Centronics - port równoległy
Złącze to zostało opracowane głównie do transmisji danych pomiędzy komputerem a
drukarką - jednakże później wykorzystywano je również do podłączania takich urządzeo jak
skanery i plotery. Obecnie Centronics zaczyna przechodzid do historii - większośd
współczesnych urządzeo peryferyjnych jest podłączana do komputera za pomocą magistrali
USB, która posiada dużo większą szybkośd działania i możliwośd jednoczesnej obsługi
większej liczby urządzeo.
W telekomunikacji rozróżniamy dwa rodzaje transmisji danych:
1. Transmisję szeregową (ang. serial transmission) - bity danych są wysyłane pojedynczo
jeden po drugim. Zaletą takiego systemu jest mała liczba kanałów transmisyjnych.
Upraszcza to budowę urządzeo nadawczo odbiorczych.
2. Transmisję równoległą (ang. parallel transmission) - bity tworzące słowo danych (np.
8 bitów = bajt) są przesyłane jednocześnie w osobnych kanałach transmisyjnych.
Zaletą jest duża szybkośd transmisji, jednakże występuje komplikacja urządzeo
nadawczo-odbiorczych.
Interfejs Centronics wykorzystuje transmisję równoległą. Magistrala interfejsu posiada 8 linii
transmisji danych, 4 linie sygnałów sterujących oraz 5 linii statusu. Standard Centronics opisuje
dokładnie norma IEEE 1284.
Komputery IBM-PC są wyposażone w gniazdo Centronics typu DB-25 Female (żeoskie). Z gniazdem
tym współpracuje wtyczka kabla Centronics typu DB-25 Male. W drukarkach stosuje się złącze DB-36
Male.
Poszczególne sygnały portu Centronics posiadają następujące zastosowanie:
STROBE
-
Sygnał STROBE jest najważniejszym sygnałem portu Centronics, ponieważ informuje on drukarkę, że może
odczytywad bajt z linii danych D0-D7. Zwykle STROBE ustawiony jest na 1 (ma napięcie 5V), a w momencie
transmisji danych zmienia się na 0 (napięcie spada do około 0,5V). W tym momencie na liniach danych D0-
D7 muszą byd ustawione przesyłane bity. Ponieważ elementy cyfrowe posiadają różne czasy propagacji,
sygnał STROBE powinien przechodzid w stan 0 z pewnym opóźnieniem, które gwarantuje ustalenie się
napięd na wyjściach D0-D7. Opóźnienie to wynosi około pół mikrosekundy. Następnie sygnał STROBE
przechodzi w stan niski na około 1 mikrosekundę. Po powrocie STROBE do stanu 1 dane na liniach D0-D7
utrzymują się jeszcze przez około pół mikrosekundy. Zatem całkowity czas przesłania 1 bajtu danych
wynosi około dwóch mikrosekund.
D0-D7
-
8 linii danych przenosi informację od komputera do drukarki (w pierwotnym standardzie Centronics linie te
były jednokierunkowe, później jednak zaczęto wprowadzad dwukierunkowe linie danych, które
umożliwiały transmisję również w kierunku odwrotnym). Są to zwykle kody znaków oraz dane graficzne i
kody sterujące (np. przejście na inny krój pisma, pismo pochyłe lub pogrubione, itp.). Każda linia
przekazuje jeden bit informacji. Bity są reprezentowane przez zwykłe poziomy TTL: 1 - 5V, 0 - 0,5V.
ACK
-
Ten sygnał przekazuje komputerowi potwierdzenie, iż drukarka odczytała dane z linii D0-D7. Jest on
aktywny w stanie niskim, tzn. utrzymuje napięcie 5V, które w momencie potwierdzenia spada do około
0,5V. W ten sposób komputer będzie wiedział, iż dane zostały przekazane do drukarki. Stan niski utrzymuje
się typowo przez około 8 mikrosekund.
BUSY
-
Przesłanie każdego bajtu zajmuje około 2 mikrosekundy, co oznacza, iż do drukarki dociera strumieo
danych o szybkości 500.000 B na sekundę. Tak szybko drukarka nie potrafi drukowad, dlatego zastosowano
linię BUSY. Po odebraniu każdego bajtu drukarka ustawia tę linię na 1, aby powstrzymad transmisję
następnych bajtów aż do momentu, gdy drukarka poradzi sobie z bajtem właśnie odebranym. Gdy linia
przyjmie stan 0, komputer może kontynuowad przesłanie kolejnego bajtu.
POUT
-
Jeśli w drukarce skooczy się papier, to ustawia ona linię POUT na 1. W przeciwnym razie linia ta ma stan 0.
Komputer, wykrywszy w ten sposób brak papieru, może odpowiednio poinformowad swojego
użytkownika. Gdy wystąpi taka sytuacja, linia BUSY również przechodzi w stan wysoki, aby komputer nie
przesyłał dalszych danych aż do momentu rozwiązania tego problemu przez użytkownika. Oczywiście przy
braku papieru na drukarce zapala się odpowiednie światełko, ale kto na nie patrzy...
SEL
-
Gdy drukarka jest włączona i gotowa do przyjmowania danych (mówimy, że jest online), ustawia sygnał
SEL na 1. Jesli sygnał ten ma wartośd 0, to drukarka jest odłączona (mówimy offline) i komputer nie będzie
przesyłał do niej danych.
AUTOFEED -
Nie wszystkie drukarki traktują znak CR (ang. carriage return - powrót karetki - kod 13) w ten sam sposób.
Niektóre z nich przesuną głowicę na początek drukowanego wiersza, a inne przesuną dodatkowo papier
jeden wiersz w dół (lub w górę). Większośd drukarek pozwala ustawid przełącznikami DIP lub w inny
sposób, jak mają reagowad na znak kooca wiersza CR. Sygnał AUTOFEED załatwia tę sprawę. Gdy komputer
ustawi ten sygnał na 0, to po odebraniu znaku CR drukarka automatycznie przewinie papier o jeden wiersz.
Jeśli sygnał ten jest ustawiony na 1, to w celu przesunięcia papieru o jeden wiersz, komputer musi przesład
oprócz znaku CR również znak LF (ang. line feed - przesuw o wiersz - kod 10). Oczywiście całą sprawą
zajmuje się oprogramowanie komunikujące się z drukarką - użytkownik często nawet nie jest świadomy
tych problemów, bo i po co - dzisiaj większośd drukarek pracuje w trybie graficznym drukując całą stroną.
ERROR
-
Ta linia informuje komputer o wystąpieniu błędu w drukarce. Rodzaj błędu nie jest określony. Jeśli
drukarka nie wykryła błędów, ustawia linię ERROR na 1. W przypadku błędu linia ta przyjmuje stan 0.
RESET
-
Ten sygnał jest wykorzystywany przez komputer do ponownej inicjalizacji drukarki. Normalnie RESET ma
stan 1. Przy inicjalizacji jest ustawiane na 0. Sygnał taki przydaje się do ustawienia drukarki w stan
początkowy przy rozpoczynaniu sesji drukowania. Poprzednia sesja mogła przesład do drukarki różne kody
sterujące, które ustawiły ją w jakiś niepożądany stan: np. druk pisma pochyłego, pogrubionego, itp.
Resetując drukarkę, pozbywamy się tych ustawieo.
SELCTIN
-
Sygnał ten pozwala komputerowi aktywowad (stan 0) i dezaktywowad drukarkę (stan 1). Gdy drukarka jest
w stanie offline, nie będzie przyjmowała danych od komputera.
Tryby pracy portu Centronics
Port Centronics pierwotnie miał byd wykorzystywany do połączenia komputera z drukarką.
Jednakże bardzo szybko okazało się, iż może on przesyład dane również pomiędzy innymi
typami urządzeo. Aby usprawnid taką komunikację, rozszerzono definicję sygnałów w
kolejnych wersjach interfejsu Centronics. Poniżej krótko opisujemy tryby pracy portu
Centronics.
Tryb Kompatybilności - Compatibility Mode - SPP
Tryb ten jest używany do komunikacji komputerów osobistych z drukarkami. Często jest on
opisywany skrótem SPP (ang. Standard Parallel Port - Standardowy Port Równoległy) lub jako
tryb Centronics (ang. Centronics Mode). Poniższy rysunek przedstawia przebieg sygnałów na
istotnych liniach portu Centronics w czasie transmisji danych od komputera do drukarki.
Cykl przesyłu bajtu danych w trybie kompatybilności
1. Komputer umieszcza bajt danych na liniach D0-D7.
2. Komputer sprawdza status drukarki. Jeśli nie ma błędów, sprawdzany jest stan linii
BUSY. W przypadku błędów transmisja jest przerywana. Czas ten jest również
wykorzystywany do ustalenia się sygnałów na liniach danych.
3. Jeśli linia BUSY ma stan 0, to komputer ustawia linię STROBE w stan 0. Powoduje to
odczyt danych z linii D0-D7 przez drukarkę. Drukarka ustawia linię BUSY na stan 1 do
momentu przetworzenia odczytanych danych.
4. Komputer ustawia linię STROBE z powrotem na stan wysoki i czeka na potwierdzenie
odbioru danych. Gdy drukarka odczyta dane, generuje ujemny impuls potwierdzający
na linii ACK. Gdy dane zostaną przetworzone i drukarka stanie się gotowa do odczytu
kolejnego bajtu, ustawia linię BUSY na stan 0.