EPP接口協(xié)議的原理及實現(xiàn)PC與單片機系統(tǒng)間高速傳輸?shù)碾娐吩O(shè)計

前言

單片機系統(tǒng)中常常需要具備與PC機通信的功能，便于將單片機中的數(shù)據(jù)傳送到PC機中用于統(tǒng)計分析處理；有時又需要將PC機中的數(shù)據(jù)裝入單片機系統(tǒng)中，對單片機程序進行驗證和調(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。標(biāo)準(zhǔn)并行口SPP（Standard Parallel Port）方式實現(xiàn)了由PC機向外設(shè)的單向傳輸，但實現(xiàn)PC機接收外設(shè)發(fā)送的數(shù)據(jù)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)利用軟件實現(xiàn)握手不同，EPP接口協(xié)議通過硬件自動握手，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。

2.EPP接口時序

EPP利用硬件自動握手實現(xiàn)主機與外設(shè)之間的高速雙向數(shù)據(jù)傳輸，軟件只須對相應(yīng)端口寄存器進行讀/寫操作。

（1）EPP寫操作時序如圖1所示。

CPU實現(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主機等待nWait變高，確認(rèn)數(shù)據(jù)發(fā)送成功；

⑥主機等待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主機等待nWait為高，確認(rèn)數(shù)據(jù)發(fā)送成功；

④主機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。

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。

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）方式中進行設(shè)置。兩者有如下不同點：

（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)的一個實例

在某單片機系統(tǒng)中，須要將單片機系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲器的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機中進行分析處理。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機利用EPP接口進行讀操作。

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;［page］

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（?。ǎ╥nportb（SPPSTAT））&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

單片機匯編語言程序為：

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

實際應(yīng)用該接口電路，能實現(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接口實現(xiàn)PC與單片機系統(tǒng)間高速傳輸?shù)膶嵗?。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。

責(zé)任編輯：gt