PC并行端口作为数字I/O口的应用

　　本文介绍PC并行端口在单片机等控制系统中作为数字I/O口的应用。在控制系统中，有许多的数字开关量、数字控制信号、数字信号等，都可以通过计算机并行端口进行采集;并将采集的数字信号经计算机处理后形成数字控制信号，再从计算机的并行端口输出进行各种自动控制。

　　一、PC并行端口介绍

　　目前，计算机中的并行接口主要作为打印机端口，接口使用的不再是36针接头而是25针D形接头。所谓“并行”，是指8位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高。

　　现在常见的并口有五种：SPP型、PS/2型、EPP型、ECP型和多模式接口，大多数PC机配有SPP并口：

　　SPP标准并行口有4位、8位、半8位:4位口一次只能输入4位数据，但可以输出8位数据;8位口可以一次输入和输出8位数据;半8位也可以。

　　PS/2简单双向并行口：它引入双向数据端口，这种双向数据端口容许外设每次向PC机发送8位信息。PS/2型并口是指所有具有双向数据端口，但不支持后面介绍的EPP或ECP模式的并行接口。

　　EPP增强并行口:允许8位双向数据传送，它可以在大约1ms的时间内完成包括握手联络在内的一个字节的数据传送;而SPP或SP/2接口则需要大约4ms才能完成同样的工作。因此可以连接各种非打印机设备，如扫描仪、LAN适配器、磁盘驱动器和CDROM 驱动器等。

　　ECP口扩展并行口:是双向数据端口，并能以ISA总线速度传送数据。ECP有缓冲区，支持命令周期、数据周期和多个逻辑设备寻址，在多任务环境下可以使用DMA(直接存储器访问)。

　　多模式接口：许多新型接口支持多种模式，可以工作在以上提到的部分或全部模式下，用户可以使用配置选择，使用上述各种接口形式，或只使用其中一些而禁止其它。

　　二、PC标准配备并行口介绍

　　本文主要介绍计算机的标准配备并行端口即25针的母接头端口的应用，在此基础上可以运用相同的原理使用其它模式的并行端口。并行端口共有25支脚，但不是每支脚均被使用到。这些脚被区分为3种主要的功能，分别是用于数据的传送、检查打印机的状态及控制打印机，其接口如下所示：

　　

 

　　在PC机中，标准并行口使用3个8位的端口寄存器，PC就是通过对这些寄存器，也就是所说的数据、状态、控制寄存器的读写访问并口的信号的。本文中使用一些通用的叫法，8个数据位分别为D0～D7，5个状态位为S3～S7，4个控制为C0～C3。其中字母表示了端口寄存器，数字则表示该信号在寄存器中的位。

　　数据寄存器

　　数据端口或称数据寄存器(D0～D7)保存了写入数据输出端口的一字节信息。数据端口可以写入数据，也可以读出数据(即可擦写);写进去的当然是我们希望从数据端口引脚输出的数据，不过读进来的也只是我们上次写进去的数据，或是原来保留在里面的数据，并不是从端口引脚输入PC的数据。数据端口引脚是PIN2～PIN9，其定义如下：

　　数据寄存器(即数据输出端口) 可擦写、基地址

　　bit引脚：D-sub信号名信号源是否在连接器处倒相

　　0Pin2D0PC否

　　1Pin3D1PC否

　　2Pin4D2PC否

　　3Pin5D3PC否

　　4Pin6D4PC否

　　5Pin7D5PC否

　　6Pin8D6PC否

　　7Pin9D7PC否

　　如果我们把这8支脚当成一般的数字输出的脚位看待，上述8支脚就相当于是8个数字输出的位置一般，我们就可以把它们当成是8个可以自由控制的输出点。当我们通过数据端口传送数据时，就是改变这8支脚的电平状态;而接受方也按照相同的编码原则解释，就可以获得传送的数据。

　　状态寄存器

　　状态端口或称状态寄存器保存的是5个输入(S3～S7)的逻辑状态。S0～S2位不出现在并口连接器中。除了S0以外，状态寄存器是只读的，读出数据信息是状态端口引脚上的逻辑状态。S0是支持EPP传输并口的超时标志信息，可以用软件方法清零。在许多并口中，状态输入接有上拉电阻。状态端口引脚是Pin10～Pin13、Pin15，其定义如下：

　　状态寄存器(即状态输入端口) 基地址+1

　　bit引脚：D-sub信号名信号源是否在连接器处倒相

　　0　Time-Out

　　1　未使用

　　2　未使用

　　3Pin15nError(nFault)外设否

　　4Pin13Select外设否

　　5Pin12PaperEnd外设否

　　6Pin10nAck外设否

　　7Pin11Busy外设是

　　上表中所谓的(基地址+1)指的是：如果我们的LPT地址是378H，在加上1就是379H;这个地址是专门用来传递打印机的状态的。和数据地址比较起来不一样的是，这里地址并非在连接器的脚位上均有对应点。在这个状态的显示上只有5个脚位有对应，位S0～S2是没有的--最起码是无法让计算机有对应的值可读取。

　　如果打印机接到并口上，那么打印机的状态将会通过这几支脚传送到PC，程序只要去基地址+1的位置读取数值即可知道现在打印机所处的状态。由于这几支脚可以让打印机传送状态给PC，那么我们可以把这几支脚位拿来当作数字输入的通道;我们可以让这几支脚位的状态发生电位的改变，而利用程序去读取这些脚位的数值，即可实现数据的输入。

　　控制寄存器

　　控制端口或称控制寄存器保存了C0～C3的4位的控制信息。C4～C7不出现在并口连接器中。一般来说，这些位被用来输出，然而大多数SPP中，控制位为集电极开路/漏极开路模式，也就是说，它们同样可以用作输入。要从控制位上读取外部逻辑信号，首先将向相应的输出写入“1”，然后读取控制寄存器的值即可。但是，为了提高交换速度，大多数支持EPP和ECP接口中，控制位工作在不能用作输入的推拉模式下。在一些多模式接口中，控制位采用的是改进型的推拉模式，可以用作输入。控制端口引脚是Pin1、Pin14、Pin16和Pin17，其定义如下：

　　控制寄存器(即控制输出端口) 基地址+2

　　bit引脚：D-sub信号名信号源是否在连接器处倒相

　　0Pin1nStrobePC是

　　1Pin14nAutoLFPC是

　　2Pin16nInitPC否

　　3Pin17nSelectInPC是

　　4　IRQ

　　5　未使用

　　6　未使用

　　7　未使用

　　上表中所谓的(基地址+2)指的是：如果我们的LPT地址是378H，在加上1就是37AH;这个地址是专门用来控制打印机动作的。

　　如同数据的送出，我们的程序只要将我们的信息送往(基地址+2)的地址去，就可以实现数据输出，接受端在相应引脚就可以接受到相应的逻辑电位状态。当控制端口的信号源为高电平时，这些引脚可以作为输入引脚，如同状态端口引脚一样。

　　在上述定义表格中，所谓“是否在连接器处倒相”是指并口硬件将连接器与相应寄存器位之间的4个信号进行了倒相处理。具体说来，S7、C0、C1、C3信号的逻辑状态在连接器处是与相应寄存器位反相的。当你对这些位进行写操作时，必须牢记写入的值应该与你想在连接器处设置的值相反;当要对这些位进行读操作时，也必须记住所读取的值与连接器处的值相反。

　　计算机的标准配备并行端口除以上介绍的数据端口引脚Pin2～Pin9、状态端口引脚Pin15、Pin10～Pin13、控制端口引脚Pin1、Pin14、pin16、Pin17外，连接器上的 其它引脚Pin18～Pin25是归地引脚GND。