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摘要：如何實現PC與單片機系統間的高速數據通信，是測量控制系統中經常遇到的難題。本文系統地介紹利用epp接口協議實現高速數據通信的原理，并從硬件、軟件兩方面給出一個應用EPP接口協議的設計實例。

關鍵詞：單片機系統高速數據通信EPP

前言

單片機系統中常常需要具備與PC機通信的功能，便于將單片機中的數據傳送到PC機中用于統計分析處理；有時又需要將PC機中的數據裝入單片機系統中，對單片機程序進行驗證和調試。目前常用的通信方式是串行通信，但傳輸速率太低，以9600bps計算，傳輸1MB至少需要10min(分鐘)以上。并行通信克服了串行通信傳輸速率低的缺點。標準并行口SPP（StandardParallelPort）方式實現了由PC機向外設的單向傳輸，但實現PC機接收外設發送的數據則非常麻煩；而增強型并行口EPP（EnhancedParallelPort）協議卻很好地解決了這一問題，能夠實現穩定的高速數據通信。

一、EPP接口協議介紹

EPP協議最初是由Intel、Xircom、Zenith三家公司聯合提出的，于1994年在IEEE1284標準中。EPP協議有兩個標準：EPP1.7和EPP1.9。與傳統并行口Centronics標準利用軟件實現握手不同，EPP接口協議通過硬件自動握手，能達到500KB/s～2MB/s的通信速率。

1.EPP引腳定義

EPP引腳定義如表1所列。

表1EPP接口引腳定義

引腳號SPP信號EPP信號方向說明

1StrobenWrite輸出指示主機是向外設寫（低電平）還是從外設讀（高電平）

2～9Data0～7Data07輸入/輸出雙向數據總線

10AckInterrupt輸入下降沿向主機申請中斷

11BusynWait輸入低電平表示外設準備好傳輸數據，高電平表示數傳輸完成

12PaperOut/EndSpare輸入空余線

13SelectSpare輸入空余線

14AutofdnDStrb輸出數據選通信號，低電平有效

15Error/FaultnDStrb輸入空余線

16InitializeSpare輸出初始化信號，低電平有效

17SelectedPrinternAStrb輸出地址數據選通信號，低電平有效

18～25GroundGroundGND地線

2.EPP接口時序

EPP利用硬件自動握手實現主機與外設之間的高速雙向數據傳輸，軟件只須對相應端口寄存器進行讀/寫操作。

（1）EPP寫操作時序如圖1所示。

CPU實現向外設寫數據的操作步驟如下：

①程序對EPP數據寄存器執行寫操作；

②nWrite置低；

③CPU將有效數據送到數據總線上；

④nDStrb(nAStrb)變低（只要nWait為低）；

⑤主機等待nWait變高，確認數據發送成功；

⑥主機等待nWait變高，確認數據發送成功；

⑦EPP寫周期結束。

（2）EPP讀操作時序如圖2所示。

CPU實現從外設讀數據的操作步驟如下：

①程序對相應EPP端口寄存器執行讀操作；

②nDStrb(nAStrb)置低（如果nWait為低）；

③主機等待nWait為高，確認數據發送成功；

④主機從并行口引腳讀取數據；

⑤nDStrb(nAStrb)置高；

⑥EPP讀操作周期結束。

3.EPP端口寄存器

EPP接口除了保留SPP的3個端口寄存器以外，還新增了5個端口寄存器，如表2所列。

表2

地址端口名稱方向

基地址+0SPP數據端口寫

基地址+1EPP狀態端口讀

基地址+2EPP控制端口寫

基地址+3EPP地址端口讀/寫

基地址+4EPP地址端口讀/寫

基地址+5EPP數據端口讀/寫

基地口+6未定義（32位傳輸）讀/寫

基地址+7未定義（32位傳輸）讀/寫

EPP狀態端口寄存器

WAITINTRUSER1USER2USER3××TMOUT

WAIT：Wait狀態位（1有效）；

INTR：中斷請求狀態位（1有效）；

USER1～USER3：用戶自定義；

TMOUT：保留（EPP1.7）超時標志位（EPP1.9）。

EPP控制端口寄存器。

××DIRIRQENASTRBINITDSTRBWRITE

DIR：方向位（1輸入，0輸出）；

IRQEN：中斷使能位（1有效）；

ASTRB：地址選通位（0有效）；

INIT：初始化（1有效）；

DSTRB：數據選通位（0有效）；

WRITE：讀/寫狀態位（0：寫，1：讀）。

讀取接口狀態和控制接口都只須對相應的端口寄存器進行操作。以初始化為例：

讀操作初始化：outportb(port+2,0x24)；

//port為SPP數據端口地址

寫操作初始化：outportb(port+2,0x04);

//port+2為EPP控制端口地址

4.EPP1.7和EPP1.9

EPP接口最先有EPP1.7標準定義，由于硬件廠商的原因，EPP現有兩個標準：EPP1.7和EPP1.9，可以在BIOS/外圍設備/并行口（BIOS/PeripheralSetup/ParallelPortMode）方式中進行設置。兩者有如下不同點：

（1）EPP狀態端口寄存器的最低位bit0，在EPP1.9中定義為TMOUT。在EPP操作時序中，如果PC機數據（地址）選通信號變低后，且在10μs時間內，外設未能將nWait置為低，則TMOUT置為1，表示延時。

（2）EPP1.9標準中，只有當nWait為低時，才能開始一個操作周期；但在EPP1.7中，無論nWait狀態如何，nAstrb(nDstrb)都會被置低，從而開始一個新的數據（地址）操作周期。

二、EPP接口傳輸數據的一個實例

在某單片機系統中，須要將單片機系統中數據存儲器的大量數據傳輸到PC機中進行分析處理。EPP接口（采用EPP1.7標準）硬件電路及軟件流程圖如圖3～圖5所示。

GAL譯碼電路方程式為/O1=/I1*/I2*/I3*I4*/I5，EPP接口選通地址為2000H。當單片機執行如下指令：

MOVDPTR，#2000H

MOVX@DPTR，A

就將寄存器A中的數據鎖存到數據總線上，便于PC機利用EPP接口進行讀操作。

C語言例程：

#defineSPPDATA0x0378//定義各寄存器地址

#defineSPPSTAT0x0379

#defineSPPCNTL0x037A

#defineEPPADDR0x037B

#defineEPPDATA0x037C

#include<stdio.h>

FILE*fp;

Intdata;

Longi;

intk;

fp=fopen(filename,"wb");//打開要存儲數據的文件

outportb(SPPCNTL,0x24);

//向控制端口發00100100代碼，初始化為讀操作模式for(i=0;i<524288;i++)

{

while(!((inportb(SPPSTAT))&0x80))

//查詢是否發送完畢

{}

data=inportb(EPPDATA);//讀數據

fputc(data,fp);//將數據存入文件

}

fclose(fp);//關閉文件

單片機匯編語言程序為：

FLAG1BITP1.7；標志位

FLAG2BITP3.4

STADDEQU0000H；要傳輸數據段的起始地址

NUMEQUFFFFH；要傳輸數據端的字節個數

COMMUN：MOVDPTR，#STADD

COMM1：MOVXA，@DPTR

PUSHDPH

PUSHDPL

MOVDPTR，#EPP_CE

MOVX@DPTR，A

POPDPL

POPDPH

SETBFLAG1；將P1.7置高

CLRFLAG2；將P3.4置低

JBFLAG1，$；查詢P1.7為低，即nDStrb為低，表示PC讀操作已完成

SETBFLAG2；將P3.4置高

SETBFLAG1；將P1.7置高

INCDPTR

CJNENUM，COMM1；循環NUM次

RET

實際應用該接口電路，能實現1MB/s的傳輸速率，并且性能穩定可靠。

如果應用EPP1.9標準，硬件電路不用變動，軟件中可以省略對nWait進行判斷的環節，速率能接近2MB/s。

結束語

本文系統介紹了EPP接口的原理，并且給出了一個利用EPP接口實現PC與單片機系統間高速傳輸的實例。EPP接口協議解決雙向高速數據傳輸的難題，在智能測量、自動控制、數據傳輸等領域必將得到廣泛的應用。