原理与使用说明.doc

并口SPP模式开关量输入输出课程设计指导
--
利用并口SPP模式开关量输入输出实验装置来模拟采集数据，并根据其原理编写数据采集程序，对采集的数据进行存储、查询、输出等相关处理。模拟采集的数据可以作为环境的温度、湿度、压力或种子的个别性状等各种实验数据的某个指标值或属性值。可以围绕模拟采集的数据的不同含义设计题目和实现相关设计内容。
实验系统工作原理
实验系统利用计算机标准配置并行口，在SPP模式下，实现开关量数据的输入和输出来模拟数据采集功能。
1．标准并行口SPP模式介绍
标准配置并行口有3个8位的端口寄存器，它们是数据寄存器、状态寄存器和控制寄存器（如图1-1所示）。计算机可以通过对这些寄存器的读写来访问并行端口的数据。为了说明原理的方便，使用下列表示方法：在计算机的标准并行口中，数据寄存器的8个数据位分别为D0～D7，对应标准并行口连接器引脚为P2～P9；状态寄存器的4个状态位为S3～S6，对应标准并行口连接器引脚为P15、P13、P12、P10；控制寄存器的4个控制位为C0～C3，对应标准并行口连接器引脚为P1、P14、P16、P17。在S3～S6，C0～C3中，字母表示端口寄存器，数字则表示该信号在寄存器中的位。
数据寄存器也称为数据端口，它保存8个逻辑状态，即1字节数据信息（D0～D7）。在SPP模式下，不能通过数据端口得到其相应引脚的来自外部的输入信息。所以，只能利用数据端口实现数据从计算机到外设的输出。
状态寄存器也称状态端口，它保存5个逻辑状态，即5个二进制位的状态信息（S3～S7）。S0～S2位不出现在并口连接器中。除了S0以外，状态寄存器是只读的，读出数据信息是状态端口对应引脚上的逻辑状态（P15、P13、P12、P10和P11）。所以，在SPP模式下，可以利用S3～S7状态位实现数据从外设到计算机的输入。
控制寄存器也称控制端口，它能保存4个逻辑状态，即4个二进制位的控制信息（C0～C3）。C4～C7不出现在并口连接器中。控制位为集电极开路/漏极开路模式，所以，在SPP模式下，它们可以实现数据从外设到计算机的输入。
注意：在SPP模式下，要从控制位上读取外部信号，首先要向相应的控制位写入“1”，然后读取控制寄存器的值。同时，在编程时，要注意控制寄存器的控制位与并口连接器引脚的信号不一致，详细信息请参考附录：PC标准配备并行口引脚定义。
2．实验系统工作原理
实验系统在计算机的标准并行口SPP模式下，利用数据端口的8个数据位（D0～D7）实现数据从计算机到实验装置的输出；利用控制端口的4个控制位（C0～C3）和状态端口的4个状态位（S3～S6）拼接成8个数据位（C0～C3为高4位，S3～S6为低4位）实现数据从实验装置到计算机的输入。虽然输入和输出只有8位，但可以通过软件实现分时输入和输出来进行数据位的扩展（16位、32位等任意位）。
如图1-1所示，OUT0～OUT7为实验装置的数据输出引脚；IN0～IN7为实验装置的数据输入引脚。开关量数据信号由实验装置的IN0～IN7引脚经计算机标准并行口连接器引脚（P15、P13、P12、P10、P1、P14、P16和P17）存入计算机标准并行口的状态寄存器（S3～S6）和控制寄存器（C0～C3）中。通过编制程序可以将控制寄存器和状态寄存器中的数据读出并拼接成8位（1字节）数据。然后，将拼接处理后的数据通过编制的程序写入数据寄存器（D0～D7）中，此数据经计算机标准并行口连接器的引脚（P2～P9）传入实验装置的OUT0～OUT7引脚，从而实现数据从计算机标准并行口向实验装置的输出。

图1-SEQ图_1-\*ARABIC1实验系统工作原理简图
3．实验装置电路原理图（如图1-2所示）

图1-SEQ图_1-\*ARABIC2实验装置输入电路原理图

图1-SEQ图_1-\*ARABIC3实验装置输出电路原理图
二、实验装置使用说明
实验装置图如图2-1、2-2所示，在图中INKEY为输入数据使用的KD系列开关，从左到右依次用K7～K0表示，每个KD开关可以输入1或0，这样K7～K0组成输入的8位（1字节）数据。INLED为输入数据指示灯，从左到右依次用D7～D0表示，与K7～K0相对应，当Kn（n=0,……,7）输入1时，Dn位置的输入指示灯亮；否则Dn位置的指示灯熄灭。OUTLED为输出数据指示灯，工作方式与输入数据指示灯相同。
实验装置使用方法如下：首先，启动计算机，如果使用VB等面向对象的编程语言，进入Windows环境；如果使用TC等面向过程的编程语言，需要在启动windows98系统时，按F8键进入Dos环境。然后，将实验装置的DB25端与计算机标准并行口连接；将USB端与计算机的USB口连接；再打开Switch实验装置电源开关，查看