6.15. Универсальный параллельный адаптер

1. Краткое описание

Универсальный параллельный адаптер предназначен для подключения к компьютеру различных устройств с цифровыми входами. Например, он может использоваться для записи информации в ПЗУ, прямого управления шаговыми двигателями, для налаживания различных электронных схем в качестве эмулятора и т. д. При наличии соответствующего программного обеспечения многие из перечисленных задач можно выполнить, используя только порт компьютера, но при этом возникает вполне реальный риск выхода порта из строя, так как его выходы не имеют защиты и рассчитаны на подключение только одного вывода, а для ремонта может потребоваться замена материнской платы. Кроме того, для подключения к параллельному порту чего-либо необходимо предварительно выключить компьютер. Адаптер устраняет эти проблемы и позволяет думать в первую очередь о разрабатываемой схеме, а не о том, как бы в процессе ее создания не спалить компьютер.

2. Схема

Рис. 6.18. Электрическая принципиальная схема адаптера

Идея использовать параллельный порт для выдачи и приема цифровых сигналов с TTJI-уровнями не нова. Предлагаемый здесь адаптер отличается простотой, при возможностях достаточных для большого количества применений. К тому же, если вам через какое-то время понадобится увеличить количество входов-выходов, можно просто собрать такую же схему и подключить ее по приведенной ниже таблице. Хотя если предполагается, что выводов одной схемы сразу будет недостаточно, лучше использовать более мощный вариант.

Схема состоит из трех регистров и одного мультиплексора. Все регистры включены по одинаковой схеме, за исключением третьего, его выходы могут быть переведены в высокоомное состояние, поэтому к нему также подведен управляющий сигнал разрешения включения выходов ОЕ. Информационные входы всех регистров объединены и подключены к соответствующим выходам параллельного порта компьютера, так как используется ТТЛШ серия, то допустимо нагружать один выход порта на несколько входов микросхем. Для стробирования используются управляющие линии порта, подключенные ко входам С регистров. Для увеличения количества входов используется мультиплексор D4.

3. Подключение к компьютеру и внешнему устройству

Схема подключается к параллельному порту, также необходимо подвести питание +5 В к микросхемам, лучше всего для этого использовать блок питания компьютера. В моем варианте собранная схема находится внутри компьютера, подключается к внутреннему разъему LPT-порта на системной плате, для питания использует 4-контрактный разъем, а рабочие выходы выведены на 32-контактный разъем, вмонтированный в заглушку от отсека 5,25 на передней панели. На этот же разъем выведены напряжения питания +5, +12 В.

При необходимости увеличить количество выводов можно собрать второй такой же блок и подключить его в соответствии с приведенной ниже таблицей к первому, подключенному к компьютеру. При этом появятся дополнительно несколько входов и выходов, но время доступа увеличится.

Для подключения к внешнему устройству используются цепи O1—O24, из них O1…O16 являются обычными выходами, а O17…O24 могут использоваться как входы или выходы. Цепь O16 параллельно используется для внутренних нужд.

4. Программирование

Программа должна писаться для каждого конкретного случая использования устройства отдельно, поэтому автор не приводит здесь никаких вариантов, а только рассматривает основные принципы программного управления схемой.

Практически любой язык программирования имеет функции, позволяющие записать число по заданному адресу в порт ввода-вывода. Управление схемой осуществляется через вызовы таких функций. Для записи 8-битового числа в буферный регистр схемы необходимо записать его в регистр данных параллельного порта, затем записать в регистр управления любое число, имеющее в соответствующем разряде единицу (соответствующем выводу С выбранного буферного регистра), и затем в него же ноль. Для чтения 4 битов данных достаточно просто прочитать регистр состояния порта, для чтения остальных битов предварительно измените состояние линии 016. Необходимо учитывать, что некоторые входные и выходные линии порта проинвертированы.

Адреса регистров для LPT1 приведены в таблице (верно для большинства компьютеров, но для корректного определения адресов следует использовать данные BIOS):

Регистр данных… 378h

Регистр состояния… 379h

Регистр управления… 37Ah

Автор: Сафонников В. В. (E-mail: sw@ufanet.ru).