Introdução à Programação
Portas de Comunicação
ç
Prof.: Walmor Cardoso Godoi, M.Sc.
http://www.walmorgodoi.com
Agenda
• USB
• Fireware
• Porta Paralela
– Introdução
I t d ã
– Aplicação em Controle de Display
• Porta Serial
Introdução
• Interface é o nome dado ao circuito que
controla um dispositivo de entrada ou
saída,, enviando ou recebendo
informações do processador ou do
chipset agindo como um adaptador
chipset,
desse dispositivo.
PORTAS
As portas são caminhos por onde
ppassa a informação
ç
entre o
computador e um periférico. Cada
porta tem um número e é dedicada
a uma função em particular. Por
exemplo, a maioria do tráfego da
web passa pela porta número 80
ou 3128.
ƒ Portas
Relevância para o PC:
—
Uso no processo de conexão do computador com
diferentes dispositivos externos (periféricos)
—
—
Ausência de portas Ö Inutilidade do computador
Necessidade de diferentes portas
5
– Diversidade de portas Ö Comunicação do
PC com diferentes dispositivos
—
Porta Serial
Ö Modems externos
—
Porta Paralela
Ö Impressora
—
Porta do Teclado
Ö Teclado
—
Porta PSII
Ö Mouse ou Teclado
6
USB = Universal Serial Bus
• Trata-se de uma tecnologia
que tornou mais simples e fácil
a conexão de diversos tipos
de aparelhos (câmeras
digitais, drives externos,
modems,, mouse,, teclado,, etc))
ao computador, evitando o
uso de um tipo específico de
conector para cada
dispositivo.
USB = Universal Serial Bus
• Foi criada em 1995 em uma aliança
promovida por várias empresas (como
)
NEC,, Intel e Microsoft).
• É necessário
i que a placa-mãe
l
ã d
da
máquina e o sistema operacional sejam
compatíveis com USB.
–
Porta Serial Universal (USB)
—
O padrão USB foi desenvolvido por um consórcio de
empresas entre as quais destacamempresas,
destacam-se: Microsoft
Microsoft,, Apple
Apple,,
Hewlett--Packard,
Hewlett
Packard, NEC
NEC,, Intel e Agere
— Atuação do computador como hospedeiro
(h t)
(host)
—
Possibilidade de conexão de até 127 dispositivos
ao hospedeiro, diretamente ou via hubs USB
—
Comprimento
p
de cabos USB
˜
Individuais
Ö 5m
˜
Com hubs
Ö 30 m
9
USB = Universal Serial Bus
• Pen drive - Dispositivo móvel
que permite armazenar
centenas de MBs em dados de
qualquer tipo
tipo.
• Sua interface permite que o dispositivo
conectado seja alimentado pelo cabo de dados
dados.
• Os cabos USB devem ter até 5 metros de
comprimento.
i
t
USB
– Porta Serial Universal (USB)
• Composição de cabos USB
– 2 fi
fios de
d alimentação
li
Ö +5
5 V e Terra
T
( é 500 mA)
(até
A)
– 1 par trançado de fios para a transferência dos dados
12
Tipo B
ou, mini-usb
i i b
USB Tipo A
Tipo A
4
2
1
Plug
Invólucro de PVC
Cabo USB
3
Encaixe
Malha de Cobre (65%)
Capa de Alumínio (Dreno)
1
28 AWG Trançado
2
3
4
Receptáculo
DD
V+
13
GND
D+
Pinagem de um Cabo USB
Pino
Nome do Sinal
Cor do Fio
1
VBUS
Vermelho
2
D-
Branco
3
D+
Verde
4
GND
Preto
http://www.interfacebus.com/Design_Connector_USB.html
– Porta Serial Universal (USB)
• Alimentação direta, a partir da porta, de dispositivos de
baixo consumo de energia (e
(e.g.
g mouse,
mouse celular)
• Alimentação própria de dispositivos de consumo mais alto
d potência
de
ê i (e.g.
(
impressora)
i
) Ö Exigência
E i ê i mínima
í i de
d
energia diretamente da porta
– Alimentação própria dos hubs Ö Possibilidade de
fornecimento de alimentação para os dispositivos a eles
conectados
14
– Porta Serial Universal (USB)
• Dispositivos USB
– Possibilidade de conexão à porta e desconexão em qualquer
instante
– Possibilidade de indução à hibernação pelo computador
h
hospedeiro
d i durante
d
t entradas
t d no modo
d de
d baixo
b i consumo de
d
energia (power-saving)
15
– Porta Serial Universal (USB)
• Popularidade
• Alta velocidade
• Boa
B imunidade
i
id d a ruídos
íd
o oco o complexo
co p e o
• Protocolo
16
USB = Universal Serial Bus
• O barramento USB pode operar de 1,5 Mbps
à 12 Mb
Mbps. Mas,
M
está
tá abaixo
b i d
de outros
t
ti
tipos
de barramento, como o SCSI e o FireWire,
que alcançam
l
velocidades
l id d d
de cerca d
de 80 a
160 Mbps e 400 megabits por segundo.
• A maioria dos computadores com mais de
uma porta USB divide o barramento entre os
diversos dispositivos conectados.
• Porta Firewire
– Desenvolvida pela Apple Computer, nos anos 90, para
substituição do bus SCSI
– IInterface
t f
serial
i l para computadores
t d
pessoais
i e aparelhos
lh
digitais de áudio e vídeo que oferece comunicações de
alta velocidade e serviços de dados em tempo real
– Também conhecida como i.Link ((Sony),
y) IEEE 1394
ou High Performance Serial Bus-HPSB
18
• Porta Firewire
– Velocidade elevada
– Boa imunidade a ruídos
– Peer-to-peer
19
• Porta Firewire
– IEEE 1394
• Velocidade
Ö100, 200 e 400 Mb/s
• Distância
Ö 4,5 m
– IEEE 1394b
• Velocidade
Ö 800 Mb/s
• Especificação completa Ö 3,2 Gb/s e 100 m (conexão
óptica)
20
Fireware
Porta Serial
•
•
•
•
•
•
Pode ser conectada com apenas 2 pinos, em uma conexão
unidirecional.
Em qualquer aplicação prática, é necessário utilizar circuitos que
convertam níveis de tensão para os exigidos pela interface.
Uso de cabos: cuidado com a atenuação.
As portas seriais no PC são totalmente programáveis. Pode-se
transmitir
s
ccaracteres
c e es com
co 5, 6, 7 ou 8 bits.
b s.
O coração da interface serial é o circuito 8250, que permite o uso
de funções como CTS (clear to send) entre outras.
Uma saída RS 232C inativa fica transmitindo ±12 V, controle
OFF. Então a tensão pico-a-pico medida em um osciloscópio para
um pulso dado nesta saída deve ser de 24 V.
Porta Serial: Introdução
• É preciso selecionar em qual Porta seu
Modem, dispositivo, etc, está instalado
((COM1 ou 0x3F8,, COM2,, ...).
)
Porta Serial: Pinos
RS232/DB9
Porta Serial: Cabos
•
CABOS NULL-MODEM PARA COMUNICAÇÃO ENTRE 2
COMPUTADORESATRAVÉS DA PORTA SERIAL COM
SUPORTE A CONTROLE DE FLUXO VIA HARDWARE
Porta Serial: Introdução
•
LOOP-BACK PARA TESTAR A PORTA SERIAL SEM A
NECESSIDADE DE SE CONECTAR DOIS EQUIPAMENTOS
Porta Serial em C++
Acessando
A
d a porta serial
i l - OPEN
Inserir windows.h para utilizar este programa
Porta Serial em C++
Obtenção de Parâmetros
CBR 19200 p/ 19200 baud,
CBR 9600 p// 9600 b
baud,
d CBR
57600 p/ 57600 baud, etc.
EVENPARITY,
NOPARITY,
NOPARITY
ODDPARITY.
ONESTOPBIT,
ONE5STOPBITS,
ONE5STOPBITS
TWOSTOPBITS.
Porta Serial em C++
C
Controle
l de
d tempos de
d saída
íd
Porta Serial em C++
F h d a porta - CLOSE
Fechando
Porta Serial: Aplicação
TRIGGER LIGA DESLIGA
TRIGGER:
• Porta Paralela
– Interface de comunicação entre o computador
e um periférico
– Intenção
ç
da IBM ao criar o p
primeiro
computador pessoal (PC) Ö Conexão com
uma impressora
– Popularidade crescente da porta USB Ö Uso
p
da p
porta p
paralela como
ainda expressivo
interface para impressoras
32
• Porta Paralela
– Utilização atual desta interface por vários
periféricos para o envio e a recepção de
dados
—
I
Impressoras
—
Scanners
—
Câmaras digitais
—
HD Externos (HP)
—
Drives de discos Zip (ZipDrives)
—
Adaptadores de redes
—
Drives de fita
33
• Porta Paralela
– Velocidade limitada
– Distância razoável (8 m)
– Simplicidade
– Versatilidade
– Baixa imunidade a ruídos
34
E/S em C - Porta Paralela
• Endereços da Porta Paralela
– O computador nomeia as portas paralelas
como LPT
LPT1
1, LPT
LPT2
2, LPT
LPT3
3, etc
– Porta física padrão Ö LPT
LPT1
1
•
Registradores
g
Endereço LPT1
Descrição
Denominação
378h
Envia byte p/ a impressora
Registro de dados
379h
Lê status da impressora
Registro de status
37Ah
Envia dados de controle p/ a impressora
Registro de controle
35
E/S em C - Porta Paralela
• Conector DB
DB25
25
– Localização Ö Parte posterior do computador
– Possibilidade de envio e recepção de dados
via conexão do cabo paralelo ao computador
– Dotado de 25 pinos
DB25
(conectado ao computador)
computador)
Centronics DB36
(conectado à impressora
impressora)
p
)
CABO PARALELO
36
• Conector DB
DB25
25
– Podem ser usados como E/S
Ö D0-D7
—
Pinos de dados
—
Pinos de controle Ö STROBE
STROBE,, AUTO
FEED,, INIT e SELECT IN
FEED
37
E/S em C - Porta Paralela
Conector DB
DB25
25
25
D0
Pino 2
D1
Pino 3
Pi
Pino
4
Pino 5
Pino 6
D2
Pino 7
Pino 8
D5
Pino 9
D7
14
13
DB25
(conectado ao computador)
computador)
1
~
D3
D4
D6
GND (-)
Pinos 18 ~ 25
38
ENDEREÇOS DA PORTA
PARALELA
• O seu computador nomeia as Portas Paralelas,
chamando-as
h
d
d LPT1,
de
LPT1 LPT2,
LPT2 LPT3 etc, mas, a
Porta física padrão de seu computador é a LPT1, e
seus endereços
d
são:
ã 378h ( para enviar
i um byte
b
d
de
dados pela Porta), 378+1h (para receber um valor
através
é da
d Porta)
P
) e, 378+2h
378 2h (para
(
enviar
i dados).
d d )
Às vezes pode está disponível a LPT2, e seus
endereços
d
são:
ã 278h,
278h 278+1h
278 1h e 278+2h,
278 2h com as
mesmas funções dos endereços da porta LPT1
respectivamente.
ti
t
No C++
• outportB(ENDEREÇO, VALOR);
– ENDEREÇO= LPT1 (378h, 378+2h)
– VALOR
VALOR= BIT DO BYTE ENVIADO
• inportB(ENDEREÇO, VALOR);
– ENDEREÇO= LPT1 (378+1h)
– VALOR= BIT DO BYTE RECEBIDO
Cuidados
Atenção!
AP
Porta
t Paralela
P l l está
tá ligada
li d diretamente
di t
t
à placa mãe de seu computador. Muito
cuidado
id d ao conectar circuitos
i i eletrônicos
l ô i
a essa porta, pois, uma descarga elétrica
ou um componente com a polaridade
invertida, poderá causar danos
irreparáveis ao seu computador, seja
coerente.
Interface Paralela
•
A velocidade operacional máxima de uma
porta paralela é determinada por diversos
fatores. A velocidade nas portas paralelas
padrão (SPP) é de aproximadamente 0,15 Mbps
(
(megabits
bit por segundo)
d ) e nas portas
t
ECP e
EPP, cerca de 3 Mbps. A velocidade varia com
a potência do microprocessador do computador.
computador
Mas as transferências de dados pode ser
controlada por DMA (acesso direto à memória),
sem
intervenção
do
microprocessador,
p
geral do
g
melhorando assim o desempenho
sistema,
principalmente
num
ambiente
multiusuário ou multitarefa.
MODELOS DE PORTA
PARALELA
• Transmissão unidirecional
– 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 usados 4 bits por
vez.
• Transmissão bidirecional
– 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.
EXTENSÃO DO CABO
PARALELO
•
Recomenda-se que a extensão do cabo
para interligar um computador a um
periférico,, seja
p
j de no máximo 8 m. Na
prática, utiliza-se um cabo com extensão
menor Quanto maior a extensão do cabo,
menor.
cabo
maior é a interferência na transmissão dos
d d Por
dados.
P quê?
ê?
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).
dados)
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
i e receber
b dados.
d d
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
3 1 e até 5v.
5v
Modo SPP
Conector DB25
Fios de interligação
O CONECTOR MACHO
CENTRONICS 36 PINOS
•
•
O conector macho Centronics 36 ppinos faz pparte do cabo da impressora,
p
,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
fêmea, isso faz com que nossa interface aproveite o cabo da
impressora, onde poderemos conseguir com facilidade em lojas de
Informática.
Envio de bytes
Porta Paralela Aplicação
•
CONTROLANDO DISPLAYS DE 7 SEGMENTOS ATRAVÉS
DA PORTA PARALELA
Porta Paralela: Aplicação
Porta Paralela e o Borland C++
Porta Paralela e o DevC++
Portaa Parralelaa e o DeevC+
++
Porta Paralela e C++
Po
orta P
Paraalelaa e o Dev
vC++
Bibliografia
• http://geocities.yahoo.com.br/conexaopcpc/artigos/portas_s
eriais e paralelas htm
eriais_e_paralelas.htm
• http://www.clubedohardware.com.br
• http://bpiropo.com.br
p p p
• http://magnet.com.br
• http://htmlstaff.org
p
g
• http://www.openit.com.br/
• http://www.guiadohardware.net
• Rogercom http://www.rogercom.com
• USB http://www.usb.org
FIM