關(guān)鍵詞：單片機系統(tǒng) 高速數(shù)據(jù)通信 EPP

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。標準并行口SPP（Standard Parallel Port）方式實現(xiàn)了由PC機向外設的單向傳輸，但實現(xiàn)PC機接收外設發(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標準中發(fā)布。EPP協(xié)議有兩個標準：EPP1.7和EPP1.9。與傳統(tǒng)并行口Centronics標準利用軟件實現(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。

表1 EPP接口引腳定義

2.EPP接口時序

EPP利用硬件自動握手實現(xiàn)主機與外設之間的高速雙向數(shù)據(jù)傳輸，軟件只須對相應端口寄存器進行讀/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，確認數(shù)據(jù)發(fā)送成功；

⑥主機等待nWait變高，確認數(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)從外設讀數(shù)據(jù)的操作步驟如下：

①程序?qū)ο鄳狤PP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。

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：用戶自定義；

TMOUT：保留（EPP1.7）超時標志位（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(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的端口寄存器進行操作。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標準定義，由于硬件廠商的原因，EPP現(xiàn)有兩個標準：EPP1.7和EPP1.9，可以在BIOS/外圍設備/并行口（BIOS/Peripheral Setup/Parallel Port Mode）方式中進行設置。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)，外設未能將nWait置為低，則TMOUT置為1，表示延時。

（2）EPP1.9標準中，只有當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(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

#includestdio.h>

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;i524288;i++)

{

while(!((inportb(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。

如果應用EPP1.9標準，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用。