利用EPP接口協(xié)議實(shí)現高速數據通信

關(guān)鍵詞：單片機系統 高速數據通信 EPP

前言

單片機系統中常常需要具備與PC機通信的功能，便于將單片機中的數據傳送到PC機中用于統計分析處理；有時(shí)又需要將PC機中的數據裝入單片機系統中，對單片機程序進(jìn)行驗證和調試。目前常用的通信方式是串行通信，但傳輸速率太低，以9600bps計算，傳輸1MB至少需要10min(分鐘)以上。并行通信克服了串行通信傳輸速率低的缺點(diǎn)。標準并行口SPP（Standard Parallel Port）方式實(shí)現了由PC機向外設的單向傳輸，但實(shí)現PC機接收外設發(fā)送的數據則非常麻煩；而增強型并行口EPP（Enhanced Parallel Port）協(xié)議卻很好地解決了這一問(wèn)題，能夠實(shí)現穩定的高速數據通信。

一、EPP接口協(xié)議介紹

EPP協(xié)議最初是由Intel、Xircom、Zenith三家公司聯(lián)合提出的，于1994年在IEEE1284標準中發(fā)布。EPP協(xié)議有兩個(gè)標準：EPP1.7和EPP1.9。與傳統并行口Centronics標準利用軟件實(shí)現握手不同，EPP接口協(xié)議通過(guò)硬件自動(dòng)握手，能達到500KB/s～2MB/s的通信速率。

1.EPP引腳定義

EPP引腳定義如表1所列。

表1 EPP接口引腳定義

2.EPP接口時(shí)序

EPP利用硬件自動(dòng)握手實(shí)現主機與外設之間的高速雙向數據傳輸，軟件只須對相應端口寄存器進(jìn)行讀/寫(xiě)操作。

（1）EPP寫(xiě)操作時(shí)序如圖1所示。

CPU實(shí)現向外設寫(xiě)數據的操作步驟如下：

①程序對EPP數據寄存器執行寫(xiě)操作；

②nWrite置低；

③CPU將有效數據送到數據總線(xiàn)上；

④nDStrb(nAStrb)變低（只要nWait為低）；

⑤主機等待nWait變高，確認數據發(fā)送成功；

⑥主機等待nWait變高，確認數據發(fā)送成功；

⑦EPP寫(xiě)周期結束。

（2）EPP讀操作時(shí)序如圖2所示。

CPU實(shí)現從外設讀數據的操作步驟如下：

①程序對相應EPP端口寄存器執行讀操作；

②nDStrb(nAStrb)置低（如果nWait為低）；

③主機等待nWait為高，確認數據發(fā)送成功；

④主機從并行口引腳讀取數據；

⑤nDStrb(nAStrb)置高；

⑥EPP讀操作周期結束。

3.EPP端口寄存器

EPP接口除了保留SPP的3個(gè)端口寄存器以外，還新增了5個(gè)端口寄存器，如表2所列。

表2

EPP狀態(tài)端口寄存器

WAIT：Wait狀態(tài)位（1有效）；

INTR：中斷請求狀態(tài)位（1有效）；

USER1～USER3：用戶(hù)自定義；

TMOUT：保留（EPP1.7）超時(shí)標志位（EPP1.9）。

EPP控制端口寄存器。

DIR：方向位（1輸入，0輸出）；

IRQEN：中斷使能位（1有效）；

ASTRB：地址選通位（0有效）；

INIT：初始化（1有效）；

DSTRB：數據選通位（0有效）；

WRITE：讀/寫(xiě)狀態(tài)位（0：寫(xiě)，1：讀）。

讀取接口狀態(tài)和控制接口都只須對相應的端口寄存器進(jìn)行操作。以初始化為例：

讀操作初始化：outportb(port+2,0x24)；

//port為SPP數據端口地址

寫(xiě)操作初始化：outportb(port+2,0x04);

//port+2為EPP控制端口地址

4.EPP1.7和EPP1.9

EPP接口最先有EPP1.7標準定義，由于硬件廠(chǎng)商的原因，EPP現有兩個(gè)標準：EPP1.7和EPP1.9，可以在BIOS/外圍設備/并行口（BIOS/Peripheral Setup/Parallel Port Mode）方式中進(jìn)行設置。兩者有如下不同點(diǎn)：

（1）EPP狀態(tài)端口寄存器的最低位bit0，在EPP1.9中定義為T(mén)MOUT。在EPP操作時(shí)序中，如果PC機數據（地址）選通信號變低后，且在10μs時(shí)間內，外設未能將nWait置為低，則TMOUT置為1，表示延時(shí)。

（2）EPP1.9標準中，只有當nWait為低時(shí)，才能開(kāi)始一個(gè)操作周期；但在EPP1.7中，無(wú)論nWait狀態(tài)如何，nAstrb(nDstrb)都會(huì )被置低，從而開(kāi)始一個(gè)新的數據（地址）操作周期。

二、EPP接口傳輸數據的一個(gè)實(shí)例

在某單片機系統中，須要將單片機系統中數據存儲器的大量數據傳輸到PC機中進(jìn)行分析處理。EPP接口（采用EPP1.7標準）硬件電路及軟件流程圖如圖3～圖5所示。

GAL譯碼電路方程式為/O1=/I1*/I2*/I3*I4*/I5，EPP接口選通地址為2000H。當單片機執行如下指令：

MOV DPTR，#2000H

MOVX @DPTR，A

就將寄存器A中的數據鎖存到數據總線(xiàn)上，便于PC機利用EPP接口進(jìn)行讀操作。

C語(yǔ)言例程：

#define SPPDATA 0x0378 //定義各寄存器地址

#define SPPSTAT 0x0379

#define SPPCNTL 0x037A

#define EPPADDR 0x037B

#define EPPDATA 0x037C

#includestdio.h>

FILE *fp;

Int data;

Long i;

int k;

fp=fopen(filename,"wb"); //打開(kāi)要存儲數據的文件

outportb(SPPCNTL,0x24);

//向控制端口發(fā)00100100代碼，初始化為讀操作模式for(i=0;i524288;i++)

{

while(!((inportb(SPPSTAT))0x80))

//查詢(xún)是否發(fā)送完畢

{}

data=inportb(EPPDATA); //讀數據

fputc(data,fp); //將數據存入文件

}

fclose(fp); //關(guān)閉文件

單片機匯編語(yǔ)言程序為：

FLAG1 BIT P1.7 ；標志位

FLAG2 BIT P3.4

STADD EQU 0000H ；要傳輸數據段的起始地址

NUM EQU FFFFH ；要傳輸數據端的字節個(gè)數

COMMUN：MOV DPTR，#STADD

COMM1：MOVX A，@DPTR

PUSH DPH

PUSH DPL

MOV DPTR，#EPP_CE

MOVX @DPTR，A

POP DPL

POP DPH

SETB FLAG1 ；將P1.7置高

CLR FLAG2 ；將P3.4置低

JB FLAG1，$；查詢(xún)P1.7為低，即nDStrb為低，表示PC讀操作已完成

SETB FLAG2 ；將P3.4置高

SETB FLAG1 ；將P1.7置高

INC DPTR

CJNE NUM，COMM1 ；循環(huán)NUM次

RET

實(shí)際應用該接口電路，能實(shí)現1MB/s的傳輸速率，并且性能穩定可靠。

如果應用EPP1.9標準，硬件電路不用變動(dòng)，軟件中可以省略對nWait進(jìn)行判斷的環(huán)節，速率能接近2MB/s。

結束語(yǔ)

本文系統介紹了EPP接口的原理，并且給出了一個(gè)利用EPP接口實(shí)現PC與單片機系統間高速傳輸的實(shí)例。EPP接口協(xié)議解決雙向高速數據傳輸的難題，在智能測量、自動(dòng)控制、數據傳輸等領(lǐng)域必將得到廣泛的應用。