基于uPSD3254A单片机的EPP并口通信技术

在IBM公司推出PC机开始，并口已经是PC机的一部分。最初并口就是为代替串口来驱动高性能点阵式打印机，并口通信有SPP、EPP、ECP三种传输模式，SPP模式是半双工单向传输的，传输速率仅为15KB/S；EPP增强型模式采用双向半双工数据传输，传输速度高达2MB/S；ECP扩充型模式采用双向全双工数据传输，传输速率比EPP高。在设计和实现方面，EPP模式比ECP模式更灵活、简洁、可靠，在工业界得到了更多的实际应用。本文介绍的是一种基于uPSD3254A的EPP增强并口的设计，其核心是使用uPSD323X内部的CPLD实现EPP接口与PC机上并口之间的高速硬件通信,实际测试中速度达到了900KB/S。

1EPP协议介绍

EPP协议是由Intel、Xircom、Zenith三家公司联合提出的，于1994年在IEEE1284标准中发布。EPP协议有EPP1.7和EPP1.9两个标准，可以在PC机的BIOS/外围设备/并行口BIOS/PeripheralSetup/ParallelPortMode）方式中进行设置[3]。与传统并行口标准利用软件实现握手不同，EPP接口协议通过硬件自动握手，能达到500KB/s～2MB/s的通信速率。

1.1EPP工作模式的寄存器和引脚定义

PC并口采用25针的DB型阴极接口，EPP工作模式的25个引脚的定义如表1所示。

表1EPP协议引脚定义

引脚号	EPP信号	方向	是否反向	说明
1	nWrite	输出	是	低电平表示写，高电平表示读
2"9	Data0"7	输出/输入	否	数据
10	Interrupt	输入	否	上升沿触发中断
11	nWait	输入	是	低电平传输数据/地址，高电平传输结束
12	Spare	输入	否	EPP未定义，可用户自定义
13	Spare	输入	否	EPP未定义，可用户自定义
14	nDstrb	输出	是	低电平表示数据传输
15	Spare	输入	否	EPP未定义，可用户自定义
16	nReset	输出	否	低电平有效
17	nAstrb	输出	是	低电平表示地址传输
18"25	GND	—	—	地

在寄存器方面，EPP定义了8个寄存器，继承了SPP的3个寄存器，其中EPP与SPP共用状态寄存器和控制寄存器，保证了EPP模式和SPP模式软硬件兼容型，其寄存器定义如表2所示。将并口设置为EPP方式时，需要在PC机的BIOS中设置并口工作于EPP方式，寄存器组的基地址（BASE）通常设为0x378。

表2EPP寄存器定义

地址	端口名称	读/写
BASE+0	SPP数据端口	写
BASE+1	SPP/EPP状态端口	读
BASE+2	SPP/EPP控制端口	写
BASE+3	EPP地址端口	读/写
BASE+4	EPP数据端口	读/写
BASE+5"+7	用户自定义	—

1.2EPP读写周期

为了能进行有效的EPP数据通信，必须遵循EPP的握手时序。与SPP的软件握手相比，EPP采用硬件完成的握手实现了高速的数据通信速度。EPP协议共分为四种周期：数据写周期、数据读周期、地址写周期和地址读周期，数据周期用于计算机和外设间传送数据；地址周期用于传送地址、通道、命令、控制和状态等辅助信息。

1.2.1EPP数据/地址读周期如图1所示

EPP数据/地址读周期CPU读操作步骤如下：

1）程序对EPP数据寄存器(Base+4)/地址寄存器(Base+3)执行读操作

2）nDstrb/nAstrb被置低如果nWaite信号为低，否则等待

3）主机等待nWaite为高表示数据发送成功

4）从并口中读取8位数据/地址

5）nDstrb/nAstrb被置高

6）EPP数据/地址读周期完成



图1EPP数据/地址读周期

1.2.2EPP数据/地址写周期如图2所示

EPP数据/地址写周期CPU写操作步骤如下：

1）程序对EPP数据寄存器(Base+4)/地址寄存器(Base+3)执行写操作

2）将nWrite信号置低（低表示写操作）

3）将要写的数据/地址数据送到数据总线上

4）nDstrb/nAstrb被置低如果nWaite信号为低，否则等待

5）主机等待nWait握手信号为高表示发送成功

6）nDstrb/nAstrb被置高

7）EPP数据/地址写周期完成



图2EPP数据/地址写周期

其中，使用EPP1.7(PreIEEE1284)握手标准时，则nDstrb/nAstrb信号不考虑nWait是否为低，直接被置低开始一个新的读/写周期；如果使用EPP1.9握手标准，则只有在nWait信号为低时，nDstrb/nAstrb信号才会被置低开始一个新的读/写周期。但是EPP1.7和EPP1.9都要求nWait信号为高时一个读/写周期才结束。

由于nWait、nWrite、nDstrb、nAstrb等信号传输后反向（见表1），因此图1和图2中的时序是从PC端考虑的，nWait信号表示单片机发出的原始信号，在PC端实际采用的是与单片机发出的原始信号取反后的信号。