增強(qiáng)型并行端口EPP編程 - 全文

　　1、引言

　　標(biāo)準(zhǔn)并行端口SPP(Standard Parallet Port)為大家所熟知，但是基于SPP的擴(kuò)展經(jīng)常受到一些限制，如傳輸前進(jìn)行“忙信號(hào)”的查詢和傳輸后狀態(tài)的握手，導(dǎo)致傳輸速率降低;再則數(shù)據(jù)線是單向的，由狀態(tài)線完成的數(shù)據(jù)輸入需要進(jìn)行字節(jié)的拼接，因此又降低了數(shù)據(jù)的傳輸速率。

　　增強(qiáng)型并行端口協(xié)議從根本上改變了這一狀況，它不但與SPP兼容，又能進(jìn)行雙向的高速數(shù)據(jù)傳輸。它的握手信號(hào)由硬件完成，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)到ISA總線的速度。

　　2、SPP簡(jiǎn)介

　　2.1、EPP讀寫周期及信號(hào)定義

　　增強(qiáng)型并行端口協(xié)議最初是由Intel、Xircom和Zenith Data System公司發(fā)起并制定的，它后以后的IEEE1284標(biāo)準(zhǔn)都極大的改善了并行端口的性能。EPP協(xié)議提供了數(shù)據(jù)寫、數(shù)據(jù)讀、地址寫、地址讀四種數(shù)據(jù)傳輸周期。

　　數(shù)據(jù)周期用于主機(jī)和外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳輸，地址周期用于傳送地址、通道、命令和控制信息。表1列出EPP與SPP信號(hào)的定義及相互關(guān)系。

　　表1、EPP信號(hào)描述

　　SPP信號(hào)EPP信號(hào)方向EPP信號(hào)描述

　　nSTROBEnWRITE輸出低有效，表示寫操作。高電平讀周期

　　nAUTOFEEDnDATASTB輸出低有效，表示數(shù)據(jù)的讀寫操作正在進(jìn)行

　　nSELECTINnADDRSTB輸出低有效，表示地址的讀寫操作正在進(jìn)行

　　nINITnRESET輸出低有效，外設(shè)復(fù)位

　　nIACKnINTR輸入外設(shè)中斷，用于對(duì)主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)中斷

　　BUSYnWAIT輸入握手信號(hào) ，低表示可以開始一個(gè)周期(置選通)，高表示可以結(jié)束一個(gè)周期(清選通)

　　D[8:1]AD[8:1]雙向雙向地址/數(shù)據(jù)線

　　PE用戶定義輸入每種外設(shè)有不同的使用

　　SELECT用戶定義輸入每種外設(shè)有不同的使用

　　nERROR用戶定義輸入每種外設(shè)有不同的使用

?

　　附圖是EPP數(shù)據(jù)寫周期的時(shí)序圖。因它的握手信號(hào)由硬件完成，整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過程發(fā)生在一個(gè)ISA I/O周期內(nèi)，因而使用EPP傳送數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)可以獲得500KB/S～2MB/S的傳輸率。

　　2.2、EPP端口及寄存器

　　EPP占用并行口基地址+0～+7共8個(gè)相鄰的I/O映像地址?；刂?3是EPP的地址口，對(duì)它進(jìn)行I/O操作便產(chǎn)生地址周期;基地址+4是EPP的數(shù)據(jù)口，對(duì)它進(jìn)行8位I/O讀寫操作，便產(chǎn)生數(shù)據(jù)讀寫周期。如軟件使用16位或32位的I/O操作，則會(huì)用到基地址+4～+7映像地址。對(duì)基地址+0～+2的操作與SPP相同，這就保證了與SPP的兼容性。但由于EPP為雙向端口，其寄存器的內(nèi)容比SPP有所增加(如表2所示)。

　　口地址端口名BIT0BIT1BIT2BIT3BIT4BIT5BIT6BIT7

　　基地址+0數(shù)據(jù)口D0D1D2D3D4D5D6D7

　　基地址+1狀態(tài)口TIEMOUT00nERRSLCTPEnACKnBUSY

　　基地址+2控制口STROBEAUTOFDnINITSLCIRQEPCD00

　　基地址+3EPP地址口D0D1D2D3D4D5D6D7

　　基地址+4EPP數(shù)據(jù)口0D0D1D2D3D4D5D6D7

　　基地址+5EPP數(shù)據(jù)口1D0D1D2D3D4D5D6D7

　　基地址+6EPP數(shù)據(jù)口2D0D1D2D3D4D5D6D7

　　基地址+7EPP數(shù)據(jù)口3D0D1D2D3D4D5D6D7

　　新增的位如下：

　　(1)TIMEOUT位：邏輯“1”表示EPP讀寫操作時(shí)發(fā)生超時(shí)錯(cuò)誤;邏輯“0”表示無(wú)超時(shí)發(fā)生。

　　(2)PCD位(Parallel Control Direction并行口方向控制)：在雙向傳輸種，PCD位為“0”時(shí)進(jìn)行寫操作;為“1”時(shí)進(jìn)行讀操作，8位數(shù)據(jù)線處于讀狀態(tài)。

　　2.3、EPP1.9和EPP1.7

　　EPP1.7是指Xircom 1.7版的提案，Intel在最初的82360 I/O控制器中使用這一協(xié)議，而那時(shí)IEEE1284標(biāo)準(zhǔn)還沒建立起來(lái)。EPP1.7與IEEE1284標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的EPP1.9的區(qū)別在于，EPP1.7在讀寫周期開始時(shí)，nDATASTROBE或nADDRSTROBE置位時(shí)不考慮nWAIT信號(hào)的狀態(tài)。這意味著外設(shè)不能通過清nWAIT來(lái)推遲一個(gè)EPP周期的開始。因而服從1284標(biāo)準(zhǔn)的外設(shè)可以在EPP1.7的主機(jī)上工作，而EPP1.7的外設(shè)不能在服從1284 標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)上工作。

　　EPP控制芯片中的看門狗時(shí)鐘會(huì)防止系統(tǒng)鎖死。一般來(lái)講，EPP1.9在讀寫周期開始10us后，如果nWAIT仍沒有響應(yīng)，則發(fā)生TIMEOUT錯(cuò)誤，狀態(tài)寄存器的第0位TIMEOUT為“1”，EPP周期終止;而EPP1.7則是在EPP讀寫周期開始10us后仍未結(jié)束時(shí)，置TIMEOUT為“1”。

　　3、EPP編程方法

　　3.1、EPP模式的設(shè)置與基地址的選擇

　　由于EPP控制芯片的生產(chǎn)廠家不同，具體的編程方式也有所不同，因而EPP協(xié)議對(duì)該模式的設(shè)置和檢測(cè)沒有統(tǒng)一的規(guī)定。比較實(shí)用的設(shè)置方式是在系統(tǒng)的CMOS中選擇含有EPP模式的選項(xiàng)，再選擇EPP協(xié)議的類型EPP1.7或EPP1.9，由系統(tǒng)完成對(duì)EPP芯片的設(shè)置。

　　并行端口的地址也可在CMOS中設(shè)置，如果操作系統(tǒng)為Windows 9x，可以在其中“控制面板”的“系統(tǒng)”窗口中設(shè)置。值得注意的是，基地址一般使用378H或278H，而不使用3BCH。因?yàn)镋PP要求8個(gè)相鄰的I/O端口，而3C0H可能為VGA設(shè)備所占用。

　　3.2、傳輸方向控制

　　并行端口的8位數(shù)據(jù)線在EPP模式下為雙向數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)傳輸方向由控制寄存器(基地址+2)的第5位控制。該位置“1” 時(shí)，禁止數(shù)據(jù)輸出，可以從外部數(shù)據(jù)線上讀取信號(hào)。改位置“0”時(shí)，可以執(zhí)行EPP的寫操作，如地址寫或數(shù)據(jù)寫操作。

　　3.3、數(shù)據(jù)、地址的讀寫操作

　　EPP模式設(shè)置后，數(shù)據(jù)傳輸非常簡(jiǎn)單，只需簡(jiǎn)單的端口讀寫即可實(shí)現(xiàn)，其C語(yǔ)言指令如下：

　　寫一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)：outportb(base_addr+4,data)

　　寫一個(gè)字節(jié)的地址：outportb(base_addr+3,value)

　　讀一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)：data=inportb(base_addr+4)

　　讀一個(gè)字節(jié)的地址：value=inportb(base_addr+3)

　　3.4、狀態(tài)檢查及TIMEOUT位清除

　　每一次讀寫后，應(yīng)檢查狀態(tài)寄存器是否發(fā)生錯(cuò)誤(如超時(shí)錯(cuò)誤TIMEOUT)。如果TIMEOUT位被置位，下一次EPP數(shù)據(jù)和地址口的讀寫操作都將無(wú)效，因而每次EPP操作后對(duì)該位的檢測(cè)時(shí)必要的。TIMEOUT位為狀態(tài)寄存器(基地址+1)的第0位，對(duì)該位TIMEOUT標(biāo)志的清除，不同的控制芯片使用不同的方法，這對(duì)編程不利。有的向該位寫“1”，可以清除TIMEOUT標(biāo)志，寫“0”對(duì)該位無(wú)影響;有的對(duì)狀態(tài)寄存器進(jìn)行讀操作，就可以清除該位;還有的是寫“0”清除該標(biāo)志。所以通用的方法是讀狀態(tài)寄存器后，TIMEOUT位如果置位，先向該位寫“1”，再寫“0”。這樣，無(wú)論哪種芯片都可以保證對(duì)該位的清除。

　　3.5、16位、32位數(shù)據(jù)的讀寫操作

　　EPP的8位數(shù)據(jù)口共有4個(gè)：基地址+4～+7，在其中任意一個(gè)端口上進(jìn)行8位I/O寫指令(如匯編語(yǔ)言的out，或C語(yǔ)言中的outportb函數(shù))，都會(huì)發(fā)生EPP的數(shù)據(jù)周期，與外設(shè)傳遞數(shù)據(jù)。這4個(gè)數(shù)據(jù)口的另一種用法是，使用16/32位輸出指令，2個(gè)或4個(gè)字節(jié)就會(huì)自動(dòng)的按順序傳送給外設(shè)。例如使用匯編指令outsd向第一個(gè)EPP數(shù)據(jù)口寫一個(gè)雙字，雖然只用了一條I/O指令，但外設(shè)收到了這雙字的4個(gè)字節(jié)。值得注意的是，外設(shè)不是一次收到32位的數(shù)據(jù)，而是分4次收到，在EPP模式下，數(shù)據(jù)寬度仍是8位。另外，地址口只能使用8位I/O指令，不能一次傳遞 16位或32位地址。

　　3.6、Windows 3.x/Windows 9x環(huán)境下的編程

　　Windows 3.x/Windows 9x環(huán)境下對(duì)硬件操作的最好方法是使用虛擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序VxD(virtual device driver)，它可以使用DDK或C開發(fā)，對(duì)端口的操作可以得到系統(tǒng)級(jí)的保護(hù)，并能得到快速的中斷響應(yīng)。另一種和硬件打交道的方法是使用OCX或ActiveX控件，在32位的Visual Basic中就能實(shí)現(xiàn)。但是這些方法需要較多的編程經(jīng)驗(yàn)，所采用的編程語(yǔ)言也受到很大限制，一般的軟件人員不易實(shí)現(xiàn)。使用 Windows API也可以實(shí)現(xiàn)硬件操作，例如通過API調(diào)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)串口和打印機(jī)的操作。但是Windows API沒有一般性的端口操作函數(shù)，不適用于 EPP的編程。

　　實(shí)用而有效的方法是對(duì)EPP進(jìn)行直接I/O操作，并將相關(guān)函數(shù)生成動(dòng)態(tài)連接庫(kù)DLL，供應(yīng)用程序調(diào)用。在并口不被其他程序使用的情況下，對(duì)EPP執(zhí)行直接I/O讀寫是沒有問題的。由于Windows編程語(yǔ)言都支持對(duì)DLL的調(diào)用，因而程序員可以使用他所熟悉的語(yǔ)言(包括不支持直接I/O的VB)編寫應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)EPP的操作。

　　下面給出在32位的Delphi中，通過內(nèi)嵌匯編代碼實(shí)現(xiàn)的EPP端口讀寫的input32.dll源程序。

　　library input32;

　　uses sysutils;

　　//向端口寫一個(gè)字節(jié)

　　procedure function out32(portaddress, value: smallint);stdcall;export;

　　var

　　bytevalue: byte;

　　begin

　　bytevalue := byte(value);

　　asm

　　push dx

　　mov dx,portaddress //寫bytevalue到portaddress

　　mov al,bytevalue

　　out x,al

　　pop dx

　　end; end;

　　//從端口讀一個(gè)字節(jié),br> function in32(portaddress: smallint):smallint;stdcall;export;

　　var

　　bytevalue: byte;

　　begin

　　asm

　　push dx

　　mov dx,portaddress //從portaddress讀bytevalue

　　in al,dx

　　mov bytevalue,al

　　pop dx

　　end;

　　in32 := smallint(bytevalue) and $00ff;

　　end;

　　exports

　　in32,out32;

　　begin

　　end.