利用EPP接口協(xié)議實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信

摘要：如何實(shí)現(xiàn)PC與單片機(jī)系統(tǒng)間的高速數(shù)據(jù)通信，是測量控制系統(tǒng)中經(jīng)常遇到的難題。本文系統(tǒng)地介紹利用EPP接口協(xié)議實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信的原理，并從硬件、軟件兩方面給出一個應(yīng)用EPP接口協(xié)議的設(shè)計(jì)實(shí)例。 關(guān)鍵詞：單片機(jī)系統(tǒng) 高速數(shù)據(jù)通信 EPP 前言 單片機(jī)系統(tǒng)中常常需要具備與PC機(jī)通信的功能，便于將單片機(jī)中的數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)中用于統(tǒng)計(jì)分析處理;有時又需要將PC機(jī)中的數(shù)據(jù)裝入單片機(jī)系統(tǒng)中，對單片機(jī)程序進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)并行口SPP(Standard Parallel Port)方式實(shí)現(xiàn)了由PC機(jī)向外設(shè)的單向傳輸，但實(shí)現(xiàn)PC機(jī)接收外設(shè)發(fā)送的數(shù)據(jù)則非常麻煩;

而增強(qiáng)型并行口EPP(Enhanced Parallel Port)協(xié)議卻很好地解決了這一問題，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的高速數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)中發(fā)布。EPP協(xié)議有兩個標(biāo)準(zhǔn)：EPP1.7和EPP1.9。與傳統(tǒng)并行口Centronics標(biāo)準(zhǔn)利用軟件實(shí)現(xiàn)握手不同，EPP接口協(xié)議通過硬件自動握手，能達(dá)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 引腳號 SPP信號 EPP信號方 向說 明 1 Strobe nWrite 輸出指示主機(jī)是向外設(shè)寫(低電平)還是從外設(shè)讀(高電平) 2～9 Data0～7 Data07 輸入/輸出雙向數(shù)據(jù)總線 10 Ack Interrupt 輸入下降沿向主機(jī)申請中斷 11 Busy nWait 輸入低電平表示外設(shè)準(zhǔn)備好傳輸數(shù)據(jù)，高電平表示數(shù)傳輸完成 12 PaperOut/End Spare 輸入空余線 13 Select Spare 輸入空余線 14 Autofd nDStrb 輸出數(shù)據(jù)選通信號，低電平有效 15 Error/Fault nDStrb 輸入空余線 16 Initialize Spare 輸出初始化信號，低電平有效 17 Selected Printer nAStrb 輸出地址數(shù)據(jù)選通信號，低電平有效 18～25 Ground Ground GND 地線 2.EPP接口時序 EPP利用硬件自動握手實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外設(shè)之間的高速雙向數(shù)據(jù)傳輸，軟件只須對相應(yīng)端口寄存器進(jìn)行讀/寫操作。 (1)EPP寫操作時序如圖1所示。 CPU實(shí)現(xiàn)向外設(shè)寫數(shù)據(jù)的操作步驟如下： ①程序?qū)PP數(shù)據(jù)寄存器執(zhí)行寫操作; ②nWrite置低;

③CPU將有效數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線上; ④nDStrb(nAStrb)變低(只要nWait為低); ⑤主機(jī)等待nWait變高，確認(rèn)數(shù)據(jù)發(fā)送成功; ⑥主機(jī)等待nWait變高，確認(rèn)數(shù)據(jù)發(fā)送成功; ⑦EPP寫周期結(jié)束。 (2)EPP讀操作時序如圖2所示。 CPU實(shí)現(xiàn)從外設(shè)讀數(shù)據(jù)的操作步驟如下： ①程序?qū)ο鄳?yīng)EPP端口寄存器執(zhí)行讀操作; ②nDStrb(nAStrb)置低(如果nWait為低); ③主機(jī)等待nWait為高，確認(rèn)數(shù)據(jù)發(fā)送成功; ④主機(jī)從并行口引腳讀取數(shù)據(jù); ⑤nDStrb(nAStrb)置高; ⑥EPP讀操作周期結(jié)束。 3.EPP端口寄存器 EPP接口除了保留SPP的3個端口寄存器以外，還新增了5個端口寄存器，如表2所列。 表2 地 址端口名稱方 向 基地址+0 SPP數(shù)據(jù)端口寫 基地址+1 EPP狀態(tài)端口讀 基地址+2 EPP控制端口寫 基地址+3 EPP地址端口讀/寫 基地址+4 EPP地址端口讀/寫 基地址+5 EPP數(shù)據(jù)端口讀/寫 基地口+6 未定義(32位傳輸)讀/寫 基地址+7 未定義(32位傳輸)讀/寫 EPP狀態(tài)端口寄存器 WAIT INTR USER1 USER2 USER3 %26;#215; %26;#215; TMOUT WAIT：Wait狀態(tài)位(1有效); INTR：中斷請求狀態(tài)位(1有效); USER1～USER3：用戶自定義; TMOUT：保留(EPP1.7)超時標(biāo)志位(EPP1.9)。 EPP控制端口寄存器。 %26;#215; %26;#215; DIR IRQEN ASTRB INIT DSTRB WRITE 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(shù)據(jù)選通位(0有效); WRITE：讀/寫狀態(tài)位(0：寫，1：讀)。 讀取接口狀態(tài)和控制接口都只須對相應(yīng)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(shù)據(jù)端口地址 寫操作初始化：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(biāo)準(zhǔn)定義，由于硬件廠商的原因，EPP現(xiàn)有兩個標(biāo)準(zhǔn)：EPP1.7和EPP1.9，可以在BIOS/外圍設(shè)備/并行口(BIOS/Peripheral Setup/Parallel Port Mode)方式中進(jìn)行設(shè)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TMOUT。在EPP操作時序中，如果PC機(jī)數(shù)據(jù)(地址)選通信號變低后，且在 10μs時間內(nèi)，外設(shè)未能將nWait置為低，則TMOUT置為1，表示延時。 (2)EPP1.9標(biāo)準(zhǔn)中，只有當(dāng)nWait為低時，才能開始一個操作周期;但在EPP1.7中，無論nWait狀態(tài)如何，nAstrb(nDstrb) 都會被置低，從而開始一個新的數(shù)據(jù)(地址)操作周期。

二、EPP接口傳輸數(shù)據(jù)的一個實(shí)例 在某單片機(jī)系統(tǒng)中，須要將單片機(jī)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲器的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)中進(jìn)行分析處理。EPP接口(采用EPP1.7標(biāo)準(zhǔn))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(dāng)單片機(jī)執(zhí)行如下指令： MOV DPTR，#2000H MOVX @DPTR，A 就將寄存器A中的數(shù)據(jù)鎖存到數(shù)據(jù)總線上，便于PC機(jī)利用EPP接口進(jìn)行讀操作。 C語言例程： #define SPPDATA 0x0378 //定義各寄存器地址 #define SPPSTAT 0x0379 #define SPPCNTL 0x037A #define EPPADDR 0x037B #define EPPDATA 0x037C #include FILE *fp; Int data; Long i; int k; fp=fopen(filename,"wb"); //打開要存儲數(shù)據(jù)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;i<524288;i++) { while(!((inportb(SPPSTAT))%26;amp;0x80)) //查詢是否發(fā)送完畢 {} data=inportb(EPPDATA); //讀數(shù)據(jù) fputc(data,fp); //將數(shù)據(jù)存入文件 } fclose(fp); //關(guān)閉文件 單片機(jī)匯編語言程序?yàn)椋?FLAG1 BIT P1.7 ;標(biāo)志位 FLAG2 BIT P3.4 STADD EQU 0000H ;要傳輸數(shù)據(jù)段的起始地址 NUM EQU FFFFH ;要傳輸數(shù)據(jù)端的字節(jié)個數(shù) 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(yīng)用該接口電路，能實(shí)現(xiàn)1MB/s的傳輸速率，并且性能穩(wěn)定可靠。 如果應(yīng)用EPP1.9標(biāo)準(zhǔn)，硬件電路不用變動，軟件中可以省略對nWait進(jìn)行判斷的環(huán)節(jié)，速率能接近2MB/s。

結(jié)束語 本文系統(tǒng)介紹了EPP接口的原理，并且給出了一個利用EPP接口實(shí)現(xiàn)PC與單片機(jī)系統(tǒng)間高速傳輸?shù)膶?shí)例。EPP接口協(xié)議解決雙向高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾y題，在智能測量、自動控制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域必將得到廣泛的應(yīng)用。