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并行端口工作原理

高工
2014-06-12 10:33:13     打赏

并行端口工作原理

并行端口的基本知识SPP/EPP/ECP

引言

如果您需要将打印机连接到计算机上,使用并行端口是一个不错的选择。尽管USB日益流行,但并行端口仍然是连接打印机的常用接口。

计算机背面典型的并行端口
计算机背面典型的并行端口

并行端口可用于连接许多常见的计算机外设:

  • 打印机
  • 扫描仪
  • CD刻录机
  • 外置硬盘驱动器
  • 艾美加Zip可移动驱动器
  • 网络适配器
  • 磁带备份驱动器

在本文中,您将了解到它被称为并行端口的原因、用途及其工作原理。

并行端口的基本知识

并行端口最初由IBM(国际商业机器公司)开发,作为一种将打印机连接到PC的方法。在IBM设计PC的过程中,公司需要计算机与Centronics公司(当时的顶级打印机生产厂商)所生产的打印机协同工作。因此,IBM决定在计算机上使用一种不同的端口接口,以区别于Centronics针对打印机设计的接口。

PC上的25针D-SUB插座

于是,IBM的工程师们将一个25针连接器(DB-25)和一个36针Centronics连接器耦合,做成一条特殊的电缆,从而将打印机连接到计算机上。随后,其他打印机生产商最终也不再使用Centronics接口,从而使这种奇怪的混合电缆成为了一种看似不可能的事实标准,从而流行起来。

当PC使用并行端口向打印机或其他设备发送数据时,每次都发送8位数据(1个字节)。这8位数据彼此并行传输,与通过串行端口串行(所有数据都以单行传送)传输所采用的方式相反。标准并行端口每秒能传输50到100千字节的数据。

接下来,让我们进一步了解当与打印机连用时,端口每一针的作用:

  • 第1针传输选通信号。它将电压保持在2.8到5伏之间,但只要计算机发送一个字节的数据,它就会降到0.5伏以下。这种电压的下降就在通知打印机:正在传输数据。
  • 第2针到第9针用于传输数据。为了表明某一位的值是1,相应的针将会发送一个5伏的电压信号。如果针上的电压值为0,则表明该位的值为0。这是在模拟电缆上实时传输数字信息的一种简单而高效的方法。
  • 第10针发送从打印机到计算机的应答信号。与第1针一样,它也保持一个电压,并且在接收数据后将电压降到0.5伏以下,以此来通知计算机已接收了数据。
  • 如果打印机忙,它会给第11针充电。然后通过将电压降到0.5伏以下来通知计算机:准备接收更多数据。
  • 如果打印机的纸已用完,它会通过第12针发送电压信号通知计算机。
  • 只要计算机接收到第13针上的电压信号,则说明设备处于联机状态。

Centronics的前25针与第一个连接器的各针是如何匹配的


  • 计算机利用5伏电压通过第14针向打印机发送一个自反馈信号。
  • 如果打印机出现任何故障,则会将第15针的电压降到0.5伏以下来通知计算机:打印机出现故障。
  • 只要新的打印作业准备就绪,计算机就降低第16针的电压来初始化打印机。
  • 计算机使用第17针以远程方式使打印机脱机。如果您想使打印机脱机,可以向打印机发送一个电压信号并且保持发送该信号。
  • 第18到第25针接地,并且用作低电位(0.5伏以下)的参考信号。

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请注意Centronics的前25针与第一个连接器的各针是如何匹配的。并行端口发送每个字节的同时还发送一个握手信号,以便打印机锁存该字节。

SPP/EPP/ECP

并行端口的原始规范规定数据传输是单向的,也就是说每针的数据都只能单向传输。然而,随着1987年PS/2的问世,IBM提出一种新型的双向并行端口设计。该模式通常称为标准并行端口 (SPP),并且已经完全取代了最初的设计模式。双向通信允许设备既能发送数据又能接收数据。许多设备使用最初为数据传输设定的8针(从第2针到第9针)。使用此相同的8针将通信方式限制为半双工,也就意味着信息每次只能沿一个方向传输。但是,第18到第25针(最初设计只是用于接地)也可以用作数据传输。这使得全双工(同时沿两个方向传输)通信成为现实。

增强型并行端口

增强型并行端口(EPP)由英特尔、Xircom和Zenith于1991年创建。EPP允许每秒传输更多的数据(500千字节到2兆字节)。它专门针对那些要连接并行端口的非打印机设备,尤其是需要最高传输速率的存储设备。

随着EPP的问世,微软和惠普也紧随其后,于1992年联合发布了一个称为扩展功能端口(ECP)的规范。EPP针对的是其他设备,而ECP的设计目的则是为了改善打印机的速度和功效。

扩展功能端口(ECP)

1994年,IEEE1284标准正式公布。它囊括了并行端口设备的两大规范,即EPP和ECP。为了使其正常工作,操作系统和设备必须支持必要的规范。如今这已经不算是什么难题了,因为大多数计算机都支持SPP、ECP和EPP,并且会根据不同的连接设备检测出需要使用的模式。如果您需要手动选择模式,则可以通过多数计算机上的BIOS进行操作。




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