Параллельные интерфейсы

Интерфейс Centronics

Параллельные интерфейсы характеризуются тем, что в них для передачи бит в слове используются отдельные сигнальные линии, и биты передаются одновременно. Параллельные интерфейсы используют логические уровни ТТЛ (транзисторно-транзисторной логики), что ограничивает длину кабеля из-за невысокой помехозащищенности ТТЛ- интерфейса. Гальваническая развязка отсутствует. Параллельные интерфейсы используют для подключения принтеров. Передача данных может быть как однонаправленной (Centronics), так и двунаправленной (Bitronics). Иногда параллельный интерфейс используют для связи между двумя компьютерами — получается сеть, «сделанная на коленке» (LapLink).

Для подключения принтера по интерфейсу Centronics в PC был введен порт параллельного интерфейса — так возникло название LPT-порт (Line PrinTer — построчный принтер). Хотя сейчас через этот порт подключаются не только построчные принтеры, название «LPT» осталось. Понятие Centronics относится как к набору сигналов и протоколу взаимодействия, так и к 36-контактному разъему на принтерах. Интерфейс Centronics поддерживается принтерами с параллельным интерфейсом. Его отечественным аналогом является интерфейс ИРПР-М.

Адаптер параллельного интерфейса представляет собой набор регистров, расположенных в пространстве ввода/вывода. Регистры порта адресуются относительно базового адреса порта, стандартными значениями которого являются 3BCh, 378h и 278h. Порт может использовать линию запроса аппаратного прерывания, обычно IRQ7 или IRQ5. Порт имеет внешнюю 8-битную шину данных, 5-битную шину сигналов состояния и 4-битную шину управляющих сигналов.

BIOS поддерживает до четырех (иногда до трех) LPT-nopтов (LPT1-LPT4) своим сервисом — прерыванием INT 17h, обеспечивающим через них связь с принтером по интерфейсу Centronics. Этим сервисом BIOS осуществляет вывод символа (по опросу готовности, не используя аппаратных прерываний), инициализацию интерфейса и принтера, а также опрос состояния принтера.

Стандартный порт имеет три 8-битных регистра, расположенных по соседним адресам в пространстве ввода/вывода, начиная с базового адреса порта (BASE).

Стандарт IEEE 1284

Стандарт на параллельный интерфейс IEEE 1284, принятый в 1994 году, определяет порты SPP, ЕРР и ЕСР. Стандарт определяет 5 режимов обмена данными, метод согласования режима, физический и электрический интерфейсы. Согласно IEEE 1284, возможны следующие режимы обмена данными через параллельный порт:

▪ Первый уровень (Level I) определен для устройств медленных, но использующих смену направления передачи данных.

▪ Второй уровень (Level II) определен для устройств, работающих в расширенных режимах, с высокими скоростями и длинными кабелями.

К передатчикам предъявляются следующие требования:

▪Уровни сигналов без нагрузки не должны выходить за пределы -0,5... +5,5 В.

▪ Уровни сигналов при токе нагрузки 14 мА должны быть не ниже +2,4 В для высокого уровня (V_OH) и не выше +0,4 В для низкого уровня (V_OL) на постоянном токе.

▪ Выходной импеданс rq, измеренный на разъеме, должен составлять 50+5 Ом на уровне V_OH-V_OL. Для обеспечения заданного импеданса используют последовательные резисторы в выходных цепях передатчика. Согласование импеданса передатчика и кабеля снижает уровень импульсных помех.

▪ Скорость нарастания (спада) импульса должна находиться в пределах 0,05-0,4 В/нс.

Требования к приемникам:

▪ Допустимые пиковые значения сигналов -2,0...+7,0 В.

▪ Пороги срабатывания должны быть не выше 2,0 В (V_1Н) для высокого уровня и не ниже 0,8 В (V_1L) для низкого.

▪Приемник должен иметь гистерезис в пределах 0,2...1,2 В (гистерезисом обладают специальные микросхемы — триггеры Шмитта).

▪ Входной ток микросхемы (втекающий и вытекающий) не должен превышать 20 мкА, входные линии соединяются с шиной питания +5 В резистором 1,2 кОм.

▪ Входная емкость не должна превышать 50 пФ.

Когда появилась спецификация ЕСР, фирма Microsoft рекомендовала применение динамических терминаторов на каждую линию интерфейса. Однако в настоящее время следуют спецификации IEEE 1284, в которой динамические терминаторы не применяются. Рекомендованные схемы входных, выходных и двунаправленных цепей приведены на рисунок. 4.2.

Стандарт IEEE 1284 определяет три типа используемых разъемов. Типы A (DB-25) и В (Centronics-36) используются в традиционных кабелях подключения принтера, тип С — новый малогабаритный 36-контактный разъем. Традиционные интерфейсные кабели имеют от 18 до 25 про­водов, в зависимости от числа проводников цепи GND. Эти проводники могут быть как перевитыми, так и нет. К экранированию кабеля жестких требований не предъявлялось. Такие кабели вряд ли будут надежно работать на скорости передачи 2 Мбайт/с и при длине более 2 м.

Стандарт IEEE 1284 регламентирует свойства кабелей.

▪ Все сигнальные линии должны быть перевитыми с отдельными обратными (общими) проводами.

▪ Каждая пара должна иметь импеданс 62±6 Ом в частотном диапазоне 4-16 МГц.

▪ Уровень перекрестных помех между парами не должен превышать 10%.

▪ Кабель должен иметь экран (фольгу), покрывающий не менее 85% внешней поверхности. На концах кабеля экран должен быть окольцован и соединен с контактом разъема.

Кабели, удовлетворяющие этим требованиям, маркируются надписью «IEEE Std 1284-1994 Compliant*. Они могут иметь длину до 10 метров.

Рисунок 4.2 – Оконечные цепи линий интерфейса IEEE 1284:

а – однонаправленных, б – двунаправленных.