用增强并口ＥＰＰ协议扩展计算机的ＩＳＡ接口

用增强并口ＥＰＰ协议扩展计算机的ＩＳＡ接口

１ ＥＰＰ并口

２ 用ＥＰＰ扩展ＩＳＡ接口的总体设计

３ 硬件操作方法

ＥＰＰ协议定义的并行口提供了四种传送周期：数据写周期、数据读周期、地址写周期和地址读周期。数据周期一般用于计算机和外设间的数据传送，地址周期一般用于传送地址、通道、命令和控制等信息。实际上，数据周期和地址周期并没有那么严格的界限，可以把地址周期看做另一种数据周期，二者并没有太大的区别。图２是ＥＰＰ数据写周期的时序图，图中的ｎＩＯＷ信号实际上在进行ＥＰＰ数据写时并不会产生，只不过是为了表示所有的操作都发生在一个ＩＯ周期内，只有这样，才能使ＥＰＰ获得ＩＳＡ总线的数据操作速度。图２中的ｎＤａｔａＳｔｒｏｂｅ信号如果换为ｎＡｄｄＳｔｒｏｂｅ信号，就是ＥＰＰ地址写周期。图３是ＥＰＰ地址读周期，也是发生在一个ＩＯ周期内。

ＥＰＰ定义了一个计算机用于控制外设初始化的信号：ｎＩｎｉｔ，如果用户不希望控制外设的初始化，则可以不处理这个信号；用户也可以挪用ｎＩｎｉｔ信号做其他的用途，在本设计方案的地址周期中，如果ｎＩｎｉｔ为高，则表示该地址对应ＩＳＡ接口的高８位地址，否则，对应低８位地址。用这种办法解决了用８位的ＥＰＰ地址扩展１６位的ＩＳＡ地址的难题。实践证明，这是一个方便实用的解决方法。

４ ＣＰＬＤ的编程

系统选用的ＣＰＬＤ是ＡＬＴＥＲＡ公司的ＭＥＰ７０６４，它有６４个宏单元，１２５０个可用门，就可以完成ＥＰＰ和ＩＳＡ的接口任务。文献[４]详细介绍了ＡＬＴＥＲＡ公司的ＣＰＬＤ器件，在这里就不再介绍器件的性能和使用方法了。仅给出用ＶＨＤＬ语言写的控制程序如下（部分信号的意义请参照前面的电路原理图）。

Ｐｒｏｃｅｓｓ （ｃｌｋ）

Ｔｙｐｅ ＩＳＡＴｙｐｅ ｉｓ （Ｉｄｌｅ，ＲＤ，ＷＲ）；

Ｖａｒｉａｂｌｅ ＩＳＡ： ＩＳＡＴｙｐｅ；

Ｖａｒｉａｂｌｅ ＩＯＲ： ＳＴＤ＿ＬＯＧＩＣ；

Ｖａｒｉａｂｌｅ ＩＯＷ： ＳＴＤ＿ＬＯＧＩＣ；

Ｖａｒｉａｂｌｅ ＥＰＰＢｕｆ： ＳＴＤ＿ＬＯＧＩＣ＿ＶＥＣＴＯＲ （７ ｄｏｗｎｔｏ ０）；

Ｂｅｇｉｎ

Ｃａｓｅ ＩＳＡ ｉｓ

Ｗｈｅｎ Ｉｄｌｅ ＝＞

Ｉｆ ＩＯＲ＝‘１’ ｔｈｅｎ

＃ＩＯＲＤ ＜＝ ‘０’；

ＩＯＲ?＝‘０’；

ＩＳＡ ：＝ ＲＤ；

Ｅｌｓｅｉｆ ＩＯＷ＝‘１’ ｔｈｅｎ

＃ＩＯＷＲ ＜＝ ‘０’；

ＩＳＡＤａｔａＢｕｆ＜＝ＥＰＰＢｕｆ；

ＩＯＷ：＝‘０’；

ＩＳＡ：＝ＷＲ；

Ｅｎｄ ｉｆ；

Ｗｈｅｎ ＲＤ ＝＞

ＥＰＰＢｕｆ：＝ＩＳＡＤａｔａＢｕｓ；

＃ＩＯＲＤ＜＝‘１’；

ＩＳＡ：＝Ｉｄｌｅ；

Ｗｈｅｎ ＷＲ ＝＞

＃ＩＯＷＲ ＜＝‘１’；

ＩＳＡ：＝Ｉｄｌｅ；

Ｅｎｄ ｃａｓｅ；

Ｅｎｄ；

Ｅｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ；

５ 计算机对ＥＰＰ／ＩＳＡ的操作

６ 与其它通讯方案的比较

（１）ＲＳ２３２串口：最通用的一种连接方法。但是它支持数据传输速率最大为１０～２０ＫＢ／ｓ，对于一般的数据采集和控制系统而言显得有些慢。

（２）ＳＰＰ：数据通讯速度比串口快，可以达到１５０ ＫＢ／ｓ。但是ＳＰＰ用做数据输入时很麻烦，用多次ＩＯ才能完成一次完整的数据读取，速度要牺牲很多，况且外设的设计并不比ＥＰＰ简单。所以，如果选择了并口方案，就不能选择ＳＰＰ模式，除非用户仅仅是做数据输出并且对速度没有很高的要求。

（３）ＥＣＰ：与ＥＰＰ相比ＥＣＰ最大的优势是它支持ＤＭＡ操作，如果系统工作时有大批量的数据要传输，用ＥＣＰ模式可以大大减轻计算机ＣＰＵ的负担，提高系统的整体性能。但是获得ＥＣＰ的高性能的代价是必须重新设计比ＥＰＰ复杂得多的接口软件（指ＣＰＬＤ的控制软件），同时计算机软件方面还必须要编写硬件驱动程序，这对于一般的计算机应用系统开发者而言还是一个不小的困难。

综上所述，采用ＥＰＰ扩展计算机的ＩＳＡ接口是一种新颖的计算机外设设计方案，它具有非常高的性能价格比，能够达到绝大多数基于ＩＳＡ接口的数据采集和控制系统的通讯速度要求。这种方案大大扩展了笔记本电脑对于ＩＳＡ接口设备的适应能力，省去了用户对扩展箱的需求。仅仅改写该系统的ＣＰＬＤ程序和计算机的控制程序就可以提供新的功能，如做成双ＩＳＡ接口系统，或者改造成ＳＴＤ、ＳＴＥ总线系统等等，而系统的硬件不需做任何的改动。ＥＰＰ的确是一种有前景的实用接口技术，值得微机外设设计者和使用者采用。

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