摘要：介紹了并口的EPP(Enhanced Parallel Port)接口協(xié)議及其高速數(shù)據(jù)通信的原理，并在ST公司uPSD3254A單片機(jī)及其開發(fā)環(huán)境PSDsoft EXPRESS基礎(chǔ)上完成了一個(gè)應(yīng)用EPP接口協(xié)議的實(shí)現(xiàn)方案。

關(guān)鍵詞：EPP協(xié)議 uPSD3254A PSDsoft EXPRESS

引言：

　　在IBM公司推出PC機(jī)開始，并口已經(jīng)是PC機(jī)的一部分。最初并口就是為代替串口來驅(qū)動(dòng)高性能點(diǎn)陣式打印機(jī)[1]，并口通信有SPP、EPP、ECP三種傳輸模式，SPP模式是半雙工單向傳輸?shù)�，傳輸速率僅為15KB/S；EPP增強(qiáng)型模式采用雙向半雙工數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速度高達(dá)2MB/S；ECP擴(kuò)充型模式采用雙向全雙工數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率比EPP高。在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方面，EPP模式比ECP模式更靈活、簡潔、可靠，在工業(yè)界得到了更多的實(shí)際應(yīng)用[2]。本文介紹的是一種基于uPSD3254A的EPP增強(qiáng)并口的設(shè)計(jì)，其核心是使用uPSD323X內(nèi)部的CPLD實(shí)現(xiàn)EPP接口與PC機(jī)上并口之間的高速硬件通信,實(shí)際測試中速度達(dá)到了900KB/S。

1 EPP協(xié)議介紹

　　EPP協(xié)議是由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EPP1.7和EPP1.9兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，可以在PC機(jī)的 BIOS/外圍設(shè)備/并行口（BIOS/Peripheral Setup/Parallel Port Mode）方式中進(jìn)行設(shè)置[3]。與傳統(tǒng)并行口標(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(dòng)握手，能達(dá)到500KB/s～2MB/s的通信速率。

1.1 EPP工作模式的寄存器和引腳定義

　　PC并口采用25針的DB型陰極接口，EPP工作模式的25個(gè)引腳的定義如表1所示。

　　在寄存器方面，EPP定義了8個(gè)寄存器，繼承了SPP的3個(gè)寄存器，其中EPP與SPP共用狀態(tài)寄存器和控制寄存器，保證了EPP模式和SPP模式軟硬件兼容型，其寄存器定義如表2所示。將并口設(shè)置為EPP方式時(shí)，需要在PC機(jī)的BIOS中設(shè)置并口工作于EPP方式，寄存器組的基地址（BASE）通常設(shè)為0x378。

1.2 EPP讀寫周期

　　為了能進(jìn)行有效的EPP數(shù)據(jù)通信，必須遵循EPP的握手時(shí)序。與SPP的軟件握手相比，EPP采用硬件完成的握手實(shí)現(xiàn)了高速的數(shù)據(jù)通信速度。EPP協(xié)議共分為四種周期：數(shù)據(jù)寫周期、數(shù)據(jù)讀周期、地址寫周期和地址讀周期，數(shù)據(jù)周期用于計(jì)算機(jī)和外設(shè)間傳送數(shù)據(jù)；地址周期用于傳送地址、通道、命令、控制和狀態(tài)等輔助信息。

1.2.1 EPP數(shù)據(jù)/地址讀周期如圖1所示

　　EPP數(shù)據(jù)/地址讀周期CPU讀操作步驟如下：

　　1）程序?qū)�EPP數(shù)據(jù)寄存器(Base+4)/地址寄存器(Base+3)執(zhí)行讀操作

　　2）nDstrb/nAstrb被置低如果nWaite信號為低，否則等待

　　3）主機(jī)等待nWaite為高表示數(shù)據(jù)發(fā)送成功

　　4）從并口中讀取8位數(shù)據(jù)/地址

　　5）nDstrb/nAstrb被置高

　　6）EPP數(shù)據(jù)/地址讀周期完成

1.2.2 EPP數(shù)據(jù)/地址寫周期如圖2所示

　　EPP數(shù)據(jù)/地址寫周期CPU寫操作步驟如下：

　　1）程序?qū)�EPP數(shù)據(jù)寄存器(Base+4)/地址寄存器(Base+3)執(zhí)行寫操作

　　2）將nWrite信號置低（低表示寫操作）

　　3）將要寫的數(shù)據(jù)/地址數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線上

　　4）nDstrb/nAstrb被置低如果nWaite信號為低，否則等待

　　5）主機(jī)等待nWait握手信號為高表示發(fā)送成功

　　6）nDstrb/nAstrb被置高

　　7）EPP數(shù)據(jù)/地址寫周期完成 

　　其中，使用EPP1.7 (Pre IEEE 1284) 握手標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則nDstrb/nAstrb信號不考慮nWait是否為低，直接被置低開始一個(gè)新的讀/寫周期；如果使用EPP1.9握手標(biāo)準(zhǔn)，則只有在nWait信號為低時(shí)，nDstrb/nAstrb信號才會被置低開始一個(gè)新的讀/寫周期。但是EPP1.7和EPP1.9都要求nWait信號為高時(shí)一個(gè)讀/寫周期才結(jié)束[3]。

　　由于nWait、nWrite、nDstrb、nAstrb等信號傳輸后反向（見表1），因此圖1和圖2 中的時(shí)序是從PC端考慮的，nWait信號表示單片機(jī)發(fā)出的原始信號，在PC端實(shí)際采用的是與單片機(jī)發(fā)出的原始信號取反后的信號。

2 uPSD323X及其開發(fā)環(huán)境介紹

　　ST公司的uPSD3254A是帶8032內(nèi)核的Flash可編程系統(tǒng)器件，具有在線編程能力和超強(qiáng)的保密功能；256+32Kbytes的Flash存儲器；片內(nèi)8K的SDRAM；帶有16位宏單元的3000門可編程邏輯電路（CPLD），可以實(shí)現(xiàn)EPP接口等一些不太復(fù)雜的接口和控制功能，50個(gè)I/O引腳等。

　　由于uPSD3254A采用8032內(nèi)核，因此可以完全得到Keil C51編程器的支持，PSDsoft EXPRESS是ST公司開發(fā)的基于Windows平臺的一套軟件開發(fā)環(huán)境。只要點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可完成對地址鎖存器、Flash、可編程邏輯電路等外設(shè)的所有配置和寫入。使用PSDsoft EXPRESS工具對uPSD3200系列器件的可編程邏輯電路的操作簡單、直觀。

3.基于uPSD3254A的EPP接口實(shí)現(xiàn)

3.1 硬件接口

　　EPP增強(qiáng)并口的速度最高可達(dá)到500KB/s～2MB/s，這對外設(shè)的接口有很高的要求，如果外設(shè)響應(yīng)太慢，系統(tǒng)的整體性能將大大下降。但如果采用可編程邏輯器件，使接口的響應(yīng)完全由硬件來完成，系統(tǒng)的整體性能將大大提高。這種實(shí)現(xiàn)方案可以達(dá)到并口中的速度極限，而且保密性好，EPP接口（EPP1.9）外設(shè)硬件接口原理如圖3所示。