KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN Bộ Mơn Điện Tử Viễn Thông Báo Cáo Kết Quả Nghiên Cứu LỚP : Lập trình chuyên dụng ĐTVT-2-10 (N04 ) Giảng viên: NGƠ THỊ VINH Thái ngun 2-2011 Mơn : lẬP TRÌNH CHUN DỤNG TRONG ĐTVT Chủ đề: Tìm hiểu cổng LPT-Line Printer Terminal Các thành viên nhóm Nguyễn Chung Lực ĐTVT-K8B (nhóm trưởng) Thân Văn Khương ĐTVT-K8B Lê Văn Tiến ĐTVT-K8B Nguyễn Thị Hường ĐTVT-K8A Mạc Văn Dũng ĐTVT-K8B Mục Đích chung - Trong thời đại cơng nghiệp hóa đại hóa nay, máy tính thiết bị phổ biến sử dụng với nhiều lĩnh vực với mục đích khác (soạn thảo văn bản, tính toán, thiết kế, giả lập hoạt động số vấn đề thực tế, đo đạc, điều khiển thiết bị…) Máy tính có ứng dụng nhiều ghép nối với thiết bị ngoại vi (máy in, modem, số mạch điều khiển…) Các thiết bị ngoại kết nối với máy tính thông qua cổng nối tiếp (Serial port), cổng song song (Paralell port), cổng RS-232, cổng COM, cổng USB Trong chủ đề này, ta nghiên cứu trình xuất nhập,và ứng dụng điều khiển thiết bị ngoại vi qua cổng song song (cổng LPT) Phần I:Tổng Quan Về LPT: MỨC ĐIỆN ÁP CỔNG - Đều sử dụng mức điện áp tương thích TTL(Transiztor - Transiztor - Logic) 0v → +5v đó: +> 0v mức logic LOW +> 2v → +5v mức logic HIGH - Vì ghép nối với cổng ta ghép nối thiết bị ngoại vi có mức điện áp tương thích TTL Nếu thiết bị ngoại vi khơng có mức điện áp tương thích TTL ta áp dụng biện pháp ghép mức ghép phải cách ly qua ghép nối quang KHOẢNG CÁCH GHÉP NỐI - Khoảng cách cực đại thiết bị ngoại vi máy tính ghép qua cổng song song thường bị hạn chế - Lý tượng cảm ứng đường dẫn điện dung kí sinh hình thành đường dẫn làm biến dạng tín hiệu Khoảng cách giới hạn cực đại 8m Thôngthường 1,5 đến 2m lí an tồn liệu TỐC ĐỘ TRUYỀN DỮ LIỆU - Tốc độ truyền liệu qua cổng song song phụ thuộc vào phần cứng sử dụng Trên lý thuyết tốc độ đạt đến 1Mb/s với khoảng cách truyền hạn chế phạm vi 1m - Với nhiều mục đích sử dụng khoảng cách hồn tồn thỏa đáng, có ứng dụng địi hỏi phải truyền khoảng cách xa Trong trường hợp ta phải nghĩ đến khả ghép nối khác (như ghép nối qua cổng RS232) 1.1 C¸c ph ương ph¸p giao tiÕp: a) Định nghĩa cổng song song: - Cổng song song( Parallel Port) tập hợp đường tín hiệu mà vi xử lí CPU dùng để trao đổi liệu với thiết bị, thành phần khác Điển hình loại giao diện dùng để giao tiếp với máy in, modems, keyboards hình, Cổng song song truyền nhiều bít lần, cổng nối tiếp truyền bít thời điểm(có thể truyển chiều thời điểm) - Cổng song song PC ban đầu có đường ra, đường vào đường vào Những đường đủ để giao tiếp với nhiều dạng thiết bị ngoại vi Ở nhiều máy tính hơn, đường thực chức đường Input để đạt giao tiếp với tốc độ cao với máy scaner,thiết bị thiết bị khác gửi liệu tới PC B) Giao tiếp qua cổng Print ( Cổng máy in): - IBM PC cho phÐp sö dụng đến cổng song song có tên LP1, LP2,LPT3 LP4 Kiểu giao tiếp song song đợc dùng để truyền liệu máy tính máy in Kh¸c víi c¸ch giao tiÕp qua Port Com, ë c¸ch giao tiếp liệu đợc truyền song song lúc bit Vì đạt tốc độ cao Connector Port có 25 chân bao gồm chân liệu đng tín hiệu bắt tay (Handshaking) Tất đờng Data tín hiệu điều khiển mức logic hoàn toàn tơng thích vơi mức TTL Hơn nữa, ngi lập trình điều khiển cho phép không cho phép tín hiệu tạo Interrupt từ ngõ vào nên việc giao tiếp đơn giản dễ dàng Tuy nhiên, giao tiếp với mức logic TTL nên khoảng cách truyền bị hạn chế so với cách truyền qua Port Com, đồng thời cáp truyền phức tạp Đó nhc điểm cách giao tiếp Cổng máy in LPT - Line Printer Terminal 1.2 Sơ đồ giao tiếp qua cổng máy in + Khái niệm: Cổng song song, cổng cái, cổng máy in - LPT viết tắt từ Line Printer Terminal -Cổng song song( Parallel Port) tập hợp đường tín hiệu mà vi xử lí CPU dùng để trao đổi liệu với thiết bị, thành phần khác Điển hình loại giao diện dùng để giao tiếp với máy in, modems, keyboards hình, Cổng song song truyền nhiều bít lần, cổng nối tiếp truyền bít thời điểm (nhưng truyền chiều thời điểm) - Cổng song song PC ban đầu có đường ra, đường vào đường vào Những đường đủ để giao tiếp với nhiều dạng thiết bị ngoại vi Ở nhiều máy tính hơn, đường thực chức đường Input để đạt giao tiếp với tốc độ cao với máy scaner, thiết bị thiết bị khác gửi liệu tới PC - Cổng song song thiết kế cổng máy in - Cổng song song dùng nhiều tài nguyên hệ thống Tất cổng dùng dãy địa chỉ, cho dù số lượng vị trí địa thay đổi Nhiều cổng có mức IRQ (Interrupt request) xác định, cổng ECP có kênh DMA xác định Các tài nguyên dành cho cổng dùng cho thành phần khác hệ thống, cổng song song khác + Địa (Addressing) Cổng song song chuẩn dùng ba địa liền nhau, thường dãy sau: 3BCh, 3BDh, 3EEh 378h, 379h, 37Ah 278h, 279h, 27Ah - Địa dãy địa gốc (base address) Port thương gọi địa ghi Dữ liệu (Data register) địa cổng Địa thứ địa ghi trạng thái (Status register) Địa thứ địa ghi Điều khiển (Control register) Các cổng EPP cổng ECP dành số địa bổ sung cho cổng EPP thêm ghi địa Base address + tới Base address + 7, ECP thêm ghi địa base address + 400h tới base address + 402h +Các ngắt (Interrupts) -Phần lớn cổng song song có khả phát tín hiệu ngắt từ thiết bị ngoại vi Thiết bị ngoại vi dùng ngắt để thông báo sẵn sàng để nhận byte có byte để truyền - Để dùng ngắt, cổng song song phải có mức yêu cầu ngắt (Interrupt request IRQ) xác định -Theo qui ước LPT1 dùng IRQ7 LPT2 dùng IRQ5 Thế IRQ5 dùng nhiều card âm thanh, mức IRQ khơng dùng thành phần hệ thống hệ thống, chí IRQ7 dành cho thiết bị khác Một vài cổng cho phép chọn mức IRQ khác mức -Rất nhiều driver máy in nhiều ứng dụng thiết bị khác truy nhập cổng song song không yêu cầu ngắt cổng song song Nếu không chọn mức báo ngắt cho cổng song song cổng hoạt động hầu hết trường hợp hiệu bạn dành mức báo ngắt IRQ cho công việc khác Công dụng: Thường dành riêng cho cắm máy in Tuy nhiên máy in hệ hầu hết cắm vào cổng USB thay cổng COM hay LPT Nhận dạng: Là cổng dài mainboard II Cấu tạo nguyên lý cổng LPT 2.1 Sơ đồ,chức chân: -Cổng LPT loại cổng dễ sử dụng.Thông thường loại cổng dùng để ghép nối với máy in Sơ đồ ghép nối song song hình sau: - Cổng LPT loại cổng song song gồm có đường điều khiển, đường trạng thái đường liệu Các chân cổng sau: + Ch©n sè 1(STROBE): Ch©n ra, máy tính đa tín hiệu báo cho máy in đọc liệu vào để in Xung tác động mức thấp + Chân - (DATA): Các chân liệu máy tính + Chân 10 ( ACK): Chân vào để báo cho máy tính biết liệu đà nhận đợc yêu cầu máy tính gởi liệu + Chân 11 (BUSY): Chân vào để báo cho máy tính biết máy in bận nhận tiếp liệu từ máy tính gởi Chân tác động mức cao + Chân 12 (PE): Chân vào để báo cho máy tính biết máy in hết giấy Chân tác động mức cao + Chân 13 (SLCT): Chân vào để báo máy tính trạng thái lựa chọn Chân tác động mức cao + Chân 14 (AUTOFEED): Chân tác động mức thấp Khi tác động máy tự động dịch thêm dòng sau in + Chân 15 (ERROR): Chân vào tác động mức thấp để báo máy in bị lỗi + Chân 16 (INIT): Chân tác động mức thấp để đặt lại máy in + Chân 17 (SLCTIN): Chân tác động mức thấp để báo máy in đa liệu vào + Chân 18 - 25 (GND): Là chân nối mass -Vi s lng đường dẫn nhiều, số phép thử trở nên đặc biệt đơn giản Điểm đáng ý tiến hành ghép nối cổng song song cần thận trọng Do đường dẫn tương thích TTL khơng bảo vệ chống tải, nên tiến hành ghép nối ta cần ý tới quy tắc an toàn sau đây: - Thiết bị phép đấu nối với cổng song song máy tính trạng thái ngắt điện -Các lối không phép ngắn mạch đấu nối với lối khác lối không phép nối với nguồn tín hiệu điện áp khơng biết rõ thơng số - Các lối vào phép tiếp nhận điện áp 0V 5V 2.2 Địa ghi 10 Cổng LPT có ba ghi truyền liệu điều khiển máy in Địa sở ghi cho tất cổng LPT (line printer) từ LPT1 đến LPT4 lưu trữ vùng liệu BIOS - Thanh ghi liệu định vị offset 00h - Thanh ghi trạng thái 01h - Thanh ghi điều khiển 02h Thông thường, địa sở LPT1 378h Do đó, địa nghi sau: Thanh ghi liệu 378h Thanh ghi trạng thái 379h Thanh ghi điều khiển 37Ah Địa sở cổng LPT2: Thanh ghi liệu 278h Thanh ghi trạng thái 279h Thanh ghi điều khiển 27Ah Với địa LPT3, LPT4 tương tự Tuy nhiên số trường hợp, địa cổng LPT khác q trình khởi động BIOS BIOS lưu trữ địa sau: 11 Địa Chức 0000h:0408h Địa sở LPT1 0000h:040Ah Địa sở LPT2 0000h:040Ch Địa sở LPT3 Định dạng ghi sau: Thứ tự bít Tín hiệu máy in D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Chân số Thanh ghi trạng thái máy in (chỉ đọc): 12 Thứ tự bít Tín hiệu máy in Chân số BU ACK SY 11 10 PAPER EMPTY SELE CT 12 13 ERROR IRQ 15 - X X - - Thanh ghi điều khiển máy in: 13 Thứ tự bít IR Tín hiệu máy DI Q X X in R Ena ble Chân số - - - - SELECTIN 17 INIT AUTOFEED STROBE 16 14 x: không sử dụng IRQ Enable: yêu cầu ngắt cứng; = cho phép; = không cho phép Chú ý chân BUSY nối với cổng đảo trước đưa vào ghi trạng thái, bit , SELECTIN , AUTUFEED STROBE đưa qua cổng đảo trước đưa chân cổng máy in - Thông thường tốc độ xử lý liệu thiết bị ngoại vi máy in chậm PC nhiều nên đường ACK, BUSY STR sử dụng cho kỹ thuật bắt tay Khởi đầu, PC đặt liệu lên bus sau kích hoạt đường STR xuống mức thấp để thơng tin cho máy in biết liệu ổn định 14 bus Khi máy in xử lý xong liệu, trả lại tín hiệu ACK xuống mức thấp để ghi nhận PC đợi đường BUSY từ máy in xuống thấp (máy in không bận) đưa tiếp liệu lên bus 2.3.Thiết lập cổng LPT BIOS Như biết,các máy tính nhà sản xuất đưa vào cơng LPT :LPT1,LPT2,LPT3,LPT4 Nhưng yêu cầu cần phải thiết kế thật nhỏ gọn nên người thiết kế đưa cổng ngồi để sử dụng cịn cổng cịn lại thiết kế Mainboard, việc thiết lập địa cổng LPT BIOS nhà sản suất cài đặt sẵn(mặc định đưa cổng LPT1 có địa 378h sử dụng).Vậy thiết lập sai việc truy xuất liệu khơng xác lập trình ứng dụng khơng thực được.Sau cách thiết lập địa cổng LPT BIOS: Bước 1: Chúng ta khởi động máy tính Bạn thấy hình có câu thơng báo gợiý cho bạn bấm phím để vàođược CMOS như: Press to enter BIOS setup Đối với số máy cũ hay máy bộ, phải nhấn tổ hợp phím khác như: CTRL + ALT + ESC CTRL + ALT + INS CTRL + ALT + ENTER CTRL + ALT + S PAGE UP KEY PAGE DOWN KEY Đối với máy tính thơng thường vừa bật máy bạn vào CMOS cách bấm vào phím sau: F1 F2 ESC DEL hay Delete F10 BIOS c 15 Hình1.10 Bước 2: Chúng ta trỏ đến Onboard Parallel Port(Cổng song song), để thiết lập địa cổng LPT cho máy Như nhìn thấy hình địa cổng LPT máy tính thiết lập sẵn 378/IRQ7-thường cổng LPT1(tùy vào loại máy) 16 Hình 1.11 Bước 3: Trên hình địa cổng LPT máy tính, phải chọn địa cổng mà máy tính thiết lập sẵn từ ban đầu Ở loại máy tính mà nghiên cứu hình dịng máy có cổng LPT thường máy tính có cổng( cổng đưa ngồi để sử dụng cịn cổng lại cấu tạo Mainboard) 2.4.Kỹ thuật lập trình ghép nối qua cổng LPT: - Đây nhiệm vụ mà muốn viết sửa đổi phần mềm dùng cho mạch ghép nối với cổng song song phải nghĩ cách giải Câu hỏi đặt làm để đọc tín hiệu điện đường dẫn tín hiệu cổng song song để xuất liệu đường dẫn - Việc truy nhập trực tiếp lên giao diện máy tính PC, cụ thể lên đường dẫn riêng lẻ tiến hành thuận lợi hợp ngữ, Các ngơn ngữ bậc cao C có lệnh đơn giản để thực việc truy nhập lên cổng tốc độ truy nhập có thấp đôi chút 17 Trao đổi liệu qua cổng LPT Trước hết ta cần biết địa cổng mà qua giao diện song song trao đổi Sau định đọc liệu ghi xuất liệu ghi ? Turbo C++ cung cấp hàm dùng để trao đổi liệu qua cổng song song: Hàm nhập liệu theo byte unsigned char inportb(int portadd) int inp(unsigned portadd) Hµm xuÊt d÷ liƯu theo byte void outportb(int portadd, unsigned char giatri) int outp(unsigned portadd, int giatri) Các hàm inportb outportb nằm th viện Các hàm inp outp nằm th viện ã Để xuất liệu qua đờng dẫn liệu: outportb(0x378,dữ liệu); //dữ liệu xuất số nguyên từ tới 255 ã Để xuất liệu qua đờng dẫn điều khiển: outportb(0x37A, dl ^ 11); //dữ liệu số nguyên từ đến 15 ã Để nhập liệu vào qua đờng dẫn điều khiển: outportb(0x37A, 15 ^ 11); delay(1); dl = inportb(0x37A) &15^ 11; • Để nhập liệu vào qua đờng dẫn trạng th¸i: dl = inportb(0x379) & 248 ^ 128; 2.4.1 Ứng dụng giao tiếp với máy tính qua LPT 18 - Quá trình giao tiếp với cổng song song dùng chế độ: chế độ chuẩn SPP chế độ mở rộng Việc giao tiếp chế độ chuẩn mô tả sau.Sơ đồ chân kết nối mô tả sau: 19 - Ngoài ra, việc kết nối máy tính sử dụng cổng song song dùng chế độ mở rộng, chế độ cho phép giao tiếp với tốc độ cao hơn.Sơ đồ chân kết nối mô tả sau: 20 ... (cổng LPT) Phần I:Tổng Quan Về LPT: MỨC ĐIỆN ÁP CỔNG - Đều sử dụng mức điện áp tương thích TTL(Transiztor - Transiztor - Logic) 0v → +5v đó: +> 0v mức logic LOW +> 2v → +5v mức logic HIGH -. .. đề: Tìm hiểu cổng LPT- Line Printer Terminal Các thành viên nhóm Nguyễn Chung Lực ĐTVT-K8B (nhóm trưởng) Thân Văn Khương ĐTVT-K8B Lê Văn Tiến ĐTVT-K8B Nguyễn Thị Hường ĐTVT-K8A Mạc Văn Dũng ĐTVT-K8B... tiếp Cỉng m¸y in LPT - Line Printer Terminal 1.2 Sơ đồ giao tiếp qua cổng máy in + Khái niệm: Cổng song song, cổng cái, cổng máy in - LPT viết tắt từ Line Printer Terminal -Cổng song song( Parallel