基于CH375接口電路的LPT-USB打印機驅(qū)動器的設計與實現(xiàn)

1 引言

本課題來源于北京普析通用公司。 由于該公司現(xiàn)有光譜儀器的單機版（如1810和t6等）采用的是并行口打印技術(shù)，而隨著usb打印機技術(shù)的逐漸普及，并行口打印機越來越少，有些用戶原有的打印機只是usb接口而非并行口，因此現(xiàn)有儀器對打印機的支持不能適應用戶需要。為了使該公司的并行口儀器直接和usb打印機相連，筆者設計了一種lpt-usb打印機驅(qū)動器，實現(xiàn)并口儀器與usb打印機的連接。

筆者利用單片機和usb總線接口器件實現(xiàn)lpt-usb打印機驅(qū)動器的設計。利用該設計將能夠?qū)崿F(xiàn)并行打印口數(shù)據(jù)在usb打印機上的直接打印，克服了有些并口儀器必須連接并口打印機才能打印的弊端，極大地方便了用戶的使用。

2 ch375的特點及工作原理

2.1 ch375的特點

ch375是一個usb總線通用接口電路，支持host主機方式和slave設備方式。ch375內(nèi)部集成了pll倍頻器、主從usb接口sie、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、被動并行接口、異步串型接口、命令解釋器、控制傳輸?shù)膮f(xié)議處理器、通用的固件程序等。在本地端，ch375具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機、dsp、mcu等控制器的系統(tǒng)總線上。ch375的usb主機方式支持各種常用的usb全速設備，外部單片機、dsp、mcu可以通過ch375按照相應的usb協(xié)議與usb設備通信。ch375的特點如下：

（1）全速usb-host主機接口符合usb1.1，支持動態(tài)切換主機與設備方式，外圍元器件只需要1個晶體和2個電容；

（2）主機端點輸入和輸出緩沖區(qū)各有64字節(jié)，支持常用的12mb/s全速usb設備；

（3）支持usb設備的控制傳輸、批量傳輸、中斷傳輸；

（4）自動檢測usb設備的連接和斷開，提供設備連接和斷開的通知；

（5）內(nèi)置控制傳輸?shù)膮f(xié)議處理器，簡化常用的控制傳輸；

（6）并行接口包含8位數(shù)據(jù)總線，4線控制：讀選通、寫選通、片選輸入和中斷輸出；

（7）串行接口包括串行輸入、串行輸出和中斷輸出，支持通信波特率的動態(tài)調(diào)整。

（8）支持5v電源電壓和3.3v電源電壓。

2.2 ch375的工作原理

如圖1所示，ch375通過被動并行接口電路可以方便地掛接到各種8位單片機、dsp、mcu的系統(tǒng)總線上，并且可以與多個外圍器件共存。并口信號線包括8位雙向數(shù)據(jù)總線d7-do、讀選通輸入rd、寫選通輸入wr、片選輸入cs、中斷輸出int及地址輸入線ao。ch375的rd和wr可以分別連接到單片機的讀選通輸出引腳和寫選通輸出引腳。int可以連接到單片機的中斷輸入引腳，中斷請求是低電平有效。當cs、rd及ao都為低電平時，ch375中的數(shù)據(jù)通過d7-do輸出；當cs和wr以及ao都為低電平時，d7-do上的數(shù)據(jù)被寫入ch375；當cs、wr都為低電平而a1為高電平時，d7-do上的數(shù)據(jù)被作為命令碼寫入ch375。

3 硬件電路設計

圖2所示為單片機通過ch375控制usb打印機的硬件電路。ch375通過被動并行接口電路掛接到8位單片機的系統(tǒng)總線上，ch375的txd引腳接地，使ch375工作于并口方式。ch375的8位雙向數(shù)據(jù)總線d7-do直接與單片機的po數(shù)據(jù)口相連，rd和wr分別連接到單片機的讀選通輸出引腳和寫選通輸出引腳。片選信號cs連接到單片機的p2.6引腳，該引腳為低電平時選通ch375。int可以連接到單片機的中斷輸入into引腳，中斷請求是低電平有效。地址輸入線ao連接至單片機的p2.5引腳，當ao引腳為高電平時選擇命令端口，可以寫入命令，當ao引腳為低電平時選擇數(shù)據(jù)斷口，可以讀寫數(shù)據(jù)。

采用74hc245型三態(tài)雙向總線驅(qū)動器作為打印機口向單片機傳送并口數(shù)據(jù)的接口，其片選信號與單片機的p2.7相連，方向控制位dir與單片機的p3.4相連，當dir為高電平時，數(shù)據(jù)從a端口向b端口傳送，此時單片機可以通過讀取74hc245數(shù)據(jù)端口得到并口的數(shù)據(jù)，打印機狀態(tài)信號busy連接至單片機的p1.5引腳，并口數(shù)據(jù)采集控制信號ctrl直接連至單片機的int1中斷引腳，當int1產(chǎn)生中斷時，單片機從并口讀取數(shù)據(jù)，然后再發(fā)送至打印機進行打印。

4 軟件設計

4.1 軟件流程

軟件流程如圖3所示。該軟件用c語言編程，通信過程主要包括初始化和并口數(shù)據(jù)的采集。

并口數(shù)據(jù)的采集是通過中斷方式進行的。采集數(shù)據(jù)的控制信號ctrl連接至單片機的中斷int1引腳，通過不斷檢測int1的狀態(tài)進行并口數(shù)據(jù)的采集。當打印機不忙（busy=0）時，如果產(chǎn)生int1中斷，則從74hc245的數(shù)據(jù)斷口讀出并口數(shù)據(jù)，同時將打印機忙標志busy置1（表示打印機忙），當數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送至打印機打印時，則將打印機忙標志busy置0。然后重復上述步驟進行并口數(shù)據(jù)的采集及打印。

初始化過程分為單片機初始化和打印機的枚舉初始化。單片機的初始化過程是直接向相應的i/0口寫初始化值及設置看門狗，可調(diào)用函數(shù)watchdog_init()設置看門狗。

打印機的枚舉初始化過程是很重要的，要打印采集到的并口數(shù)據(jù)首先必須成功地枚舉初始化打印機。初始化usb打印機函數(shù)init_print()主要使用以下幾個主要函數(shù)：

5 結(jié)束語

本文詳細介紹了基于80c51型單片機和ch375型usb總線通用接口電路的lpt-usb打印機驅(qū)動器的設計及c語言實現(xiàn)。測試結(jié)果表明，利用該設計能夠?qū)崿F(xiàn)并口儀器數(shù)據(jù)直接經(jīng)usb打印機打印，打印結(jié)果正確無誤。該設計現(xiàn)已用于并口儀器上，并行口儀器利用該驅(qū)動器可以直接和usb打印機相連并進行打印，克服了有些并口儀器必須連接并口打印機才能打印的弊端，方便了用戶。