Introdução à Porta Paralela
Por: Antônio Rogério Messias
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INTRODUÇÃO À PORTA PARALELA Para uso particular ou educacional. Copyright(c) 1999-2006 ROGERCOM.COM Todos os direitos reservados.

Introdução
Modelos de Porta Paralela
Extensão do Cabo Paralela
Endereços da Porta Paralela
Registradores
O conector DB25
O conector Centronics 36 pinos
Lista dos componentes utilizados para desenvolver os circuitos
Classes e funções em C/C++, para implementar seus programas
Acessando a Impressora através da BIOS
Ligando e desligando aparelhos externos através da Porta Paralela
Recebendo sinais externos através da Porta Paralela

INTRODUÇÃO

       A porta paralela é uma interface de comunicação entre o computador e um periférico. Quando a IBM criou seu primeiro PC (Personal Computer) ou Computador Pessoal, a idéia era conectar a essa Porta uma impressora, mas atualmente, são vários os periféricos que utilizam-se desta Porta para enviar e receber dados para o computador (exemplos: Scanners, Câmeras de vídeo, Unidade de disco removível e outros).
       Se você conhece um pouco de eletrônica e domina uma linguagem de programação como: C/C++/C++Builder, Pascal/Delph ou mesmo o Visual Basic, poderá desenvolver um programa que controle um aparelho conectado à Porta paralela, ou um programa de transferência de arquivos entre dois computadores, utilizando um cabo paralelo como meio de transmissão. O seu conhecimento de Eletrônica servirá para você desenvolver sua própria placa Eletrônica, que será conectada ao DB25 da porta paralela.
       Está página lhe fornecerá conhecimentos sobre a porta paralela, que o fará compreender e utilizá-la, de uma maneira não convencional, isto é, não somente para ser utilizada com uma impressora, mas também como qualquer outro aparelho, que o usuário tenha conhecimento sobre seu funcionamento, desejando controlá-lo através de seu Personal Computer, como diz a IBM.

Atenção!
       A Porta Paralela está ligada diretamente à placa mãe de seu computador. Muito cuidado ao conectar circuitos eletrônicos a essa porta, pois, uma descarga elétrica ou um componente com a polaridade invertida, poderá causar danos irreparáveis ao seu computador, seja coerente.

TERMO DE RESPONSABILIDADE

Não me responsabilizo por nenhum dano causado tanto no equipamento,
como na montagem/instalação inadequada dos circuitos.

***

Boa pesquisa...

MODELOS DE PORTA PARALELA

Transmissão unidirecional

       A porta paralela SPP (Standard Parallel Port) pode chegar a uma taxa de transmissão de dados a 150KB/s. Comunica-se com a CPU utilizando um BUS de dados de 8 bits.
       Para a transmissão de dados entre periféricos são usado 4 bits por vez.

Transmissão bidirecional

       A porta avançada EPP ( Enhanced Parallel Port ) chega a atingir uma taxa de transferência de 2 MB/s. Para atingir essa velocidade, será necessário um cabo especial.
Comunica-se com a CPU utilizando um BUS de dados de 32 bits.
Para a transmissão de dados entre periféricos são usado 8 bits por vez.

       A porta avançada ECP (Enhanced Capabilities Port) tem as mesmas características que a EPP, porém, utiliza DMA (acesso direto à memória), sem a necessidade do uso do processador, para a transferência de dados. Utiliza também um buffer FIFO de 16 bytes.

EXTENSÃO DO CABO PARALELO

       A extensão do cabo para interligar um computador a um periférico, é de no máximo 8m. Na prática, utiliza-se um cabo com extensão menor. Quanto maior a extensão do cabo, maior é a interferência na transmissão dos dados.

ENDEREÇOS DA PORTA PARALELA

       O seu computador nomeia as Portas Paralelas, chamando-as de LPT1, LPT2, LPT3 etc, mas, a Porta física padrão de seu computador é a LPT1, e seus endereços são: 378h ( para enviar um byte de dados pela Porta), 378+1h (para receber um valor através da Porta) e, 378+2h (para enviar dados). Às vezes pode está disponível a LPT2, e seus endereços são: 278h, 278+1h e 278+2h, com as mesmas funções dos endereços da porta LPT1 respectivamente.

REGISTRADORES

       Utilizando a Porta Paralela conectada a uma impressora, os endereços terão nomes sugestivos, como segue abaixo:

 
O CONECTOR DB25

       O DB25 é um conector que fica na parte de trás do gabinete do computador, e é através deste, que o cabo paralelo se conecta ao computador para poder enviar e receber dados.
       No DB25, um pino está em nível lógico 0 quando a tensão elétrica no mesmo está entre 0 à 0,4v. Um pino se encontra em nível lógico 1 quando a tensão elétrica no mesmo está acima de 3.1 e até 5v.
       A figura abaixo mostra o conector padrão DB25, com 25 pinos, onde cada pino tem um nome que o identifica:

DB25 que fica atrás do Micro

Conector Macho do Cabo Paralelo

Foto do conector DB25 macho do cabo Paralelo

 

Esquema de funcionamento do DB25 no modo SPP

 
O CONECTOR MACHO CENTRONICS 36 PINOS

       O conector macho Centronics 36 pinos faz parte do cabo da impressora, é através deste cabo que a impressora é conectada ao computador.
       Quando desenvolvemos uma projeto que utilize uma interface para conectarmos ao computador, poderemos utilizar um conector centronics 36 pinos fêmea, isso faz com que nossa interface aproveite o cabo da impressora, onde poderemos conseguir com facilidade em lojas de Informática.
       A figura abaixo mostra o conector Centronics 36 pinos e sua descrição:

LISTA DOS COMPONENTES UTILIZADOS PARA DESENVOLVER OS CIRCUITOS

      Para desenvolver os circuitos, você precisará adquirir os componentes eletônicos, e poderá encontrar em lojas que vendam materiais de Eletrônica, componentes como: cabo Paralelo, resistores, transistores, diodos, LEDs etc.   

Descrição	Componentes
Cabo Paralelo (o mesmo utilizado pela impressora)
LEDs
Resistores
Diodos
Capacitores
Circuitos Integrados
Motor de passo
Transistores
Relê
Foto-transistors e sensores
Matriz de contato
Distplay
Fios para a interligação dos componentes
Ferro de soldar componentes, fonte de alimentação de 0 a 12v, solda, multímetro etc.

CLASSES E FUNÇÕES EM C/C++, PARA IMPLEMENTAR SEUS PROGRAMAS

       Utilize a classe em C++ abaixo, caso queira desenvolver programas para serem executados nos Sistemas Operacionais Windows.

Código fonte em C/C++

//Classe TPorta com seus métodos: Envia e Recebe
//Objetivo: Enviar e receber bytes através da Porta Paralela
//Copyright(c) 1999-2004, ROGERCOM
//www.rogercom.com
//rogercom@rogercom.com

class TPorta 
{
   private: 
   public:
      void Envia(short int iEndPorta,unsigned char iByte);
      unsigned char Recebe(short int iEndPorta); 
}; 

//-----------------------------------------------------------------
//Envia um byte para a Porta Paralela
void TPorta::Envia(short int iEndPorta,unsigned char iByte)
{
   _DX = iEndPorta;
   _AL = iByte;         
   __emit__ (0xEE);//Instrução da CPU   
}

//-----------------------------------------------------------------
//Recebe um byte pela Porta Paralela
unsigned char TPorta::Recebe(short int iEndPorta)
{
   _DX = iEndPorta;
   __emit__ (0xEC);//Instrução da CPU 
   return(_AL);//Retorna um byte
}

Código fonte em C/C++

// Objetivo: Converter um Byte em uma string binária de caracteres.
//www.rogercom.com
//rogercom@rogercom.com
//---------------------------------------------------------------------------
#include "vcl\vcl.h"
#include "string.h"
#pragma hdrstop
//---------------------------------------------------------------------------
class TBinario {

  public:
       char * __fastcall IntToStrBin(unsigned short int num);
};
//---------------------------------------------------------------------------
char * __fastcall TBinario::IntToStrBin(unsigned short int num)
{
    unsigned short int BYTE[8] = {
        0x01,0x02,0x04,0x08,
        0x10,0x20,0x40,0x80
    };

    unsigned short int cont,bit=7;
    static char buf[10];  //para armazenar a string de números binários. 
    for( cont = 0; cont <= 7; cont++ ) 
    {
        if( (num & BYTE[cont]) == BYTE[cont] )
             buf[bit] = '1';
        else
             buf[bit] = '0';
             bit--;
    }
    buf[8] = NULL;
    return(buf);
}

       Já para desenvolver programas no Sistema Operacional MS-DOS, utilize as funções descritas abaixo, encontradas nos compiladores da Borland com: Turbo C e o Borland C++.

ACESSANDO A IMPRESSORA ATRAVÉS DO BIOS

       Você pode acessar a impressora através da interrupção de número 17h, fornecida pelo BIOS (Basic Input Output System), ou Sistema Básico de Entrada e Saída, que executa as funções elementares de funcionamento de seu computador.
       O BIOS fornece três serviços através desta interrupção: o serviço 00, que tem como objetivo enviar um byte à impressora; 01, inicializa a impressora, limpando seu buffer e o 02, retorna ao computador o Status da impressora (um byte codificado em bits), informando seu estado atual, ou seja, se tem papel ou não na bandeja, se está pronta para receber dados do computador e outras informações de controle.

Código fonte em C/C++.
       O exemplo abaixo mostra duas funções escritas em linguagem C++, utilizando o BIOS para interagir com uma impressora. A primeira função tem o objetivo de enviar um byte à impressora, e a outra, de ler seu status.

//Funções: PrintValor() e StatusPrint()
//Objetivo: Acessar a impressora através do BIOS
//Copyright(c) 1999-2004, ROGERCOM
//Todos os Direitos Reservados
//---------------------------------------------------------------
//Envia um byte para a impressora
void PrintValor(unsigned char Valor);
{  
  union REGS regs;
  regs.h.ah = 0; //Servico de impressão
  regs.h.al = Valor;
  regs.x.dx = 0; //0 é a porta LPT1, 1,a LPT2 
  int86(0x17,& regs,& regs); //Interrupção da impressora
} 

//Ler o status da impressora
unsigned char StatusPrint(void)
{ 
   union REGS regs; 
   regs.h.ah = 2; //Serviço 2 ler o status
   regs.x.dx = 0; //0 é a porta LPT1
   int86(0x17,& regs,& regs);//Interrupção da impressora
   return( regs.h.ah ); //Retorna um byte de status
}

LIGANDO E DESLIGANDO APARELHOS EXTERNOS ATRAVÉS DA PORTA PARALELA

       Como já comentado, a Porta Paralela não é usada somente com uma impressora, você pode desenvolver um circuito eletrônico e acoplá-lo a essa porta e, através de um programa específico, enviar-lhe sinais digitais para controlá-lo.
       Abaixo temos três circuitos: o circuito-1, o circuito-2 e o circuito-3 que podem ser acoplados à Porta Paralela através de um cabo Paralelo e, controlados por um programa.

CIRCUITO-1

       A princípio o objetivo do circuito-1 é de ligar e desligar oito LEDs, conectados através de uma cabo à Porta Paralela.
       No esboço abaixo, observe que o terminal do catodo (K) dos LEDs estão ligados aos terminais dos resistores, que estes por si, estão ligados através do cabo aos pinos do DB25. Se invertidos, o circuito não funcionará. Observe a enumeração da pinagem do conector DB25.

Circuito-1

        Lista de componentes:
        1 (um) Cabo Paralelo - o mesmo utilizado pela impressora;
        8 (oito) Resistores (R1 a R8) todos de 470 ohm (amarelo, violeta e marrom);
        8 (oito) LEDs (L1 a L8) comuns de qualquer cor.
        Geral: fios, fero de soldar, solda etc.

Código fonte em C/C++
       O programa abaixo pode ser compilado e executado para acender e apagar os LEDs do circuito-1.

       Este programa, envia à Porta Paralela oito bytes, um a cada vez que o usuário pressionar uma tecla. A sequência de bytes geradas é vista na tabela abaixo:

Para saber como o computador agrupa os bits num byte, observe o esquema abaixo:

BYTE

       No esquema acima observe que cada nibble equivale a 4 bits; e a contagem dos bits é feita da direita para a esquerda (0,1,2,3...).

CIRCUITO-2

       Com o circuito-2, você pode controlar através da Porta Paralela mais quatro aparelhos eletro/eletrônico, enviando sinais para o registrador 37Ah. Ao enviar um byte para este registrador, mantenha os 4 últimos bits (nibble alto) inalterados, para não interferir no registrador 378h.
       Quando for trabalhar com o endereço do registrador 37Ah, tenha sempre em mente que para ativar os sinais Slct In, AutoFeed e Strob, será necessário colocar os bits em 0 (zero), porque eles trabalham de forma invetida, 0 (zero) ativa, 1 (um) desativa. Somente o Init trabalha na sua forma normal.
       Os bits do byte de CONTROLE também são conhecidos como; C3 (Slct In), C2 (Init), C1 (Auto Feed) e C0 (Strob). A letra C significa registrador de CONTROLE, e o número significa a posição do bit no byte; juntos, formam um nome sugestivo para os sinais.
OBS.: Quando o nome de um bit de Controle estiver com uma linha em cima, indica que o sinal será ativo com 0 (zero).
        __                __                           __
Ex.: C3 (Slct In), C1 (Auto Feed) e C0 (Strob).

Descrição/número dos pinos:	nenhum pino relacionado				__ C3	C2	__ C1	__ C0
					17	16	14	1
Posição dos bits:	7	6	5	4	3	2	1	0
Byte em binário:	0	0	0	0	1	1	1	1
Byte em Decimal:	15

Circuito-2

        Lista de componentes:
        1 (um) Cabo Paralelo - o mesmo utilizado pela impressora;
        4 (quatro) Resistores (R1 a R4) todos de 470 ohm (amarelo, violeta e marrom);
        4 (quatro) LEDs (L1 a L4) comuns de qualquer cor.
        Geral: fios, fero de soldar, solda etc.  

Código fonte em C/C++.
       O programa abaixo testa o circuito-2. O seu funcionamento é simples. Ao executá-lo, em primeiro lugar será enviado um byte à Porta Paralela que ligará todos os LEDs. Em seguida você pressionará uma tecla para enviar mais outro byte, agora este ligará somente o LED 1 e assim sucessivamente, até seja enviado o último byte, que apagará todos os LEDs.

CIRCUITO-3

       A princípio, o objetivo do circuito-3, é de ligar e desligar aparelhos eletro/eletrônicos como: motores, portas e portões elétricos, fechaduras elétricas, rádios, televisões, etc. Mas você pode muito bem através de um programa de computador controlar braços de robôs, temporizadores, controles automáticos e muito mais.

Circuito-3

       No circuito acima, o chip 74LS541 é usado para proteger a Porta Paralela de altas correntes. Ele é alimentado com 5v, diferente da outra parte do circuito que controla o relê, que precisa de 12v para ser acionado. Os contatos do relê devem suportar 220v/10A, para que você possa acionar aparelhos de potência.
       Neste circuito você pode controlar até oito aparelhos simultaneamente, a partir das saídas S1 a S8. 
       Se você desejar controlar mais que um aparelho, adicione mais circuitos, idênticos ao da saída S1, às demais saídas (S2 a S8).

Atenção!
       O circuito acima trabalha ligado a Rede elétrica 110/220v. Tome muito cuidado ao conectar os componentes, um fio ligado na posição errada é fatal, tanto para você como para seu computador. Seja coerente, se você não conhece o suficiente de eletro/eletrônica, solicite a ajuda de um profissional.

        Lista de componentes:
        1 (um) Cabo Paralelo - o mesmo utilizado pela impressora;
        1 (um) LED verde;
        1 (um) diodo 1N4148;
        1 (um) Resistor R1: 2,2K ohm (vermelho, vermelho e vermelho);
        1 (um) Resistor R2: 470 ohm (amarelo, violeta e marrom);
        1 (um) Transístor BD 137;
        1 (um) Circuito integrado buffer 74LS541;
        1 (um) Relê 12 volts na bobina - cargas até 220v/10A
        1 (uma) fonte de alimentação estabilizada de 5 a 12volts;
        Geral: fios, fero de soldar, solda etc.

RECEBENDO SINAIS EXTERNOS ATRAVÉS DA PORTA PARALELA

       A Porta Paralela, no modo padrão, têm cinco entradas. Isso é útil quando você precisa capturar sinais do mundo externo para dentro do computador. Como por exemplo, saber se um sensor esta ativo ou não; se um alarme foi disparado, etc.
        As cinco entradas através do conector DB25 são: Ack no pino 10, Busy no pino 11, Paper end no pino 12, Slct out no pino 13 e Error no pino 15. Portanto você poderá enviar para o computador cinco bits de uma só vez.
       Os bits do byte de STATUS também são conhecidos como; S7 (Busy), S6 (Ack), S5 (Paper end), S4 (Slct out), e S3 (Error). A letra S significa registrador de STATUS, e o número significa a posição do bit no byte; juntos, formam um nome sugestivo para os sinais.
OBS.: Quando o nome de um bit de Status estiver com uma linha em cima, indica que o sinal será ativo com 0 (zero).
        __
Ex.: S7 (Busy).

       Usando as funções inportb() ou Recebe() da classe TPorta, já comentadas nesta página, você poderá ler o registrador de Status da Porta Paralela, e saber se o sinal em um determinado pino está alto ou baixo (0-zero ou 1-um) no sistema binário.
       As funções inportb() e Recebe() lêem um byte através da Porta Paralela. Se você quiser saber se um determinado pino está com o sinal alto ou baixo, terá de converter este byte em binário para saber o estado do mesmo.
       Nem todos os bits do byte recebido através das funções inportb() ou Recebe() são válidos, como eu já mencionei, são somente cinco as entradas no registrador de Status da Porta Paralela, e cada entrada está relacionada com um bit.
       Ao ler o registrador de Status, os bits nas posições 0, 1 e 2 não devem ser levados em conta, porque não estão relacionados com nenhum pino do DB25, mesmo assim fará parte do byte recebido.
       
       A tabela abaixo mostra o significado de cada bit do byte recebido, através das funções inportb( ) ou Recebe( ), usando o Circuito 4 conectado à Porta Paralela. Observe que os bits, Ack, Paper end, Slct out e Error, trabalham de maneira normal, diferente de Busy, que só é ativado quando tiver um sinal 0 (zero) no pino 11:

Descrição/número dos pinos:	__ S7	S6	S5	S4	S3	Nenhum pino relacionado nestas posições do byte
	11	10	12	13	15
Byte lido em binário:	0	1	1	1	1	1	1	0
Byte lido em Decimal:	126

CIRCUITO-4

       Com o circuito-4 conectado à Porta Paralela você poderá enviar sinais para dentro de seu computador através das entradas E1 a E 5.
       Para enviar um bit através da entrada E1, ligue-a direto ao negativo da fonte de alimentação (0v), ou instale um interruptor para ficar mais prático.
       Como o circuito abaixo utiliza um Circuito Integrado buffer, que tem o poder de amplificar o sinal recebido, você poderá estender os cabos conectados as entradas (E1 a E5) a mais ou menos 20m de distância. Faça testes.

Circuito-4

Atenção!
       Para enviar dados para dentro de seu computador através do circuito acima, use as entradas E1 a E5, com tensão elétrica negativa (0V) da fonte de alimentação em uso.
       Para enviar um bit com valor (1), ligue a respectiva entrada ao negativo.     
       Para enviar um bit com valor (0), desligue a respectiva entrada do negativo.

        Lista de componentes:
        1 (um) Cabo Paralelo - o mesmo utilizado pela impressora;
        5 (cinco) Capacitores cerâmicos de (C1 a C5) todos de 100nF;
        1 (um) Circuito Integrado 74LS541 (buffer);
        1 (uma) fonte de alimentação estabilizada de 5 volts;
        Geral: fios, fero de soldar, solda etc.
        

Código fonte em C/C++.
       O programa abaixo, lê a Porta Paralela LPT1 ininterruptamente enquanto nenhuma tecla seja pressionada, e exibe na tela do computador, o valor recebido em decimal.

Código fonte em C/C++.
       O programa abaixo, foi escrito para o Sistema Operacional MS-DOS, mas pode ser adaptado para outros sistemas.
       Ele lê a Porta Paralela LPT1 ininterruptamente enquanto nenhuma tecla for pressionada, e exibe na tela do computador o estado de cada bit do byte recebido a cada ciclo do laço while().

 
 

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