      В колонке «Режим»: H — означает полудуплексный режим, т.е. интерфейс RS485, F — обозначает полный дуплексный режим, т.е. интерфейс RS422.
      Прежде чем приступить к анализу таблиц, определим критерии отбора микросхем для последующего рассмотрения. Мы ставим своей целью ознакомление читателя с широко используемыми микросхемами интерфейса RS485 (но не RS422), т.е. с микросхемами, работающими в полудуплексном режиме, которые в колонке «Режим» имеют символ «H». У этих микросхем входы приемника объединены с выходами передатчика и образуют две линии приема/передачи, «A» и «B». Мы не будем рассматривать ряд микросхем, содержащих только приемники или только передатчики, поскольку их применение также весьма ограничено. И наконец, мы будем рассматривать только микросхемы, выпускаемые в корпусе с восемью выводами (кроме микросхем со встроенной оптической изоляцией и микросхем в корпусе 6/5/SO), как наиболее распространенные и используемые.
      Таблица 1. Микросхемы драйверов интерфейса RS485/422 с питанием +5 В
      ТИП Нали чие TxD Нали чие RxD Разре шение TxD Разре шение RxD Состо яние RxD Режим Быстро действие, Mbps Кол-во стан ций Защ ита ESD Пит ание, V Ток потре бления, mA Ток эко номии, чA Корпус
      MAX1481 1 1 NC F 0.25 256 - 5 0.3 0.1 10/µMAX
      MAX1482 1 1 O F 0.25 256 - 5 0.02 0.1 14/PDIP.300
      14/SO.150
      MAX1483 1 1 O H 0.25 256 - 5 0.02 0.1 8/µMAX
      8/PDIP.300
      8/SO.150
      MAX1484 1 1 NC F 12 256 - 5 0.3 - 10/µMAX
      MAX1485 1 1 - NC H- F 0.25 256 - 5 0.3 - 10/µMAX
      MAX1486 1 1 - NC H- F 12 256 - 5 0.3 - 10/µMAX
      MAX1487 MAX1487E 1 1 O H 2.5 128 -
      ±15kV
      5 0.23 - 8/µMAX
      8/PDIP.300
      8/SO.150
      MAX3040 4 0 - - - 0.25 - ±10kV 5 1 0.002 16/SO.150
      16/SO.300
      16/TSSOP
      MAX3041 4 0 - - - 2.5 - ±10 kV 5 1 0.002 16/SO.150
      16/SO.300
      16/TSSOP
      MAX3042B 4 0 - - - 20 - ±10 kV 5 1 0.002 16/SO.150
      16/SO.300
      16/TSSOP
      MAX3043 4 0 - - - 0.250 - ±10 kV 5 1 0.002 16/SO.150
      16/SO.300
      16/TSSOP
      ...
      08.02.2017, 22:45
    • Системный контроллер ввода-вывода для сопряжения шин PCI и ISA
      admin
      Журнал «Chip News» №6 2001 г.
      Ракович Н. Н.
      Мы уже беседовали на страницах журнала о продукции компании Winbond [Л.1], выпускающей широкую гамму разнообразных микросхем, начиная с памяти и микроконтроллеров и заканчивая приборами для мобильных средств связи и распознавания речи. Примерно в середине этого списка находятся ИС для компьютеров. В данной статье рассмотрим контроллеры ввода-вывода W83С553F и W83С554F, которые выполняет функции моста между шинами PCI и ISA. Тема эта должна быть интересна хотя бы уже потому, что смена поколений компьютеров требует от разработчиков встроенных плат с интерфейсом ISA стремительной модернизации оборудования, с тем, чтобы не потерять своих заказчиков.

      Терминология (более чем кратко)....
      08.02.2017, 22:45
    • Реализация последовательной асинхронной передачи данных в микроконтроллерах PIC
      admin
      Введение.
      Серия PIC16Cxx от Microchip Technology, Inc. - это второе поколение высокопроизводительных восьмиразрядных микроконтроллеров на базе EPROM. Некоторые микроконтроллеры из этой серии (например PIC16C71 и PIC16C84) не имеют встроенного последовательного асинхронного порта. Эта статья содержит описание последовательного асинхронного интерфейса ( полудуплексное RS-232 соединение ) с программной обработкой прерывания для микроконтроллеров PIC16Cxx. Эти микроконтроллеры могут работать на очень большой скорости, с минимальной длительностью такта 250нс ( при частоте 16МГц ). Для тестирования RS-232 режима предлагается использовать простой цифровой вольтметр / систему опроса данных ( Digital Volt Meter / Analog Data Acquisition Systems ) выполненный на PIC16C71, Этот прибор принимает команды от ПК и передает обратно восмибитные значения с выбранного АЦП канала.

      Реализация.
      Ниже приведено подробное описание реализации полудуплексного RS-232 интерфейса с программной обработкой прерывания для PIC16C71. В программе примера в качестве передающего выхода используется RB7, а для приема – RTCC/RA4. Конечно, и вход и выход соединяются через соответствующий преобразователь уровней сигнала RS-232 / ТТЛ. Описание преобразователя уровней напряжения дано в разделе Аппаратная часть.

      Режим передачи. Передающий режим в программе напрямую связан с и...
      08.02.2017, 22:45
    • Простой конвертер RS-232-TTL
      admin

      Журнал «Схемотехника» №1 2000 г.
      Александр Нечаев
      При разработке различного рода электронных устройств с использованием микроконтроллеров очень часто оказывается полезной возможность подключения их к персональному компьютеру через последовательный порт. Однако напрямую это сделать невозможно, поскольку по стандарту...
      08.02.2017, 22:45
    • Программирование портов ввода/вывода LPT и ISA
      admin
      Данный материал основан на моём (его) личном опыте работы с материнской платой неизвестного (нет, не солдата) производителя. Чипсет - SIS. Если вдруг в Вашем случае дело будет обстоять другим образом, напишите мне. Также хочу сразу предупредить - я не профессиональный программист!!! Поэтому не ругайте меня за отсутствие проф. терминов, может быть кривых объяснений или ещё каких недочётов,...
      08.02.2017, 22:45
    Обработка...
    X