基于uPSD3254A单片机的EPP并口通信技术

2uPSD323X及其开发环境介绍

ST公司的uPSD3254A是带8032内核的Flash可编程系统器件，具有在线编程能力和超强的保密功能；256+32Kbytes的Flash存储器；片内8K的SDRAM；带有16位宏单元的3000门可编程逻辑电路（CPLD），可以实现EPP接口等一些不太复杂的接口和控制功能，50个I/O引脚等。

基于Windows平台的一套软件开发环境。只要点击鼠标即可完成对地址锁存器、Flash、可编程逻辑电路等外设的所有配置和写入。使用PSDsoftEXPRESS工具对uPSD3200系列器件的可编程逻辑电路的操作简单、直观。

3.基于uPSD3254A的EPP接口实现

3.1硬件接口

EPP增强并口的速度最高可达到500KB/s～2MB/s，这对外设的接口有很高的要求，如果外设响应太慢，系统的整体性能将大大下降。但如果采用可编程逻辑器件，使接口的响应完全由硬件来完成，系统的整体性能将大大提高。这种实现方案可以达到并口中的速度极限，而且保密性好，EPP接口（EPP1.9）外设硬件接口原理如图3所示。


图3EPP接口外设硬件接口图

在本设计中，uPSD3254A采用主动连续接收PC机并口的数据，当需要数据时，连续接收PC的数据，否则PC一直等待nWait信号有效。而当外设准备好数据上传到PC机时，PC机采用的是中断方式接收外设的数据。

3.2CPLD逻辑编程

在PSDsoftEXPRESS工具中，将PA端口（D0～D7）配置成带有时钟上升沿触发的寄存器类型（PTclockedregister）的输入宏，PB4（nWrite）、PB6(nDstrb)、PB7(nAstrb)配置成CPLD逻辑输入（logicinput）口。nDstrb信号和nAstrb信号各自取反再相与后的值作为输入宏单元的时钟。上述对PA、PB端口的配置用方程式表示如下：

EPP_D0.LD=!nDstrb&!nAstrb;

EEP_D1.LD=!nDstrb&!nAstrb;

EEP_D2.LD=!nDstrb&!nAstrb;

EEP_D3.LD=!nDstrb&!nAstrb;

EEP_D4.LD=!nDstrb&!nAstrb;

EEP_D5.LD=!nDstrb&!nAstrb;

EEP_D6.LD=!nDstrb&!nAstrb;

EEP_D7.LD=!nDstrb&!nAstrb;

nAstrb.LE=1;

nDstrb.LE=1;

数据正向传输过程：即计算机向外设单片机传输数据（即EPP数据写周期）为例，计算机首先把nWrite信号置为低，表明是写周期，同时将数据放到数据总线上，然后检测nWait信号，如果nWait为低则置低nDstrb信号。此时，!nDstrb&!nAstrb信号会出现一个上升沿，此上升沿会将PA端口的数据锁存到输入宏；当单片机检测到nDstrb为低时将nWait信号变高表示外设正忙接收数据并处理，同时读取数据总线上的数据。当计算机检测到nWait信号为高后就会将数据握手信号nDstrb变高，EPP数据写周期结束。上述EPP数据的锁存和nDstrb握手信号的产生都由硬件产生，因此数据传输速度快。整个数据传输过程可以在一个I/O周期内完成。

数据反向传输过程：单片机准备好数据需要上传到计算机时，uPSD3254A将数据放到PA端口，同时置低Intr信号线，向计算机申请一个中断，而计算机则由一个硬件驱动程序来处理并口的硬件中断。计算机首先把nWrite信号置高，表示当前为读周期，当计算机读取EPP数据口时同样会检测nWait信号。如果nWait为低，然后置低nDstrb并读取数据总线上的数据。单片机在检测到nDstrb为低时马上将nWait信号置高，PC机在nWait为高后自动将nDstrb信号置高，完成一个数据周期的读（相对PC机而言）过程。

3.3单片机数据接收程序

sbitnwait=P1^0;

sbitERROR=P1^1;

sbitnDstrb＝PB&0x40;

voidparallel_rcv(unsignedlongrcv_count)//并口接收，rcv_count为接收字节数

{

unsignedlongi;

rcv_data=(unsignedchar*)&rcv_buffer;

reread_sign=1;//非错误态

while(reread_sign==1)

{

for(i=0;i<rcv_count;i++)//接收数据

{

nwait=1;//PC端反向后为低，表示外设准备好接收

while(nDstrb)//等待nDstrb为低时完成数据传输并锁存

nwait=0;//完成写周期，

rcv_data[ i]=UPSD_xreg.IMC_A;//从锁存的输入宏中读取数据

}//接收完成

ERROR=error_check(rcv_data);//检测错误，1为正确，0为错误

if(ERROR)

{

reread_sign=0;//无错则退出while循环

}

else

{

ERROR=1;//校验有错则while循环继续

}

}

该程序为单片机数据接收（即PC写数据）子程序，其中rcv_buffer为接收缓存区，error_check为对接收的数据进行校验.如果出错，则将用户自定义引脚12置低，PC机读取状态寄存器时读取到该用户自定义状态为低时，将数据重发，保证了通信的可靠性。