如何使用PC并口与2线设备通信

技术分类: 微处理器与DSP  消费电子设计  | 2007-07-15
来源:电子系统设计

       本篇应用笔记目的是演示如何使用PC并口构建一种快速、简单和经济的2线(与I2C兼容)接口。虽然存在好多解决方案,在本篇笔记中给出的方案不需要微处理器、固件,也不存在购买芯片的困难。而是通过Windows软件,帮助解决同时调试硬件和软件的困难。在给出的软件的同时,也给出几个调试工具,能够使硬件快速工作运行。

       既然硬件并不与PC接口,不需要作标准的声明。虽然给出的硬件和软件一起构建和测试,用户使用有一定的风险。确保再三地检查所有的连接和电源电压,因为电源直接连接到PC的并口电路。Dallas Semiconductor/Maxim对可能引起的损害不负任何责任。本解决方案仅用于评估目的,不是用于产品或者发行品。虽然现在的软件仅适用于Win95/98,将来的版本会支持Win NT。

       为什么使用并口,而不是串口或者USB?

     

;  在本篇应用笔记中选择并口作为接口是因为目标是建造一种快速、简单和经济的接口。这个并行接口是基于74HC05逻辑芯片和一些无源元件。另外一个方面,串口解决方案需要一个微处理器、固件、编程器或者系统可编程、电平转换、晶体以及更多的无源器件。同样地,USB除了工作量大的软件和固件投入外,也需要相当数目的硬件。而且调试USB硬件经常需要昂贵的协议分析仪。因此,根据我们的目标,很明显地选择并口。然而在作出最终决定时,必须分析缺点以确保这些缺点是可容忍的。

       并口最大的缺点是它的未来。更多的PC制造商放弃了并口和串口,转而支持USB。并口的另外一个缺点是大多数的配置需要在PC的BIOS里设置。这意味着在PC和硬件之间不能建立通信时,PC必须重新启动才能进入BIOS工具(通常在启动时按F1或者DEL键)设置并口配置。在工程或者评估环境中,中断不会花费太多时间,而一旦投入到市场中大量的支持将成为问题。虽然更大的麻烦是PC之间的差异。因为并口是遗留硬件,好多年来一直在发展变化和改进。然而,在设计硬件时,要使硬件能够工作在老版本和新版本的并口上。这样在设计接口硬件时必须作个假设(定时和电气)。最后,另外一个缺点是操作系统,在Windows NT系统中,需要设备驱动程序。Windows NT不允许用户程序直接读/写硬件寄存器。在软件方面如果购买驱动程序的话是非常昂贵的。

       幸运的是,在评估环境中使用Windows 95和Windows 98并不是很麻烦,一旦软件修正以支持Windows NT则不必在意这个话题。

       硬件

       图1给出了并行2线接口原理图。很容易获得所有的元器件。可使用表贴元件或者直插元件构建接口。

PC 2线接口原理图

                                                                          图1 PC 2线接口原理图

       2线设备通信

      
该接口基于一个74HC05芯片构建,在原理图中以U1表示。74HC05包含六个集电极开路输出的反相器 。在本应用中该芯片具有好几个功能。首先,它为PC并口电路与下一级电路提供隔离功能。同时将并口的TTL信号转成2线接口需要

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