Lpt порт на материнской плате
Еще на заре появления первых компьютеров перед создателями стояла задача возможности подключения к ним разнообразных устройств. Особенно это стало актуальным тогда, когда компьютеры перестали занимать целые комнаты, а начали помещаться на столе, то есть стали персональными. Ведь компьютер – это не только средство для выполнения вычислений, но и устройство, пользователь которого может выполнять множество различных функций: распечатать текст или фотографии, управлять различными устройствами, воспроизводить фильмы и музыку, связаться с другими пользователями со всех уголков мира с помощью компьютерной сети. Все это становится возможным при подключении к компьютеру внешних устройств, которые называют общим словом периферия, с помощью специальных унифицированных разъемов, называемых портами.
Порты персонального компьютера
Порты персонального компьютера (иначе их еще называют интерфейсы) — это специальные устройства, расположенные на материнской плате компьютера, либо дополнительные платы, подключаемые к ней, которые предназначены для передачи данных между компьютером и внешними устройствами (принтером, мышкой, монитором, веб-камерой и т. п.). Все порты условно можно разделить на 2 большие группы:
В данной статье мы рассмотрим один из видов внешнего порта, а именно LPT-port, его принцип работы, подключаемые устройства и современное применение.
Появление LPT-порта
Изначально LPT-port (его еще называют параллельный порт) разрабатывался только для подключения к ПК принтеров, это отражено даже в его названии – Line Printer Terminal, построчный принтерный терминал. Но в дальнейшем этот интерфейс стал применяться и для подключения других устройств: сканеров, дисководов и даже компьютеров между собой.
LPT-port был разработан компанией Centronics, занимавшейся в 70-х годах прошлого века производством матричных принтеров. Но уже через 10 лет его стала использовать фирма IBM для подключения своих скоростных устройств. Дело дошло до того, что было несколько вариантов данного интерфейса от разных производителей периферии.
В первоначальной версии этот порт был однонаправленным, то есть мог передавать данные только в одном направлении: от компьютера к периферийному устройству. Но это ограничение вскоре перестало устраивать пользователей, так как на рынок массово начали выходить устройства с возможностью передачи данных в обоих направлениях. Для этого различные производители предлагали свои усовершенствования – двунаправленный, ECP, EPP и другие. Пока в 1994 году не был принят международный стандарт IEEE 1284.
Схема LPT-порта
LPT-порт называется параллельным потому, что передача данных с помощью него осуществляется по нескольким проводникам одновременно, то есть параллельно. Этот интерфейс имеет 8-битную шину для передачи данных, 5-битную шину передачи сигналов и 4-битную шину передачи состояния.
Ниже представлена схема контактов LPT-порта.
Принцип работы LPT-порта
В простейшей конфигурации, чтобы реализовать принцип работы параллельного интерфейса, хватило бы только одиннадцати проводов, а именно: 1 провод на корпус (масса), 2 провода подтверждения и 8 проводов передачи данных. Но, по общепринятому стандарту IEEE 1284, каждый из восьми проводов передачи (2-9) данных имеет отдельное заземление.
Во время передачи данных оба устройства должны сообщать друг другу сведения о своем состоянии. Это реализуется с помощью контактов 18 и 35, на которые подается напряжение 0 В либо 5 В.
По проводнику 1 передается особый сигнал STROBE, сообщающий, что компьютер установил байт данных на линии и принтер может начинать печать.
По контакту 11 передается компьютеру сигнал BUSY, сообщающий, что устройство выполняет действие (занято), обрабатывая ту информацию, что находится в буфере.
По контактам 12-14 передаются сигналы, сообщающие контрольные сигналы о состоянии принтера и конфликтах в его оборудовании.
По проводнику 12 на ПК передается информация о том, что в принтере нет бумаги. Компьютер реагирует на это передачей сигналов по линиям SELECT и ERROR и останавливает печать.
По проводнику 13 на компьютер передается информация о состоянии принтера — включен и готов или выключен и не готов.
По контакту 14 принтеру передается сигнал об автоматическом переводе строки.
По контакту 31 (16) передается сигнал о переводе принтера в начальное состояние и очищается буфер данных, т. е. все данные стираются из памяти принтера.
По контакту 32 (15) передаются все сигналы об ошибках во время передачи данных. Сигналы, передаваемые по этой линии, влияют на все остальные контакты и могут остановить печать. Например, часто возникающая ошибка принтера – Time Out, возникающая, когда принтер занят однотипной работой с данными и не может передать на ПК через сигнал BUSY, что он не готов к получению новых данных. Через некоторое время по линии ERROR на компьютер передается ошибка Time Out и новые данные не передаются. Иначе, при отсутствии сигнала ERROR, происходила бы дальнейшая передача данных, что привело бы к зависанию всей системы.
По контакту 36 (17) передается информация о готовности принтера к работе, например после устранения ошибки.
Режимы работы LPT-порта
Существует несколько режимов работы LPT-порта, которые позволяет использовать стандарт IEEE 1284:
Настройка LPT-порта
Настройка LPT-порта происходит в два этапа: предварительная настройка аппаратных средств порта и текущее переключение режимов порта прикладным ПО.
Способ и возможности настройки LPT-порта зависят от его местоположения и вида исполнения. Порты, расположенные на картах расширения, обычно конфигурируются через перемычки на самих платах, а порты, размещенные напрямую на материнской плате компьютера, — через настройки BIOS.
Выборы режимов напрямую или через BIOS сами по себе не приводят к повышению скорости обмена данными между ПК и периферией, а служат для возможности выбора драйвером оптимального режима работы. Но драйверы современных устройств сами автоматически выставляют наиболее эффективные режимы работы параллельного порта, поэтому ручная настройка в большинстве случаев уже не требуется.
Виды реализаций LPT-порта
Раньше большинство производителей материнских плат размещали контроллеры LPT-port на своей продукции либо на задней панели платы. Был еще один вариант расположения. В некоторых случаях было удобно помещать контроллер на самой плате — коннекторе для подключения внешней LPT-port планки. Но с момента появления более скоростных интерфейсов для передачи данных материнских плат с распаянными LPT-портами становилось все меньше и меньше. Сейчас даже не у каждого производителя в ассортименте выпускаемой продукции имеются такие платы. И тогда на помощь приходят карты расширения, подключаемые к более современным интерфейсам:
Современное применение LPT-порта
Из-за способности параллельной передачи данных такого порта, в 70-х — 80-х годах он зарекомендовал себя одним из самых быстроработающих интерфейсов компьютера. Поэтому он использовался даже для соединения 2-х компьютеров между собой. Но эта же особенность накладывает и ограничение на максимальную длину кабеля из-за возникающих помех в соседних проводниках. Длина не может превышать 5 м, иначе искажения сигналов превышают допустимые для корректного распознавания данных.
C появлением более скоростных интерфейсов актуальность LPT-порта сошла на нет. Второе дыхание ему придали радиолюбители, которые используют его для управления собранными схемами (освещение в доме, светомузыка и другие устройства).
Содержание
^ Резюме
В этой статье говорится о том, как можно подключить к компьютеру 12 светодиодов через LPT порт, встроенный в материнскую плату компьютера. Используется самая простая схема подключения и самый простой способ управления этими светодиодами в ручном и в автоматическом режимах.
Внимание! Переходники USB-to-LPT для этого категорически не подходят. Платы PCI-to-LPT позволяют использовать лишь 8 светодиодов, а не 12.
Целью подключения диодов является получение бюджетной светомузыкальной установки или светомузыки.
Идеалистическое стремление данного проекта — достижение художественной ценности световых эффектов, возможное лишь при человеческом творчестве. Подразумевается, что игра света может рассматриваться и как самостоятельное произведение, и как дополнение к мелодии, увеличивающее ее выразительность.
Итак, от воды перейдем к делу.
^ Введение
LPT порт компьютера содержит 25 выводов, расположен на задней крышке системного блока, раньше к нему подключали принтеры. К некоторым из этих выводов можно подключить светодиоды (или что-нибудь другое, в зависимости от фантазии).
При помощи специальной программы мы можем заставить диод либо засветиться, либо погаснуть.
Обычно используются схемы (способы) подключения лишь восьми светодиодов. Здесь вы узнаете о том, как дополнительно подключить еще 4 светодиода, которые будут работать ни чуть не хуже. То есть, в сумме получается 12.
^ Теория (можно пропустить)
Специальная программа посылает данные в компьютерный порт ввода-вывода (378h). При помощи определенных электронных элементов этот порт связан с внешним, в данном случае, LPT портом, который выводит эти данные «наружу» в виде электрических сигналов.
Управление классическими 8-ю светодиодами осуществляется по порту 888 (378h), а управление четырьмя дополнительными — по порту 890 (37Ah). (Базовый порт 378h)
При этом управление по порту 890 происходит немного по-другому, т.к. три из четырех каналов являются инвертирующими.
Вся картина выглядит так:
| Аппаратная часть | Софтовая часть | ||
|---|---|---|---|
| № светодиода | № контакта | № порта | № бита |
| 1 | 2 | 888 (378h) | |
| 2 | 3 | 888 (378h) | 1 |
| 3 | 4 | 888 (378h) | 2 |
| 4 | 5 | 888 (378h) | 3 |
| 5 | 6 | 888 (378h) | 4 |
| 6 | 7 | 888 (378h) | 5 |
| 7 | 8 | 888 (378h) | 6 |
| 8 | 9 | 888 (378h) | 7 |
| 9 | 1 * | 890 (37Ah) | |
| 10 | 14 * | 890 (37Ah) | 1 |
| 11 | 16 | 890 (37Ah) | 2 |
| 12 | 17 * | 890 (37Ah) | 3 |
Увидеть светодиод, подключенный непосредственно к контактам (пинам) LPT порта, можно в статье «Светодиодное испытание LPT порта».
^ Практика
^ Практика — Аппаратная часть
На рисунке слева изображена лицевая сторона вилки DB-25M, которая рекомендуется для подключения нашего устройства к компьютеру. На рисунке справа показана схема подключения диодов к обратной стороне вилки DB-25M. Номера светодиодов на схеме обозначены в кружочках. Обратите внимание, что светодиод №1 подключается к пину №2 и т.д.
 Вилка DB25M |
|---|
Как припаивать светодиоды к обратной стороне вилки DB25M
На следующем рисунке показано как подключаить светодиоды напрямую к LPT-порту (при отсутствии вышеуказанной вилки DB-25M). LPT порт симметричен, поэтому его пины очень легко перепутать.
Внимательно рассмотрите маркировку пинов порта, убедитесь, что перемычка, соединяющая контакты с 18 по 25, будет соединять именно их (а не контакты с 14 по 21). Наберитесь терпения и проверьте каждый проводок и контактик — это избавит вас от проблем, которые могут задержать окончание работы на несколько дней.
 Как подключать светодиоды к LPT порту компьютера (к лицевой стороне розетки DB25F) |
|---|
Номиналы резисторов лучше подбирать экспериментально, они зависят и от используемых светодиодов и от особенностей конкретно вашего порта. Рекомендую попробовать с резистором 33 или 47 Ом. Если яркости будет недостаточно — резистор можно будет не ставить. Для большей точности следует измерять ток, текущий через светодиод, выбирая сопротивление, при котором ток соответствует номинальному (обычно 10…20mA). Подробнее смотрите в статьях «Универсальная методика рассчета питания светодиодов», «Параметры светодиодов», «Питание для светодиодов».
Все 12 диодов рекомендуется брать одинаковой марки и одинакового цвета. Прежде чем навеки припаивать — определитесь с полярностью.
В схеме присутствует выключатель, но его можно смело исключить. Не стоит применять мощные выключатели, предназначенные для коммутации больших токов и напряжений (таковые плохо коммутируют малые токи и напряжения).
Светодиоды можно разместить как угодно, но рекомендуется такое расположение:
Конструкция панели светодиодов
То есть, 12 диодов расположены вдоль окружности радиусом 30. 40 mm. Маленькие перечеркнутые кружочки обозначают светодиоды; цифры, расположенные рядом, указывают их номера. На такой конструкции можно показывать время, пускать замкнутые «бегущие огни». Обычно фантазия сама подсказывает кучу всевозможных эффектов…. Короче, выбор рационального размещения диодов — дело вкуса и фантазии.
В качестве панели можно использовать корпус системного блока, крышку от 3.5» или 5.25» отсеков, пластину из гетинакса или просто толстый картон. Отверстия желательно получать сверлением, естественно, при помощи дрели и сверла подходящего диаметра. Необходимо, чтобы диод туго входил в отверстие и не выпадал оттуда. Припаять светодиоды сначала к печатной плате — хорошая идея, но это вовсе не обязательно.
Когда конструкция собрана, ее следует всячески покрутить и повертеть, а потом убедиться, что ничто нигде не болтается и не замыкает. Перед подключением шлейфа к порту, тестером проверьте отсутствие замыканий в устройстве. С другой стороны, современные элементы делают достаточно надежными, чтобы выдержать кратковременные замыкания. Например, у меня во время испытаний один контакт LPT порта замкнулся на общий провод — это привело к перезагрузке компьютера. Если при подключении устройства компьютер начал перезагружаться или выключился, быстро вынимайте шлейф из порта и ищите ошибку. Если после этого компьютер отказывается включаться снова — просто достаньте его вилку из розетки, подождите полминуты, и снова включите.
^ Практика — Софт
Когда устройство собрано, наступает очередь для знакомства с программой, которая будет включать и выключать светодиоды так, как вы захотите.
Программа WndLpt позволяет управлять светодиодами в разных режимах:
— интерактивно с клавиатуры и мыши;
— автоматически, по заранее созданному сценарию.
Кроме того, программа может работать как плагин для трех популярных плееров: Winamp, WMP, AIMP2.
WndLpt работает адекватно для любого количества светодиодов от 1 до 12.
Исторически WndLpt дополняется маленькой программкой LptPort.exe, которая позволяет просто управлять 12-ю светодиодами с клавиатуры (Windows 98/NT/ME/2000/XP/Vista/Seven).
Краткое описание WndLpt-0.2.5
  |
   |
  |
Эта программа самостоятельно управляет светодиодами в соответствии с заранее подготовленным сценарием (скриптом). Другая возможность программы — светомузыка, управляемая звуком либо со звуковой карты, либо с аудиоплеера. В последнем случае (получение звука от аудиоплеера) необходимо использовать единый плагин визуализации vis_wndlpt.dll разработанный для трех популярных плееров: Winamp 5, WMP (Windows Media Player) и AIMP2. Полное описание программы находится на странице «Управление выходами LPT порта».
Кроме того, полезно поместить в автозагрузку ярлык:
для того, чтобы при загрузке все диоды выключались (или включались -on).
Или ярлык следующего содержания:
для того, чтобы при загрузке операционной системы автоматически выполнялся скрипт script.txt.
LptPort-0.1.1
Это консольное приложение позволяет при помощи клавиатуры установить любое состояние на выходе порта. Интуитивно понятное управление производится клавишами клавиатуры.
| Клавиши | Назначение |
|---|
Для наглядности, программа отображает ожидаемое состояние светодиодов расположенных в линию и по окружности. Программа будет работать даже если LPT порт не существует или не найден, естественно, что в этих случаях значения в порт выводиться не будут.
При запуске, программа обращается к собственному ключу реестра в поисках предустановленного значения базового адреса LPT порта.
Если ключ не найден, она пытается обратиться к порту по адресу 0x378. Если по указанным портам устройств не существует, вместо надписи Base port: 378h выводится No found LPT port!
Затем зажигается светодиод №1 и программа готова выполнять команды пользователя. Ознакомится с примером использования данной программы можно в статье «Светодиодное испытание LPT порта».
^ Практика — Настраиваем порт
Когда LPT порт встроен в материнскую плату
Если LPT порт встроен в материнскую плату, то все решается через настройки BIOS:
Во-первых, надо перезагрузить компьютер.
Во-вторых, во время запуска и самотестирования машины следует нажимать на кнопку Del (Delete). В результате, на экране монитора должен появиться BIOS. Желательно чтобы манипуляции над BIOS’ом проводил немного опытный и знакомый с этой штукой человек.
Ищем секцию Integrated Peripherals, залазим в нее, и убеждаемся в соответствии следующих параметров заданным значениям:
[Integrated Peripherals]
Onboard Parallel Port = Enabled или 0x378h
Parallel Port Mode = EPP
Настраивать следующие пункты не требуется:
В зависимости от версии BIOS названия и система установки этих значений могут меняться.
Выход из BIOS’а должен производиться с сохранением параметров, т.е. пунктом Save & Exit Setup. Далее подтверждаем действие нажатием на кнопку Y и нажимаем Enter. Компьютер перезагружается, загружается и снова готов исправно работать.
Когда LPT порт встроен в PCI карту
Если LPT порт расположен на отдельной PCI карте, обратитесь к инструкции по настройке программы для работы с таким портом. то четыре светодиода, подключенные к пинам 1, 14, 16 и 17 будут светится тускло и это не лечится
Для поиска ошибок в разводке проводов читаем статью «Светодиодное испытание LPT порта» и сверяем свои результаты с ожидаемыми.
^ Фотосессия
Вид спереди
— Зачем нужны лишние отверстия?
— Оставлено для совместимости.
Светодиоды с натугой вставлены в отверстия подходящего диаметра, полученные путем сверления.
Вид сзади
К гетинаксу приклеены кусочки фольгированного текстолита. Их фольга разделена на две площадки (плюс и минус). К этим площадкам припаиваются светодиоды и питающие проводники. Таким образом, светодиоды удерживаются в отверстиях.
Для лучшего понимания того что здесь напаяно, пройдите по ссылке «Схема панели светодиодов, спроецированная на фото этой панели».
Подключается к LPT порту компьютера.
Провод МГТФ во фторопластовой изоляции, который практически невозможно «отмозолить».
Металлические контакты закрыты кембриками из термоусадки.
Видеофайл, демонстрирующий работу устройства.
autorun_v0.2.1.avi (274 КБ)
|
^ Ответы на часто задаваемые вопросы, FAQ
^ Скачать
WndLpt
Автоматическое управление светодиодами по заранее записанному алгоритму.
LptPort
Управление светодиодами с клавиатуры. Это удобно в целях отладки устройства, а также для творческих поисков новых световых эффектов. Данные возможности также встроены в программу WndLpt и доступны на вкладке Manual.
Программа является частью проекта WndLpt и скачивается вместе с ним.
Одним из самых старых портов компьютера является LPT-порт или параллельный порт. И хотя LPT-порт сейчас можно увидеть далеко не на всякой материнской плате, тем не менее, читателям, возможно, интересно было бы узнать, что он из себя представляет.
История
Прежде всего, разберемся с названием порта. Возможно, далеко не все знают, что обозначает аббревиатура LPT. На самом деле, LPT – это сокращение от словосочетания Line Print Terminal (построчный принтерный терминал). Таким образом, становится понятным, что LPT-порт предназначался, прежде всего, для подключения принтеров. Именно поэтому порт LPT имеет и еще одно название – порт принтера. Хотя теоретически могут подключаться к LPT и другие устройства.
LPT-порт имеет давнюю историю. Он был разработан фирмой Centronics (поэтому данный порт часто называют также портом Centronics), производившей матричные принтеры еще до начала эпохи персоналок, в начале 1970-х. А в начале 1980-х LPT-порт стал использоваться фирмой IBM в своих компьютерах и на какое-то время стал стандартным портом для подключения высокоскоростных (на то время) устройств.
Интерфейс LPT существовал в нескольких редакциях. В оригинальной версии LPT-порт был однонаправленным, то есть мог передавать данные лишь в одном направлении – к периферийному устройству. Разумеется, такая ситуация не устраивала пользователей, поскольку существовали принтеры, которые требовали передачи данных в обоих направлениях. Поэтому впоследствии интерфейс LPT несколько раз был усовершенствован, пока не был разработан его международный стандарт IEEE 1284. В соответствии с этим стандартом интерфейс параллельного порта поддерживал несколько режимов работы и был также совместим со старыми стандартами. Кроме того, интерфейс в своей конечной редакции поддерживал относительно высокие скорости передачи данных – до 5 Мб/с.
Принцип работы параллельного порта
Порт LPT называется параллельным потому, что в подключаемом к нему кабеле данные передаются параллельно, то есть, одновременно по нескольким проводникам. Этим свойством параллельный порт отличается от другого порта компьютера –последовательного порта COM.
Проводников, передающих сами данные, в кабеле Centronics насчитывается 8. Кроме того, в кабеле присутствует несколько линий, по которым передаются управляющие сигналы.
Хотя параллельный порт большей частью используется для подключения принтеров, тем не менее, существовали и другие его применения. Во-первых, при помощи порта LPT можно напрямую соединить два компьютера – посредством специального кабеля Interlink. До широкого распространения сетевых карт Ethernet подобное соединение, хоть и не обеспечивавшее пользователю большую скорость передачи данных, зачастую было, тем не менее, единственным способом связать два компьютера. Существуют также электронные ключи, предназначенные для подключения к порту LPT.
Как и в случае многих других устройств на материнской плате, режимы работы параллельного порта часто можно настроить через BIOS Setup. Как правило, для этого используются такие опции BIOS, как Parallel Port, Parallel Port IRQ, Parallel Port DMA и т.п.
Разъем параллельного порта на материнской плате и кабель Centronics
Разъем порта LPT обычно располагается непосредственно материнской плате, хотя до середины 1990-x гг. он обычно присутствовал на вставляемой в слот расширения так называемой мультикарте, на которой были также расположены другие порты компьютера. Выход порта представляет собой 25-контактный разъем типа «розетка», который называется разъемом DB25.
Для подключения к принтеру используется специальный кабель – кабель Centronics. Один конец (вилка) кабеля Centronics подключается к порту, другой (также вилка) – к специальному разъему принтера. Последний разъем имеет 36 контактов. Следовательно, особенностью кабеля Centronics является то, что он имеет разные разъемы с обеих сторон.
Хотя часто разъем кабеля для материнской платы называется разъемом Centronics, тем не менее, строго говоря, разъемом Centronics называется лишь 36-контактный разъем для подключения к принтеру, а не к материнской плате. Разъем кабеля для подключения к порту называется разъемом Amphenolstacker, от названия разработавшей его американской фирмы Amphenol, производящей разъемы.
Особенности работы параллельного порта
Благодаря тому, что LPT-порт поддерживает параллельную передачу данных, в первых ПК этот порт считался одним из самых скоростных портов компьютера. Передача данных по нескольким линиям во многом сближает интерфейс LPT по архитектуре с компьютерными шинами. Тем не менее, это обстоятельство накладывает и ограничение на длину кабеля, которая из-за возникающих в кабеле помех не может превышать 5 м.
Максимальное напряжение, использующееся в сигнальных линиях порта, составляет +5 В. Для простой передачи данных требуется всего лишь десять сигнальных линий – это 8 линий собственно данных, линия строб-сигнала, то есть, сигнала о готовности порта к передаче данных, и линия занятости. Остальные линии используются для совместимости со стандартом Centronics.
Назначение выводов разъема параллельного порта DB25:
Заключение
LPT-порт представляет собой интерфейс персонального компьютера, который в настоящее время считается устаревшим и не имеет значительной поддержки со стороны производителей компьютерного оборудования и программного обеспечения. Однако параллельный порт до сих успешно используется во многих устаревших моделях компьютеров и принтеров.
