Puerto Paralelo

SISTEMAS DIGITALES IISISTEMAS DIGITALES II

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Puertos Paralelos

Conceptos, Modelos


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El puerto paralelo de las PC es ideado

para la conexión con impresoras. Gracias a la

cantidad de entradas y salidas digitales

disponibles es una opción interesante para

experimentar y desarrollar sistemas de

comunicación con dispositivos electrónicos o

adquisición de datos.

TRANSMISIÓN EN PARALELO


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Inicialmente el puerto paralelo de las IBM

PC/compatibles era unidireccional por lo

que tenía bajas prestaciones, sin embargo

en 1994 se estableció el estándar IEEE 1284

que define todas las características y

opciones que luego tomó la industria para

su desarrollo.



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Conceptos

Puerto Paralelo: Es un Conjunto de líneas leídas o almacenadas simultáneamente en un registro de N bits, direccionables desde un sistema digital.

Unidireccional: El flujo de información circula en un único sentido

Bidireccional: El flujo de información circula en ambos sentidos.


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El El estándarestándar IEEE-1284/1994. IEEE-1284/1994.


En un PC puede implementarse hasta 2 puertos paralelos. Cada puerto paralelo tiene asignada una dirección base: - LPT1 en 378h - LPT2 en 3BCh

CARACTERÍSTICAS


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CARACTERÍSTICAS

Todas las señales son TTL. Algunas son activas por ALTO y otras por BAJO. Físicamente hay 25 líneas pero se distribuyen de acuerdo a la siguientes funciones: - 8 líneas para datos (el sentido depende del modo) DATA

- 4 líneas para señales de control (salidas) CONTROL

- 5 líneas para señales de estado (entradas) STATUS

- 8 líneas para referencia (tierra) GND


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CARACTERÍSTICAS


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CARACTERÍSTICAS


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CARACTERÍSTICAS

Las señales lógicas se agrupan en 3 registros de 8 bit:

- Registro de datos (ubicado en DirecciónBase) - Registro de estado (ubicado en DirecciónBase+1) - Registro de control (ubicado en DirecciónBase+2)


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Relación de bits de los registros:

= No esta disponible


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Relación de pines:El registro de datos:

El registro de estado:

El registro de control:

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

9 8 7 6 5 4 3 2

S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0

10 11 12 13 15 -- -- --

S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0

-- -- -- -- 17 16 14 1


12/04/23 Departamento de Ing. Electrónica U. N. E. F. A. - Maracay

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Registro de Datos: Es de tipo latch de 8 bits, que puede ser leído y escrito desde el procesador. Es el registro donde el procesador, en operaciones de salida (OUT), pone el dato que se quiere enviar a la impresora y su dirección coincide con la dirección base del puerto paralelo ( 0x 378 en LPT 1 ).




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Registro de Estado: Indica la situación actual de la impresora conectada al puerto, de acuerdo con los niveles de tensión que tengan las líneas ACK, BSY, PAP y OF/ON , lo que permite controlar el comportamiento de la impresora. Se trata de un registro de entrada (Lectura) de información, su dirección se obtiene sumando 1 a la dirección base del puerto (0x379 en LPT1).



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Registro de Estado:Busy (BSY): ocupada. Un nivel H indica que la impresora está ocupada y no puede recibir datos.

Acknowledge (ACK): Un nivel L indica que la impresora está en disposición de recibir un nuevo dato.

Paper end (PAP): sin papel. Un nivel H indica que la impresora se ha quedado sin papel.

On line (OFON): conectada. Un nivel H indica que la impresora está conectada y en línea.

Error ( ERR): un nivel L indica que se ha producido un error en la empresora.




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Registro de Control: permite controlar las transferencias de información con la impresora, y puede ser escrito y leído desde el microprocesador. Es un registro de salida cuya dirección se obtiene sumando 2 a la dirección base del puerto ( 0x37A en LPT 1 ).



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Registro de Control:

Strobe (STR): validación del dato (activa a nivel bajo). Un nivel

bajo indica a la impresora que el dato es válido.

Auto line feed (ALF): cambio de línea automático. Un nivel L indica a la impresora que cuando reciba un retorno del dato debe hacer también un cambio de línea automáticamente.

Initialize printer (INI): inicialización. Un nivel L inicializa o provoca un reset en la empresora (si la impresora lo admite)

Select (DSL): un nivel L selecciona o pone la impresora en línea la impresora (si la impresora lo admite)



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Pin Señal E/S Registro Bit Lógica

1 /STROBE Salida Control 0 Invertida

2 DATO BIT 0 E/S * Datos 0 Directa








10 ACKNOW Entrada Estado 6 Directa

11 /BUSY Entrada Estado 7 Invertida

12 PAPER OUT Entrada Estado 5 Directa

13 SELECT IN Entrada Estado 4 Directa

14 /AUTO LINEFEED Salida Control 1 Invertida

15 ERROR Entrada Estado 3 Directa

16 INICIALIZE Salida Control 2 Directa

17 SELECT Salida Control 3 Invertida

18-25 GND --- --- --- ---




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Características E/S

Cuando se usa el puerto paralelo para otro cometido distinto al original, solo se puede hablar de 12 líneas de salida de información desde el ordenador:

· pines del 2 al 9 registro de datos· pines 1,14, 16 y 17 registro de control

15 líneas de entrada al mismo:

· pines 2-9 registro de datos· pines 10,11,12,13 y 15 registro de estado



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IEEE 1284-1994

• Normativa que tenía por objeto mejorar las prestaciones, tanto en velocidad como en otras características del puerto paralelo

– Admitir bidireccionalidad– Introducir hardware específico de control

(mejora de la velocidad)– Introducir protocolos más complejos

• Múltiples dispositivos, compresión de datos


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En el estándar se reconocen 3 modos para el puerto paralelo: SPP / EPP / ECP

SPP: Puerto paralelo estándar, desarrollado por Centronics

Data Computer Corporation a mediados de los años 60.

Este modo es unidireccional con una tasa máxima de

500Kb/seg.



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EPP Mode

EPP: Enhanced Parallel Port

• Puerto paralelo mejorado, desarrollado conjuntamente

por Intel, Xircom y Zenith. Este modo es bidireccional

con una tasa máxima de transferencia de 2MB/seg.• Un hardware específico se encarga de las tareas de

protocolo.– El usuario se limita a escribir o leer el dato de un

puerto e/s• Se mantiene compatibilidad con el modo SPP


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ECP Mode

ECP: Extended Capabilities Mode

• Puerto de capacidad extendida, propuesto por Microsoft y Helewtt Packard. Además de ser bidireccional está dotado de FIFO de 16KB, DMA e interrupción. Tasa maxima 2MB/seg.

• Lo mismo que EPP, implica un hardware específico que se encarga del protocolo.

• Puede usar canales DMA lo que mejoraría las velocidades de transferencia.

• Es capaz de comprimir los datos en tiempo real para transmitirlos

• Soporta métodos de direccionamiento de dispositivos


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Conclusiones: Al implementar un circuito para trabajar con el puerto paralelo es necesario utilizar un buffer para proteger el puerto debido a su muy baja cargabilidad.

Antes de llevar a cabo un proyecto es necesario asegurarse el modo del puerto que se utilizará (SPP, EPP, ECP). Si para entradas digitales basta con las señales del registro de estado el modo puede ser SPP, pero si es necesario usar el registro de datos como entrada se exige el modo EPP o ECP (recomendado el ECP si es soportado).



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Conclusiones:

Se tienen dos registros para la escritura en el puerto (salida) que son el de Datos (8 bits) y el de Control (4 bits).

Se tienen dos registros para la lectura del puerto (entrada) que son el de Datos (8 bits en modo EPP o ECP) y el de Estado (5 bits).

Algunas de las señales de Control y de Estado tienen lógica invertida.



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Conclusiones:

Para conocer y/o configurar el puerto paralelo según uno de los modos se debe acceder al setup del computador, allí se puede cerciorar que el puerto está en el modo requerido.



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8255

La interfaz programable de periféricos 8255.La interfaz programable de periféricos 8255.

8255

El 8255 es un PPI de entradas y salidas de propósito general. Es un puerto que tiene la ventaja de ser un dispositivo programable de entrada y salida de propósito general, está diseñado para usarse como interface entre microprocesadores y uno o varios periféricos. Tiene 24 líneas TTL de E/S programables con carga hasta de 2.6mA por cada línea de salida. Su alimentación es sencilla de 5VDC. Las líneas de E/S se manejan mediante 3 puertos. Se puede trabajar en 3 modos diferentes.


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8255

8255


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Los 3 puertos del 8255 son de 8 bits cada uno:

Puerto A: Puede ser configurado como un puerto de 8 salidas con latch o no. También puede programarse como un puerto de 8 entradas con latch.

Puerto B: Puede ser configurado como un puerto de 8 salidas con latch o no. También puede programarse como un puerto de 8 entradas pero sin latch.

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Puerto C:Puede ser un puerto de 8 salidas con latch o no. También se puede programar como un puerto de 8 entradas sin latch. Este puerto tiene modos de operación por nibles donde cada nible trabaja en conjunto con su bloque de control (PA o PB) para agregar 4 líneas de datos, control o estado.

Los 3 puertos del 8255 son de 8 bits cada uno:

La configuración funcional de cada puerto se programa por software, y es la CPU la que envía las palabras de control para el modo de operación. Ésta palabra es enviada a un registro interno que recibe dicha palabra.

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Constitución interna del 8255:


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Escribir sobre el registro de control se hace para configurar el CI (modo de los 3 puertos). Las formas (modos de operación) en que puede ser programado son los siguientes: MODO "0": entrada/salida.;

MODO "1": entrada/salida sincronizada ( strobed).MODO "2": bus direccional.

Para configurar el modo de funcionamiento de cada

puerto es necesario realizar la programación del 8255

mediante la escritura de código en el registro de control.

El código que se carga en el registro de control se le

llama palabra de control.

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Por programación, el puerto "C" puede ser dividido en dos puertos individuales de 4 bits cada uno.

Para seleccionar el modo se utilizan las dos líneas de Dirección A1 y A0.

A1 A00 1 Puerto "A" (E/S)0 1 Puerto "B" (E/S)1 0 Puerto "C" (E/S)1 1 Control de los tres puertos (Palabra de Control).

La palabra de control se envía por el bus de datos del CPU y significa la forma en que se utilizan los puertos, es decir, cuál o cuáles se usan como entrada o de salida.

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Palabra de Control del 8255 es:

Do(PC3-PC0): En 0 estos terminales son salida y en 1 son entrada.D1(PB7-PB0): En 0 estos terminales son salida y en 1 son entrada.D2(Modo Grupo B). En 0 Modo0 y en 1 Modo1. D3(PC7-PC4): En 0 estos terminales son salida y en 1 son entrada.D4(PA7-PA0): En 0 estos terminales son salida y en 1 son entrada.D5 y D6( Modo Grupo A)D5=0 y D6=0 Modo 0, D5=0 y D6=1 Modo 1, D5=0 y D6=0 Modo 2 y D5=1 y D6=1 Modo 2.

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La palabra de control está se compone de los bit necesarios para configurar los 2 bloques de control:

Bloque de control A: Puerto A completo (8 bits) Nible alto del puerto C (4 bits)

Bloque de control B:Puerto B completo (8 bits)Nible bajo del puerto C (4 bits)

El registro de control solo acepta operaciones de escritura.

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El 8255 tiene además otras terminales que se encargan de dirigir todas las transferencias internas y externas de datos y control de estado. En estas, se aceptan las señales provenientes del bus de direcciones y del bus de control. Estas son las señales que llegan al chip: CS : Ésta es activa en nivel bajo y es la entrada de habilitación del chip, activada ésta se tiene comunicación entre el 8255 y el procesador. Si está en nivel alto, el bus de datos se pone en tercer estado. RD : Entrada de control para lectura, activa en nivel bajo. Con ésta, se permite al procesador leer un dato o información de estado en los puertos.

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WR : Entrada de control para escritura, activa también en nivel bajo. Permite al procesador escribir un dato en los puertos. A0, A1 : Estas son las entradas de selección de puertos. Permiten seleccionar a uno de los puertos de acuerdo a la palabra de control que se envíe.

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Modos de Operación

Modo 0: Esta configuración implementa simples funciones de entrada/salida para cada bit de los 2 puertos de 8 bits y los 2 puertos de 4 bits; los datos son leídos y escritos sin mas, es decir sin ningun control adicional. Los puertos pueden ser configurados como entradas (sin latch) o salida (con latch).

Modo 1: Strobed input/output. Existen dos grupos A y B formados por los puertos A y B y el puerto C, que es repartido a la mitad para gestionar las señales de control. Tanto si configura como entrada o como salida los datos permanecen en un latch. En este modo es posible conectar al 8255 para hacer transferencias de datos en paralelo a una velocidad considerable con posibilidad de generar interrupciones al CPU en el momento que sean recibidos o que haya que enviarlos.

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Modo 2: Este permite un bus bidirecciónal de 8 bits, usando señales de control del puerto C. Este modo solo existe en el Grupo A y tanto las entradas como las salidas tienen latch.

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