¹ I/O задает направление передачи (вход-выход) сигнала порта. O/I обозначает выходные линии, состояние которых считывается при чтении из портов вывода; O(I) — выходные линии, состояние которых может быть считано только при особых условиях (см. ниже).
² Символом «\» отмечены инвертированные сигналы (1 в регистре соответствует низкому уровню линии).
³ Вход Ack# соединен резистором (10 кОм) с питанием +5 В.
Адаптер SPP-порта содержит три 8-битных регистра, расположенных по соседним адресам в пространстве ввода-вывода, начиная с базового адреса порта
BASE
(3BCh, 378h или 278h).
Data Register (
DR
) — регистр
данных, адрес=
BASE
. Данные, записанные в этот регистр, выводятся на выходные линии
Data[7:0]
. Данные, считанные из этого регистра, в зависимости от схемотехники адаптера соответствуют либо ранее записанным данным, либо сигналам на тех же линиях, что не всегда одно и то же.
Status Register (
SR
) — регистр состояния (только чтение), адрес=
BASE+1
. Регистр отображает 5-битный порт ввода сигналов состояния принтера (биты
SR.4-SR.7
) и флаг прерывания. Бит
SR.7
инвертируется — низкому уровню сигнала соответствует единичное значению бита в регистре, и наоборот.
Ниже описано назначение бит регистра состояния (в скобках даны номера контактов разъема порта).
♦
SR.7
—
Busy
— инверсное отображение состояния линии
Busy
(11): при низком уровне на линии устанавливается единичное значения бита — разрешение на вывод очередного байта.
♦
SR.6
—
Ack
(Acknowledge) — отображение состояния линии
Ack#
(10).
♦
SR.5
—
РЕ
(Paper End) — отображение состояния линии
Paper End
(12). Единичное значение соответствует высокому уровню линии — сигналу о конце бумаги в принтере.
♦
SR.4
—
Select
— отображение состояния линии
Select
(13). Единичное значение соответствует высокому уровню линии — сигналу о включении принтера.
♦
SR.3
—
Error
— отображение состояния линии
Error#
(15). Нулевое значение соответствует низкому уровню линии — сигналу о любой ошибке принтера.
♦
SR.2
—
PIRQ
— флаг прерывания по сигналу
Ack#
(только для порта PS/2). Бит обнуляется, если сигнал
Ack#
вызвал аппаратное прерывание. Единичное значение устанавливается по аппаратному сбросу и после чтения регистра состояния.
♦
SR[1:0]
— зарезервированы.
Control Register (
CR
) — регистр управления, адрес=
ВАSЕ+2
, допускает запись и чтение. Регистр связан с 4-битным портом вывода управляющих сигналов (биты 0–3) для которых возможно и чтение; выходной буфер обычно имеет тип «открытый коллектор». Это позволяет корректно использовать линии данного регистра как входные при программировании их в высокий уровень. Биты 0, 1, 3 инвертируются.
Ниже описано назначение бит регистра управления.
♦
CR[7:6]
—
зарезервированы.
♦
CR.5
—
Direction
— бит управления направлением передачи (только для портов PS/2, см. ниже). Запись единицы переводит порт данных в режим ввода. При чтении состояние бита не определено.
♦
CR.4
—
AckINTEN
(Ack Interrupt Enable) — единичное значение разрешает прерывание по спаду сигнала на линии
Ack#
— сигнал запроса следующего байта.
♦
CR.3
—
Select In
— единичное значение бита соответствует низкому уровню на выходе
Select In#
(17) — сигналу, разрешающему работу принтера по интерфейсу Centronics.
♦
CR.2
—
Init
— нулевое значение бита соответствует низкому уровню на выходе
Init#
(16) — сигнал аппаратного сброса принтера.
♦
CR.1
—
Auto LF
— единичное значение бита соответствует низкому уровню на выходе
Auto LF#
(14) — сигналу на автоматический перевод строки (LF — Line Feed) по приему байта возврата каретки (CR). Иногда сигнал и бит называют
AutoFD
или
AutoFDXT
.
♦
CR.0
—
Strobe
— единичное значение бита соответствует низкому уровню на выходе
Strobe#
(1) — сигналу стробирования выходных данных.
Запрос аппаратного прерывания (обычно
IRQ7
или
IRQ5
) вырабатывается по отрицательному перепаду сигнала на выводе 10 разъема интерфейса (
Ack#
) при установке
CR.4=1
. Во избежание ложных прерываний контакт 10 соединен резистором с шиной +5 В. Прерывание вырабатывается, когда принтер подтверждает прием предыдущего байта. Как уже было сказано, BIOS это прерывание не использует и не обслуживает.
Перечислим шаги процедуры вывода байта по интерфейсу Centronics с указанием требуемого количества шинных операций процессора.
1. Вывод байта в регистр данных (1 цикл
IOWR#
).
2. Ввод из регистра состояния и проверка готовности устройства (бит
SR.7
— сигнал
Busy
). Этот шаг зацикливается до получения готовности или до срабатывания программного тайм-аута (минимум 1 цикл
IORD#
).
3. По получению готовности выводом в регистр управления устанавливается строб данных, а следующим выводом строб снимается. Обычно, чтобы переключить только один бит (строб), регистр управления предварительно считывается, что к двум циклам
IOWR#
добавляет еще один цикл
IORD#
.
Видно, что для вывода одного байта требуется 4–5 операций ввода-вывода с регистрами порта (в лучшем случае, когда готовность обнаружена по первому чтению регистра состояния). Отсюда вытекает главный недостаток вывода через стандартный порт — невысокая скорость обмена при значительной загрузке процессора. Порт удается разогнать до скоростей 100–150 Кбайт/с при полной загрузке процессора, что недостаточно для печати на лазерном принтере. Другой недостаток функциональный — сложность использования в качестве порта ввода.