關鍵詞:增強并行口(EPP),標準并行口(SPP),差分線驅動器和接收器,并行傳輸,CCD相機
中遠距離的快速數據傳輸,在諸如X射線成像檢測、生產線控制與數據采集等工程中經常遇到。利用微機本身的接口進行數據采集與傳輸簡單、方便,無需專門設計接口電路,但微機RS-232接口及標準并行口(SPP)的傳輸距離短、速度慢(最高為150kb/s),而且并行口SPP方式(主要用于連接打印機)只能單向傳輸。Pentium及后來的486微機的并口大部分具有SPP、EPP(Enhanced ParallelPort)、ECP(Extended Capabilities Port)功能,EPP方式是在SPP兼容的基礎上又增加了新的功能,可雙向、快速地進行數據傳輸,傳輸速率可達2Mb/s。
1 EPP工作方式介紹
計算機并行口的工作方式可通過BIOS中的SETUP設置為SPP、EPP、ECP(也有一些機型配置SPP、PS/I、ECP)。SPP方式(打印機接口)大家比較熟悉,表1列出了EPP和SPP的信號定義及相互關系。
1.1 EPP的寄存器
EPP所對應的I/O端口使用SPP同樣的基地址,并增加了后面的5個端口。表2列出了寄存器定義。前三個端口(基址+“00H~02H”)與SPP兼容,
但能雙向傳輸,分別是SPP/EPP的數據口、狀態口和控制口。第四個端口(基址+“03H”)是EPP的地址口,第五個端口(基址+“04H”)是EPP的數據口,后三個端口(基址+“05H~07H”)未定義。若以四、五端口方式工作,其典型的傳輸速率為500~2Mb/s,并可雙向工作,接近于PC機ISA總線的數據傳輸率,這是EPP協議的主要特征之一。EPP利用四、五端口提供了四種數據傳送周期、即數據寫周期、數據讀周期、地址寫周期、地址讀周期。
1.2 EPP方式快速讀寫工作時序
以四、五端口方式工作,可進行快速、雙向的數據傳輸。以數據讀和地址讀周期為例,其EPP方式工作時序如圖1所示。兩者不同的是,數據讀(基址+4)產生DATASTB信號,而地址讀(基址+3)產生ADDRSTB信號。其它完全一樣,至于讀回來的數據D0~D7是作為地址還是作為數據,完全由設計人員來定。以數據讀為例,工作過程為:(1)WRITE信號保持高電平不變,若WAIT為低,數據選通信號DATASTB變低。(2)等待WAIT由低變高(此時應把WAIT置高),WAIT變高后,開始讀數據。(3)DATASTB信號由低變高,數據被讀入。
??? TTL電平轉換為差分形式的RS422電平來達到遠距離傳輸目的。
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SN75174和SN75175是TI公司生產的4位TTL和EIA/TIA-422-B、RS-485標準轉換器件。具有轉換速度快、噪聲容限大、三態輸出、單電源(+5V)工作的特性。SN75174能把TTL標準轉換為422B標準,SN75175能把422B標準轉換為TTL標準。其管腳圖及邏輯原理圖如圖2所示。其中A、B為輸入,Y、Z為輸出,EN為三態控制信號。SN75174和SN75175的主要工作參數及要求見表3。
表3 SN75174和SN75175應用要求及參數
如圖3所示,在計算機端和工作端分別進行標準轉換,利用多股雙絞線實現中遠距離422電平信
號傳輸,可達到快速并行的數據傳輸目的。
3 用EPP方式進行16位CCD圖像數據采集
3.1 接口電路
圖4所示為數據采集微機端的接口電路,DATASTB和ADDRSTB為同步信號并通過延時電路產生WAIT信號和SN75175的使能信號,WRITE把D0、D1信號鎖存用于控制CCD積累和輸出時的輸出級電平,數據線通過兩片SN75175把CCD輸出A/D轉換后的數據讀入計算機。
3.2 工作原理
??? 我們的目的是以400kb/s的速度并行地把1K
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3.3 軟件流程
我們選用的CCD器件有1094×1160個像元,每次曝光結束后需進行1160次行轉移,兩次行轉移期間需進行1094次位轉移輸出和數據采集。圖5中每次采集用一條數據字讀語句,即可產生DATASTB的兩個脈沖,完成一次16位數據采集。每行的控制信號需進行八次地址讀語句,流程圖如圖5所示。根據CCD工作要求,并綜合考慮讀出噪聲、檢測速度和A/D轉換速度,EPP方式工作速度為400kb/s,計算機和CCD相機的距離為30米。每幅圖像的數據采集時間為3.1秒。實驗證明,該方法經濟實用,圖像噪聲小。
2 程耀瑜等.高速12位模數轉換器AD7892及其在圖像采集中的應用.國外電子元器件,2000,9
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