Еще на заре появления первых компьютеров перед создателями стояла задача подключить к ним самые разные устройства. Это стало особенно актуально, когда компьютеры перестали занимать целые комнаты, а стали помещаться в стол, то есть стали личными. В конце концов, компьютер — это не только инструмент для выполнения вычислений, но и устройство, пользователь которого может выполнять множество различных функций: печатать текст или фотографии, управлять различными устройствами, воспроизводить фильмы и музыку, общаться с другими пользователями по всему миру с помощью компьютера сеть. Все это становится возможным, когда внешние устройства, которые обычно называют периферийными устройствами, подключаются к компьютеру через специальные унифицированные разъемы, называемые портами.
Порты персонального компьютера
Порты персонального компьютера (иначе их еще называют интерфейсами) — это специальные устройства, расположенные на материнской плате компьютера или подключенных к нему дополнительных картах, предназначенные для передачи данных между компьютером и внешними устройствами (принтер, мышь, монитор, веб-камера и т д и т д.). Все двери условно можно разделить на 2 большие группы:
- Внутренний — для подключения устройств внутри ПК (жестких дисков, видеокарт, карт расширения).
- Внешний — для подключения внешней периферии (сканер, монитор, клавиатура, фотоаппарат, флешка).
В этой статье мы рассмотрим один из типов внешнего порта, а именно LPT порт, его принцип работы, подключенные устройства и современное приложение.
Появление LPT-порта
Изначально порт LPT (также называемый параллельным портом) был разработан только для подключения принтеров к ПК, это также отражено в его названии: Line Printer Terminal, терминал построчной печати. Но позже этот интерфейс стали использовать для соединения друг с другом других устройств — сканеров, дисководов и даже компьютеров.
LPT-порт был разработан компанией Centronics, занимавшейся производством матричных принтеров в 70-х годах прошлого века. Но через 10 лет IBM начала использовать его для подключения своих устройств на высокой скорости. Дошло до того, что было несколько вариаций этого интерфейса от разных производителей периферии.
В исходной версии этот порт был однонаправленным, то есть он мог передавать данные только в одном направлении: от компьютера к периферийному устройству. Но это ограничение вскоре перестало радовать пользователей, так как устройства с возможностью передачи данных в обоих направлениях начали массово выходить на рынок. Для этого разные производители предлагали свои доработки: двустороннюю, ECP, EPP и другие. До 1994 года международный стандарт IEEE 1284 не применялся.
Схема LPT-порта
Порт LPT называется параллельным, потому что он передает данные по нескольким проводникам одновременно, то есть параллельно. Этот интерфейс имеет 8-битную шину данных, 5-битную шину сигнализации и 4-битную шину состояния.
Ниже представлена распиновка порта LPT.
Принцип работы LPT-порта
В простейшей конфигурации для реализации принципа работы параллельного интерфейса будет достаточно всего одиннадцати проводов, а именно: 1 провод на корпус (земля), 2 провода подтверждения и 8 проводов передачи данных. Но, согласно общепринятому стандарту IEEE 1284, каждый из восьми проводов передачи данных (2–9) имеет отдельную землю.
Во время передачи данных оба устройства должны сообщить свой статус. Это делается с помощью контактов 18 и 35, на которые подается напряжение 0 В или 5 В.
Кондуктор 1 отправляет специальный сигнал STROBE, указывающий, что компьютер установил байт данных в строке и принтер может начать печать.
На выводе 11 на компьютер передается сигнал BUSY, информирующий о том, что устройство выполняет действие (занято), обрабатывая информацию, которая находится в буфере.
Контакты 12-14 передают сигналы, сообщающие о сигналах контроля состояния принтера и конфликтах в его оборудовании.
По проводнику 12 на ПК передается информация о том, что в принтере нет бумаги. Компьютер реагирует сигналом строк SELECT и ERROR и прекращает печать.
Кондуктор 13 отправляет на компьютер информацию о состоянии принтера: включен и готов или выключен и не готов.
Контакт 14 отправляет на принтер сигнал автоматической подачи строки.
На контакт 31 (16) отправляется сигнал для перевода принтера в исходное состояние, и буфер данных очищается, то есть все данные удаляются из памяти принтера.
Клемма 32 (15) передает все сообщения об ошибках во время передачи данных. Сигналы на этой линии влияют на все остальные контакты и могут прервать печать. Например, часто возникающая ошибка принтера — Тайм-аут, которая возникает, когда принтер занят тем же типом задания с данными и не может отправить на ПК через сигнал ЗАНЯТО, что он не готов к приему новых данных. Через некоторое время на компьютер через линию ERROR отправляется сообщение об ошибке тайм-аута, и новые данные не передаются. В противном случае при отсутствии сигнала ERROR произойдет дальнейшая передача данных, что приведет к блокировке всей системы.
Контакт 36 (17) отправляет информацию о доступности принтера для задания, например, после устранения ошибки.
Режимы работы LPT-порта
Существует несколько режимов работы порта LPT, что позволяет использовать стандарт IEEE 1284:
- Байтовый режим — это режим для двунаправленного обмена данными, который используется редко. Он использовался в некоторых старых контроллерах до принятия стандарта IEEE 1284.
- SPP (стандартный параллельный порт) — это однонаправленный порт, который идеально вписывается в интерфейс Centronics.
- ECP (Extended Capabilities Port) — эта версия порта появилась в результате работы двух компаний — HP и Microsoft. Он уже приобрел дополнительные функции, такие как возможность сжатия аппаратных данных, наличие буфера и возможность работы в режиме DMA. Он также поддерживает двунаправленный (симметричный) обмен данными, скорость которого может достигать 2,5 МБ / с.
- NibbleMode — использование этого порта — это возможность организовать двунаправленный обмен данными в режиме SPP, используя линии управления (4 бита) для передачи данных с периферийного устройства на контроллер.
- EPP (Enhanced Parallel Port) — над разработкой этого порта работали несколько известных компаний: Intel, Xircom и Zenith Data Systems. Для своей работы это двунаправленный порт, который передает данные со скоростью до 2 МБ / с.
Настройка LPT-порта
Настройка порта LPT происходит в два этапа: предварительная настройка оборудования порта и текущее переключение режимов порта программным обеспечением.
Способ и параметры настройки порта LPT зависят от его местоположения и типа исполнения. Порты, расположенные на платах расширения, обычно настраиваются с помощью перемычек на самих картах, а порты, расположенные непосредственно на материнской плате компьютера, настраиваются через настройки BIOS.
Выбор режимов напрямую или через BIOS сам по себе не приводит к увеличению скорости обмена данными между ПК и периферийными устройствами, но позволяет драйверу выбрать оптимальный режим работы. Но современные драйверы устройств автоматически устанавливают наиболее эффективные режимы для параллельного порта, поэтому в большинстве случаев ручная настройка больше не требуется.
Виды реализаций LPT-порта
Ранее большинство производителей материнских плат размещали контроллеры портов LPT на своих продуктах или на задней панели материнской платы. Был еще один вариант локации. В некоторых случаях удобно было разместить контроллер на самой плате — разъем для подключения планки внешнего LPT порта. Но с появлением более быстрых интерфейсов для передачи данных на материнских платах с припаянными LPT-портами их стало все меньше и меньше. Сейчас также не у всех производителей есть такие платы в ассортименте. И тут на помощь приходят карты расширения, подключенные к более современным интерфейсам:
- PCI2 — порт LPT (PCI-Ex. 2.0). Адаптер между LPT-портом и слотом PCI-Ex.2.0
- PCI — порт LPT. Адаптер между LPT-портом и более современным слотом PCI.
- USB — порт LPT. Переходник между портом LTP и современной версией широко используемого USB-разъема.
Современное применение LPT-порта
Благодаря возможности параллельной передачи данных через этот порт он зарекомендовал себя как один из самых быстрых компьютерных интерфейсов в 1970-х и 1980-х годах. Поэтому его даже использовали для соединения двух компьютеров. Но эта же функция также накладывает ограничение на максимальную длину кабеля из-за помех в соседних проводниках. Длина не может превышать 5 м, в противном случае искажения сигнала превышают допустимые для корректного распознавания данных.
С появлением более быстрых интерфейсов важность порта LPT исчезла. Второе дыхание ему подарили радиолюбители, которые используют его для управления собранными схемами (освещение в доме, светомузыкальные и другие устройства).