LPT EEE 1284 (англ. Line Print Terminal) - международный стандарт параллельного интерфейса для подключения периферийных устройств персонального компьютера. Название LPT образовано от наименования стандартного устройства принтера LPT1 (Line Printer Terminal или Line PrinTer) в операционных системах семейства MS-DOS.

Стандарт IEEE 1284 определяет двунаправленный вариант порта, который позволяет одновременно передавать и принимать биты данных. В основе данного стандарта лежит интерфейс Centronics и его расширенные версии (ECP, EPP). Стандарт IEEE 1284 стал результатом длительной борьбы за обеспечение совместимости. Стандарт включает в себя формальное описание всех режимов работы LPT-порта. До принятия данного стандарта не было никакого формального документа, позволяющего при соблюдении его рассчитывать на корректную работу устройства во всех возможных конфигурациях.

В основном LPT-порт используется для подключения к компьютеру принтера, сканера и других внешних устройств. Также LPT-порт часто использовался для подключения внешних устройств хранения данных. Может применяться для организации связи между двумя компьютерами, подключения каких-либо устройств телесигнализации и/или телеуправления.

В настоящее время стандарт IEEE-1284 не развивается. Окончательная стандартизация параллельного порта совпала с началом внедрения интерфейса USB, который позволяет подключать также МФУ и обеспечивает более высокую скорость печати и надёжную работу принтера. Также альтернативой параллельному интерфейсу является сетевой интерфейс Ethernet.

История/History

Изначально, LPT-порт физически отсутствовал на материнской плате и реализовался дополнительной картой расширения, вставляемой в один из ISA-слотов расширения на материнской плате. Параллельный порт как правило использовался - для принтера или сканера, для которых передача большого объёма данных не была критичной по времени. В дальнейшем, поддержка параллельного порта была интегрирована в чипсеты, реализующие логику материнской платы.

Параллельный порт Centronics - порт, используемый с 1981 года в персональных компьютерах фирмы IBM для подключения печатающих устройств, разработан фирмой Centronics Data Computer Corporation. Изначально данный порт был разработан только для симплексной (однонаправленной) передачи данных, так как предполагалось, что порт Centronics должен использоваться только для работы с принтером. Впоследствии разными фирмами были разработаны дуплексные расширения интерфейса (Byte Mode, EPP, ECP). Затем был принят международный стандарт IEEE 1284, описывающий как базовый интерфейс Centronics, так и все его расширения.

Общие сведения

Стандарт IBM определяет 3 параллельных порта ввода/вывода, которые предусмотрены в BIOS PC и во всех версиях DOS. В адресном пространстве компьютера резервируются базовые адреса данных портов: 3BCh , 378h , 278h .

В IBM-совместимых компьютерах за параллельными портами закреплены специальные логические имена, поддерживаемые системой: LPT1 , LPT2 , LPT3 . Данные логические имена не обязательно должны совпадать с указанными адресами портов ввода/вывода. При загрузке система анализирует наличие параллельных портов по каждому из трех базовых адресов. Поиск портов всегда выполняется в следующем порядке: 03BCh , 0378h , 0278h . Первому найденному параллельному порту присваивается логическое имя LPT1, второму - LPT2, третьему - LPT3. В результате реализации такой схемы назначения имен в системе всегда будет порт LPT1, независимо от присвоенного ему адреса порта ввода/вывода, при условии, что компьютер физически имеет данный параллельный порт.

Bios

Адреса портов, присвоенные каждому слоту LPTx, можно определить путём чтения области данных BIOS по адресу 0000:0408.

Onboard Parallel Port - Данная опция задает адрес ввода/вывода и номер прерывания для параллельного LPT-порта. Данная опция в зависимости от версии BIOS, задает либо адрес и прерывание, используемые параллельным (LPT) портом, либо только адрес (прерывание задается отдельной опцией, расположенной рядом).

Значения опции:

378H/IRQ7 – адрес 378H и прерывание IRQ7;

278H/IRQ5 – адрес 278H и прерывание IRQ5;

3BCH/IRQ7 – адрес 3BCH и прерывание IRQ7;

Auto – автоматическое определение адреса ввода/вывода и номер прерывания;

Disabled – отключает порт LPT.

Parallel Port Mode - Данная опция устанавливает режим работы параллельного LPT-порта.

Пример страницы настроек Phoenix - Award Bios

Значения опции:

Normal или SPP - простейший однонаправленный или стандартный (Standard Parallel Port);

Bi-Dir, Bi-Directional или BPP - двунаправленный (Bi-Directional);

EPP - усовершенствованный параллельный порт (Enhanced Parallel Port);

ECP - порт с расширенными возможностями (Enhanced Capabilities Port);

ECP+EPP - поддержка двух режимов - Enhanced Capabilities Port и Enhanced Parallel Port.

Оптимальным выбором является выбор значения «Enhanced Capabilities Port - ECP», что обеспечит максимальную скорость обмена данными между компьютером и периферийным устройством.

В случае если подключенное оборудование к данному параллельному порту ПК работает нестабильно, можно последовательно снизить используемый режим вплоть до стандартного. В некоторых случаях помогает установка двунаправленного (Bi-Directional) или комбинированного (Enhanced Parallel Port и Enhanced Capabilities Port) режимов.

ECP DMA Select - В случае если параллельный порт функционирует в режиме высокоскоростного порта с расширенными возможностями ECP (Enhanced Capabilities Port) или ECP+EPP ( Enhanced Capabilities Port и Enhanced Parallel Port ) , ему необходимо выделить канал прямого доступа к памяти (DMA). Стандартным значением является канал с номером 3.

Свойства системы - Оборудование - Диспетчер устройств - Ports (Com & LPT) - LPT Port - Ресурсы

Примечание: В версиях Windows, которые не используют ядро Windows NT (типа DOS и некоторых других операционных систем), программы могут получить доступ к параллельному порту с помощью подпрограмм outportb() и inportb(). В операционных системах Windows NT и Unix (NetBSD, FreeBSD, Solaris, 386BSD) задействован встроенный в процессор 80386 механизм безопасности, и доступ к параллельному порту запрещён, если не указан нужный драйвер. Данное ограничение повышает безопасность и способствует разрешению конфликтов при доступе к устройству.

Режим работы порта

Стандарт позволяет использовать интерфейс в нескольких режимах:

• SPP (Standard Parallel Port) - однонаправленный порт, полностью совместим с интерфейсом Centronics.
• Nibble Mode - позволяет организовать двунаправленный обмен данными в режиме SPP путём использования управляющих линий (4 бит) для передачи данных от периферийного устройства к контроллеру. Исторически это был единственный способ использовать Centronics для двустороннего обмена данными.
• Byte Mode - редко используемый режим двустороннего обмена данными. Использовался в некоторых старых контроллерах до принятия стандарта IEEE 1284.
• EPP (Enhanced Parallel Port) - разработан компаниями Intel, Xircom и Zenith Data Systems - двунаправленный порт, со скоростью передачи данных до 2 МБайт/сек (1991г.)
• ЕСР (Extended Capabilities Port) - разработан компаниями Hewlett-Packard и Microsoft - в дополнение появились такие возможности, как наличие аппаратного сжатия данных, наличие буфера и возможность работы в режиме DMA.

Распиновка LPT DB25F

Распиновка LPT Centronics (CN36)

Эмуляция LPT-порта (IEEE 1284) под OC Windows

#1: Использование PCI совместимой платы расширения для персонального компьютера.

Пример платы расширения PCIe с LPT-портом EPP

PCI (англ. Peripheral Component Interconnect) - шина ввода/вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате компьютера.

Свойства системы - Оборудование - Диспетчер устройств - Ports (Com & LPT) - PCI LPT Port - Ресурсы

Примечание: Чаще всего при установке PCI Card LPT адреса ввода/вывода будут отличны от стандартных/базовых, вследствие чего практически все программаторы и LPT-ключи не будут работать или будут работать некорректно.

Реальный адрес ввода-вывода зависит от операционной системы и будет выбран случайно. Адрес ввода-вывода не будет изменен, в случае если не будет осуществлена перестановка PCI карты в другой PCI слот.

В продаже имеются 1- и 2-портовые PCI платы IEEE1284.

В техническом описании к PCI платам расширения с интерфейсом LPT указывается возможность использования стандартного адресного пространства для I/O (ввода/вывода), однако возможность задания ресурсов ввода-вывода определяется типом используемой операционной системы.

В операционных системах MS Windows 95/98/ME, DOS возможна установка параметров, соответствующих стандартным LPT-портам ISA. В более современных операционных системах (например, Windows 2000/XP/Vista) распределение ресурсов ввода-вывода происходит без участия пользователя или администратора. В некоторых случаях это может приводить к невозможности работы контроллера в некоторых режимах, и во многом зависит от конфигурации оборудования и типа используемой операционной системы.

Порт параллельного интерфейса был введен в PC для подключения принтера -LP"T-порт (Line PrinTer - построчный принтер).

Адаптер параллельного интерфейса представляет собой набор регистров, расположенных в пространстве ввода/вывода. Регистры порта адресуются от­носительно базового адреса порта, стандартными значениями которого являют­ся 386h, 378h и 278h. Порт имеет внешнюю 8-битную шину дан­ных, 5-битную шину сигналов состояния и 4-битную шину управляющих сиг­налов.

BIOS поддерживает до четырех LPT-портов (LPT1-LPT4) своим сервисом - прерыванием INT 17h, обеспечивающим через них связь с принтерами по интерфейсу Centronics. Этим сервисом BIOS осуществляет вывод символа, инициа­лизацию интерфейса и принтера, а также опрос состояния принтера.

Интерфейс Centronics

Понятие Centronics относится как к набору сигналов и протоколу взаимодейст­вия, так и к 36-контактному разъему, устанавливаемому на принтерах. Назна­чение сигналов приведено в табл. 1.

Таблица 1.

Сигналы интерфейса Centronics

			Назначение
			Строб данных. Данные фиксируются по низкому уровню сигнала
			Линии данных. Data 0 (контакт 2) - младший бит
			Acknowledge - импульс подтверждения приема байта (запрос на прием сле­дующего). Может использоваться для формирования запроса прерывания
			Занято. Прием данных возможен только при низком уровне сигнала
			Высокий уровень сигнализирует о конце бумаги
			Сигнализирует о включении принтера
			Автоматический перевод строки.
			Ошибка: конец бумаги, состояние OFF-Line или внутренняя ошибка принтера
			Инициализация
			Выбор принтера (низким уровнем). При высоком уровне принтер не воспринимает остальные сигналы интерфейса
			Общий провод интерфейса
		Направление	(вход/выход) применительно к принтеру.

Интерфейс Centronics поддерживается большинством принтеров с параллель­ным интерфейсом, его отечественным аналогом является интерфейс ИРПР-М.

Традиционный LPT-порт

Традиционный порт SPP (Standard Parallel Port) является одно­направленным портом, на базе которого программно реализуется протокол обмена Centronics. Порт обеспечивает возможность вырабатывания запроса ап­паратного прерывания по импульсу на входе АСК#. Сигналы порта выводятся на разъем DB-25S (розетка), установленный непосредственно на плате адаптера (или системной плате) или соединяемый с ней плоским шлейфом. Название и назначение сигналов разъема порта (табл. 2) соответствуют интерфейсу Centronics.

Таблица 2.

Разъем стандартного LPT-порта

Контакт DB-25S	Провод шлейфа	Назначение
		18, 20, 22, 24, 26

* I/O задает направление передачи (вход/выход) сигнала порта; 0/I обозначает выходные линии, состояние которых считывается при чтении из соответствующих портов вывода.

** Символом «\» отмечены инвертированные сигналы (1 в регистре соответствует низкому уров­ню линии).

*** Вход Ack# соединен резистором (10 кОм) с питанием +5 В.

Стандартный порт имеет три 8-битных регистра, расположенных по сосед­ним адресам в пространстве ввода/вывода, начиная с базового адреса порта (BASE).

Data Register (DR) - регистр данных, адрес= BASE. Данные, записанные в этот порт, выводятся на выходные линии интерфейса. Данные, считанные из этого регистра, в зависимости от схемотехники адаптера соответствуют либо ранее записанным данным, либо сигналам на тех же линиях.

Status Register (SR) - регистр состояния, представляющий собой 5-битный порт ввода сигналов состояния принтера (биты SR.4-SR.7), адрес= BASE+1. Бит SR.7 инвертируется - низкому уровню сигнала соответствует единичное значе­нию бита в регистре, и наоборот.

Назначение бит регистра состояния (в скобках даны номера контактов разъема):

SR.7-Busy - инверсные отображения состояния линии Busy (11);

SR.6 -АСК (Acknowledge) - отображения состояния линии Ack# (10).

SR.5 -РЕ (Paper End) - отображения состояния линии Paper End (12).

SR.4-Select - отображения состояния линии Select (13). Единичное зна­чение соответствует cигналу о включении принтера.

SR.3-Error - отображения состояния линии Error (15).

SR.2 - PIRQ - флаг прерывания по сигналу Ack# (только для порта PS/2). Бит обнуляется, если сигнал Ack# вызвал аппаратное прерывание. Единич­ное значение устанавливается по аппаратному сбросу и после чтения ре­гистра состояния.

SR - зарезервированы.

Control Register (CR) - регистр управления, адрес=ВА5Е+2. Как и регистр дан­ных, этот 4-битный порт вывода допускает запись и чтение (биты 0-3), но его выходной буфер обычно имеет тип открытый коллектор. Это позволяет более корректно использовать линии данного регистра как входные при программи­ровании их в высокий уровень. Биты О, 1, 3 инвертируются - единичному зна­чению в регистре соответствует низкий уровень сигнала, и наоборот.

Назначение бит регистра управления:

CR - зарезервированы.

CR.5 - Direction - бит управления направлением передачи (только для портов PS/2). Запись единицы переводит порт данных в режим ввода.

CR.4 -ACKINTEN (Ack Interrupt Enable) - единичное значение разрешает пре­рывание по спаду сигнала на линии Ackff - сигнал запроса следующего байта.

CR.3 - Select In - единичное значение бита соответствует низкому уровню на выходе Selecting (17) - сигналу, разрешающему работу принтера по интерфейсу Centronics.

CR.2 - Init - нулевое значение бита соответствует низкому уровню на выходе Imt# (16) - сигнал аппаратного сброса принтера.

CR.1 - Auto LF - единичное значение бита соответствует низкому уров­ню на выходе Auto LF# (14) - сигналу на автоматический перевод строки (LF - Line Feed) по приему байта возврата каретки (CR - Carriage Return).

CR.O -Strobe - единичное значение бита соответствует низкому уровню на выходе Strobeff (1) - сигналу стробирования выходных данных.

Запрос аппаратного прерывания (обычно IRQ7 или IRQ5) вырабатывается по отрицательному перепаду сигнала на выводе 10 разъема интерфейса (АСК#) при установке CR.4=1. Прерывание вырабатывается, когда принтер подтвер­ждает прием предыдущего байта.

Порт «LPT» редко встречается на современных компьютерах. Это специальный разъем компьютера для подключения принтера. Некоторые компьютеры были снабжены несколькими портами «LPT». Эти порты нумеровались: «LPT1», «LPT2» и так далее.

Параллельные порты

Исторически так сложилось, что порты для подключения компьютера разделены на категории: серийные и параллельные порты. «LPT» относится к параллельным портам. Это значит, что информация перемещается по восьми различным проводам, то есть одновременно и параллельно. Компьютеры имеют дело с двоичной информацией. Двоичность преобразует информацию в массивы нулей и единиц. Одно двоичное число (ноль или единица) называется битом. Группа из восьми бит называется байтом. Восемь бит каждого байта, которые перемещаются из компьютера в параллельный порт, перемещаются одновременно. Другой тип кабеля, подключенный к серийному порту, перемещает восемь бит каждого байта друг за другом.

Значение

У параллельного порта есть название. По умолчанию название для единственного параллельного порта компьютера «LPT1». Данный вид портов в основном используется для подключения принтера. К таким портам можно подключить и другие устройства, однако пользователи используют принтер гораздо чаще, чем другие устройства. Подключение принтера к компьютеру делает его «периферией». «Периферийным» может быть любое подключенное с помощью специального кабеля к компьютеру дополнительное устройство. Это «периферийное» оборудование одновременно может использоваться только одним компьютером. Единственный способ подключить уже подключенное «периферийное» устройство к другому компьютеру, чтобы использовать принтер, подключенный к первому компьютеру – с помощью сети и программного обеспечения. Этот процесс отличен от сетевого принтера, который подключается к сети, а не к одному компьютеру. В этом случае используется другой тип кабеля и другой тип порта.

Подключение

Параллельный порт «LPT» и соответствующий разъем имеет 25 штифтов и называется «DB-25», либо «D-Type 25». В разъеме штифты оголены. Они вставляются в 25 отверстий параллельного порта. Восемь из 25 штифтов отвечают за передачу данных, остальные несут либо данные управления, либо инструкции принтера вроде сообщений от принтера о отсутствии бумаги в принтере.

Будущее

Сетевые принтеры подключаются к компьютеру не с помощью порта «LPT», а с помощью порта «Ethernet». К порту «LPT» можно подключить не только принтер, но и другие устройства. Сегодня «периферийные» устройства не используют параллельные порты. И порты «LPT», и серийные порты сегодня ушли в историю и на смену им пришел «USB» порт, либо сетевой порт. Способность беспроводного подключения новых принтеров и периферийных устройств предоставляет еще одну альтернативу «LPT» порту, как способу подключения принтера к компьютеру.

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:

• Внутренние - для подключения устройств внутри ПК (жесткие диски, видеокарты, платы расширения).
• Внешние - для подключения внешней периферии (сканера, монитора, клавиатуры, фотоаппарата, флешки).

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 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:

• SPP (Standard Parallel Port) — представляет собой однонаправленный порт, который отлично совмещается в работе с интерфейсом Centronics.
• NibbleMode — использование этого порта является возможностью организации двунаправленного обмена данными в режиме SPP, при помощи использования управляющих линий (4 бит) для передачи данных от периферийного устройства к контроллеру.
• Byte Mode— режим для двустороннего обмена данными, который используется довольно редко. Его применяли в некоторых старых контроллерах до принятия стандарта IEEE 1284.
• EPP (Enhanced Parallel Port) — над разработкой этого порта работали сразу несколько известных компаний: Intel, Xircom и Zenith Data Systems. По своей работе это двунаправленный порт, который передает данные со скоростью до 2 Мбайт/сек.
• ЕСР (Extended Capabilities Port) — этот вариант порта появился в результате работы двух компаний: HP и Microsoft. У него появились уже дополнительные возможности, например, возможность аппаратного сжатия данных, присутствие буфера и способность работать в режиме DMA. Также поддерживает работу двунаправленного обмена данными (симметричного), скорость которого может быть до 2,5 Мбайт/с.

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:

• PCI - LPT-port. Переходник между LPT-портом и более современным разъемом PCI.
• PCI2 - LPT-port (PCI-Ex. 2.0). Переходник между LPT-портом и разъемом PCI-Ex.2.0
• USB - LPT-port. Переходник между LTP-портом и современной версией широко используемого USB-разъема.

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).

На Хабре об управлении лампой через интернет, появилась идея управлять освещением дома с компьютера, а так как у меня уже настроено управление компьютером с сотового телефона, то это значит, что и светом можно будет управлять с того же телефона. После демонстрации статьи одному из моих коллег по работе, он сказал, что ему это как раз и нужно. Так как он часто за фильмами, которые смотрит на компьютере, засыпает. Компьютер через некоторое время после окончания фильма тоже засыпает и отключает монитор, а вот свет в комнате остается включённым. Т.е. было решено, что вещь это полезная, и я начал собирать информацию и детали для этого чуда.
Остальная информация под habracut (осторожно много картинок - трафик).

Схема устройства

За исходную схему была взята одна из схем , найденных в Internet и выглядела она вот так:

Но только с небольшим изменением: между 1-ым пином оптопары 4N25 и 2-ым пином LPT был добавлен резистор на 390 Ом, и еще добавлен светодиод для индикации включения. Схема была собрана в тестовом режиме, т.е. просто соединена проводами так как нужно и проверена. В этом варианте она просто включала и выключала старый советский фонарик.
Было решено, что если уже делать управление, то не для одного устройства, а минимум на 4 устройства (из расчёта: одна лампа на столе, люстра на два выключателя, запасная розетка). На данном этапе стало необходимо построение полной схемы устройства, начался выбор различных программ.
Были установлены:

1. KiCAD
2. Eagle

Посмотрев все их них я остановился на Eagle, так как в его библиотеке были «похожие» детали. Вот что получилось в нем:

На схеме использован порт DB9 т.е. обычный COM порт, это сделано из соображений экономии как места на плате, так и самих разъёмов (COM"вские у меня были), а так как мы будем использовать только 5 проводников, то этого нам хватит с запасом. Таким образом делаем еще и переходник с DB25 (LPT) на DB9 (COM), в моем случае делается он следующим образом:
LPT 2-9 pin = COM 1-8 pin - это управляющие пины данных;
LPT 18-25 pin (зачастую они соединены между собой) = COM 9 pin - это наша земля.
Так же в схеме используется дополнительное питание на 12В для питания реле, по плану это будет простое китайское зарядное или может быть крона на 9В (одно реле срабатывает нормально, надо проверить на 4 одновременно). Отдельное питание и гальваническая развязка с помощью оптопары используется для того чтобы обезопасить порт компьютера. При желании можно конечно запитаться от 12В блока питания компьютера, но это каждый делает сам и на свой страх и риск.

Необходимые детали для создания устройства

1. COM порт - 1 шт
2. коннектор питания - 1 шт
3. светодиод зелёный - 4 шт
4. оптопара 4n25 - 4 шт
5. посадочное место под оптопару (у меня было только на 8 ног) - 4 шт
6. резистор 390 Ом - 4 шт
7. резистор 4,7 кОм - 4 шт
8. транзистор КТ815Г - 4 шт
9. реле HJR-3FF-S-Z - 4 шт
10. зажимы на 3 контакта - 4 шт
11. фольгированный текстолит

Подготовка схемы печатной платы

Попытавшись использовать Eagle для подготовки печатной платы я понял, что это будет сложновато и решил найти более простой вариант. Этим вариантом стала программа sprint layout 5 пусть она и в исполнении для windows, но без проблем запускается в wine под linux. Интерфейс у программы интуитивно понятный, на русском языке и в программе имеется достаточно понятная помощь (help). Поэтому все дальнейшие действия по разработке печатной платы производились в sprint layout 5 (далее SL5).
Хоть и многие используют данную программу для разработки плат своих устройств, в ней не оказалось необходимых мне деталей (даже в куче скачанных коллекций макросов). Поэтому пришлось сначала создать недостающие детали:

1. COM порт (тот что был не совпал с моим, по отверстиям крепления)
2. гнездо питания
3. зажим на три контакта
4. реле HJR-3FF-S-Z

Вид этих деталей:

После добавления необходимых деталей началось само проектирование печатной платы. Проходило оно в несколько попыток, было их около пяти. Каждый вариант платы печатался на картоне прокалывались отверстия и в них вставлялись детали. Собственно так и было выяснено, что мой COM порт не совпадает с тем который был в SL5. Так же всплыла небольшая ошибка в схеме реле - реально корпус реле был сдвинут на 2-3 мм. Естественно все ошибки были исправлены.
На первом печатном варианте выяснилось еще и не правильное подключение транзистора, были перепутаны два контакта.
После всех исправлений и подгонок получилось плата следующего вида:

В SL5 есть функция «Фотовид» для просмотра платы, вот как она выглядит в нем:

На финальном варианте платы будут еще немного подправлены дорожки, а в остальном она выглядит так же.

В SL5 так же есть удобный вариант печати платы, можно скрывать не нужные слои и выбирать цвет печати каждого слоя, что очень пригодилось.

Подготовка печатной платы

Плату решено было делать методом ЛУТ (лазерно-утюговая технология). Далее весь процесс в фото.

Вырезаем необходимого размера кусок текстолита.

Берем самую мелкую наждачку и аккуратно зачищаем медную поверхность.

После зачистки поверхности её необходимо промыть и обезжирить. Промывать можно водой, а обезжиривать ацетоном (в моем случае это был растворитель 646).
Далее печатаем на лазерном принтере на мелованной бумаге нашу плату, не забыв в принтере установить самую жирную печать (без экономии тонера). Этот вариант получился немного не удачным, так как размазался тонер, но другая попытка была в самый раз.

Теперь необходимо перенести рисунок с бумаги на текстолит. Для этого вырезаем рисунок и прикладываем его к текстолиту, стараемся его выровнять как нужно и после этого прогреваем утюгом. Необходимо тщательно прогреть всю поверхность, что бы тонер расплавился и прилип к медной поверхности. Потом даем плате немного остыть и идём мочить её под струей воды. Когда бумага достаточно хорошо промокнет её необходимо отделить от платы. На плате останется только прилипший тонер. Выглядит это так:

Далее необходимо подготовить раствор для травления. Я использовал для этого хлорное железо. На банке с хлорным железом написано, что раствор необходимо делать 1 к 3. Я немного отступил от этого и сделал 60 г хлорного железа на 240 г воды, т.е. получилось 1 к 4, не смотря на это травление платы происходило нормально, только немного медленнее. Обратите внимание на то, что процесс растворения сухого хлорного железа в воде идёт с выделением тепла, поэтому всыпать его в воду необходимо небольшими порциями и размешивать. Естественно для травления необходимо использовать не металлическую посуду, в моем случае это была пластиковая ёмкость (вроде от селёдки). У меня получился вот такой раствор:

Перед тем как опустить плату в раствор, я с помощью скотча приклеил к её обратной стороне леску, что бы было удобнее доставать и переворачивать плату. Если раствор попадет на руки надо быстро его смыть с мылом (мыло его нейтрализует), но пятна могут все равно остаться, все зависит от конкретных условий. Пятна с одежды вообще не выводятся, но мне повезло этого не проверить на себе. Погружать плату в раствор надо медью вниз и не всю плашмя, а под углом. Время от времени плату желательно очищать от отработки, так как она мешает дальнейшему травлению. Делать это можно при помощи ватных палочек.

Весь процесс травления у меня занял 45 минут, хватило бы и 40 минут, но я был просто занят ещё одним делом.
После травления промываем плату с мылом отрываем скотч с леской и получаем:

Внимание! Не выливайте раствор хлорного железа в раковину (канализацию) - это может повредить металлические детали раковины, да и вообще раствор может ещё пригодиться.
Далее нам необходимо смыть тонер, это успешно делается тем же растворителем 646, который использовался для обезжиривания (долгий контакт растворителя с кожей может её повредить).

Следующим шагом является сверление отверстий. У меня на плате предусмотрены были отверстия 1мм и 1.5 мм изначально, так как найти более тонких свёрл не удалось. Так же найти у нас в городе цанговый патрон для крепления его на электромоторчик не удалось, поэтому все делалось большой дрелью.

Первое устройство подошло

На первый раз я взял только два сверла, а при использовании такой дрели этого оказалось мало. Одно сверло сломалось, а второе погнулось. Все что я успел просверлить в первый день:

На следующий день я купил пять свёрл. И их как раз хватило, так как если они не ломаются (кстати из пятёрки сломал только одно), то тупятся, а при сверлении тупыми - портятся дорожки, медь начинает отслаиваться. После полного сверления платы получаем:

После сверления необходимо провести лужение платы. Для этого я использовал старый способ - паяльник, флюс ТАГС и олово. Хотелось попробовать с использованием сплава Розе, но его не найти у нас в городе.

После лужения получаем следующий результат:

Далее необходимо промыть плату для удаления остатков флюса, так как ТАГС водоотмывной, то делать это можно или водой или спиртом. Я сделал что-то среднее - отмывал старой водкой и протирал ватными палочками. После всех этих действий наша плата готова.

Монтаж деталей

Для проверки правильности платы изначально собираю только одну(из четырёх) линию деталей, мало ли где закралась ошибка.

После монтажа деталей идём и подключаем устройство к компьютеру через LPT, для этого спаян переходник с DB25(LPT) на DB9(COM) в следующем виде:

• 2 пин DB25 к 1 пину DB9
• 3 пин DB25 к 2 пину DB9
• 4 пин DB25 к 3 пину DB9
• 5 пин DB25 к 4 пину DB9
• 6 пин DB25 к 5 пину DB9
• 7 пин DB25 к 6 пину DB9
• 8 пин DB25 к 7 пину DB9
• 21 пин DB25 (можно любой с 18 по 25) к 9 пину DB9

Так как в качестве провода использовалась обычная витая пара, то не хватило одного проводка, но для данного устройства достаточно только пяти проводов, так что данный вариант подходит. В качестве включаемой нагрузки у нас выступает простой советский фонарик. Ну и в качестве блока питания - универсальный китайский блок питания (4 коннектора и питание от 3 до 12 в). Вот все в сборе:

А вот уже устройство работает:

На этом закончился ещё один вечер и монтаж остальных деталей был оставлен на следующий день.

А вот и уже полностью собранное устройство:

Ну и небольшое видео о том как это работает (качество не очень, не было чем снять нормально)

Вот и все, осталось только найти нормальный корпус для устройства и запускать его в дело.

Программная часть

Естественно для управления LPT портом нужно какое-то ПО, но так как у меня дома linux, то было решено просто написать простейшую программку самому, а в последствии её уже дописать и адаптировать как надо. Выглядела она примерно так:
#include
#include
#include
#include
#define BASE 0x378
#define TIME 100000
int main ()
{
int x = 0x0F;
int y = 0x00;
if (ioperm (BASE, 1, 1))
{
perror ("ioperm()");
exit (77);
}
outb (x, BASE);
return 0;
}

Данная программка отправляет в LPT порт 0x0F = 00001111, т.е. подает 1 на 2-5 пины (Data0-Data3), а это и есть наше управляющее напряжение между 2-5 пинами и землей (18-25 пины), таким образом будут включаться все четыре реле. Точно так же действует программа для отправки 0x00 в порт для отключения, просто вместо x отправляется y - outb (y, BASE). Еще можно прочитать состояние порта:
#define BASEPORT 0x378 /* lp1 */
...
printf("статус: %d\n", inb(BASEPORT));
...

Единственный нюанс этой программки в том, что её необходимо выполнять от root, так как простому пользователю не доступна функция ioperm. Думаю, как решать такую проблему можно не рассказывать, каждый выберет более подходящий ему вариант.

В последствии программа была доработана так, что бы передавая ей параметры командной строки можно было указывать с каким устройством и что сделать.
Вывод «sw --help»:
Программа для управления реле через LPT порт.
У программы может быть один или два параметра.
Формат параметров: sw [номер устройства] [действие]
номер устройства - от 1 до 8
действие - "on", "off", "st" - включение, выключение, статус
Пример: "sw 2 on" для включения второго устройства или "sw --help" для вывода помощи

PS если кому понадобится, то потом могу где-нибудь выложить файл схемы платы в sl5 и исходник программки управления.