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利用EPP接口協(xié)議實現(xiàn)高速數據通信
摘要：如何實現(xiàn)PC與單片機系統(tǒng)間的高速數據通信，是測量控制系統(tǒng)中經常遇到的難題。本文系統(tǒng)地介紹利用EPP接口協(xié)議實現(xiàn)高速數據通信的原理，并從硬件、軟件兩方面給出一個應用EPP接口協(xié)議的設計實例。關鍵詞：單片機系統(tǒng) 高速數據通信 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據傳送到PC機中用于統(tǒng)計分析處理；有時又需要將PC機中的數據裝入單片機系統(tǒng)中，對單片機程序進行驗證和調試。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。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)送的數據則非常麻煩；(范文先生網www.baimashangsha.com收集整理)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，能夠實現(xiàn)穩(wěn)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據傳輸，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)向外設寫數據的操作步驟如下：
①程序對EPP數據寄存器執(zhí)行寫操作；
②nWrite置低；
③CPU將有效數據送到數據總線上；
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寫周期結束。
（2）EPP讀操作時序如圖2所示。
CPU實現(xiàn)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(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 INTR USER1 USER2 USER3 × × TMOUTWAIT：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 IRQEN ASTRB INIT DSTRB WRITEDIR：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數據端口地址
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機數據（地址）選通信號變低后，且在10μs時間內，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據（地址）操作周期。
二、EPP接口傳輸數據的一個實例
在某單片機系統(tǒng)中，須要將單片機系統(tǒng)中數據存儲器的大量數據傳輸到PC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中的數據鎖存到數據總線上，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<stdio.h>
FILE *fp;
Int data;
Long i;
int k;
fp=fopen(filename,"wb"); //打開要存儲數據的文件
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;i<524288;i++)
{
while(!((inportb(SPPSTAT))&0x80))
//查詢是否發(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 ；要傳輸數據段的起始地址
NUM EQU FFFFH ；要傳輸數據端的字節(jié)個數
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)間高速傳輸的實例。EPP接口協(xié)議解決雙向高速數據傳輸的難題，在智能測量、自動控制、數據傳輸等領域必將得到廣泛的應用。
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