Nghiên cứu tìm hiểu về cổng song song trên máy tính

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÀI TẬP LỚN
Nghiên cứu tìm hiểu về cổng song song trên máy tính
Bộ mơn: Kiến trúc máy tính

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thanh Hải


s

ĐƯỢC THỰC HIỆN BỞI NHÓM

MỤC LỤC
Phần 1: Đặc điểm của cổng song song?...........................

Trang: 1

I. Giới thiệu……………………………………..
II. Đặc điểm…………………………………….
1. Khái niệm……………………………..
2. Đặc điểm………………………………

Trang: 1
Trang: 1
Trang: 1
Trang: 1


Phần 2: Phân loại và chức năng của cổng song song?

I. Phân loại……………………………………..

Trang: 2

II. Chức năng……………………………….......

Trang: 3

Phần 3: Cấu trúc của cổng song song?
I.Khái quát………………………………………

Trang: 4

II.Tìm hiểu về cổng song song 25 chân………...

Trang: 5, 6, 7

Phần 4: Nhận diện cổng song song?
I.Nhận diện……………………………………..

Trang: 8

II.Sự phát triển………………………………….

Trang: 9

Phụ Lục: Tài liệu tham khảo…………………………….

Phần 1

Trang: 10

ĐẶC ĐIỂM CỦA CỔNG SONG SONG

I. Giới thiệu
- Công ty Centronics, từng nổi tiếng thế giới với vị trí hàng đầu trong số nhà sản xuất
máy in kiểu ma trận, đã thiết kế ra cổng song song nhằm mục đích nối máy tính PC với máy in.
Về sau, cổng song song đã phát triển thành một tiêu chuẩn khơng chính thức Tên gọi của cổng
song song bắt nguồn từ kiểu dữ liệu truyền qua cổng này các bit dữ liệu được truyền song song
hay nói cụ thể hơn là byte nổi tiếp còn bit song song Cho đến nay cổng song song có mặt ở hầu
hết các máy tính PC được sản xuất trong những năm gần đây.
- Cổng song song còn được gọi là cổng máy in (lpt) hay cổng Centronics.
- Cổng song song, cổng máy in - LPT viết tắt từ Line Printer Terminal.
II. Đặc điểm
1. Khái niệm:


Cổng song song là một giao diện cho phép trao đổi thông tin kỹ thuật số với loại kết nối
cho phép truyền dữ liệu thơng qua các gói lưu thơng đồng thời qua cáp. Trong khuôn khổ trao
đổi thông tin này, sẽ có các bit sẽ di chuyển các đường khác nhau, theo cả hai hướng.
2. Đặc điểm:
- Cổng song song cho phép sự trao đổi đồng thời các gói bit thông qua các luồng khác
nhau . Mỗi cổng song song có thể được sử dụng để gửi đồng thời tối đa 8 bit, bởi 8 luồng khác
nhau.
- Trên PC, cổng song song được tích hợp vào bo mạch chủ hoặc bo mạch chủ. Tốc độ của
các cổng song song đang tăng lên cùng với tiến bộ công nghệ.
- Khả năng trao đổi thông tin hai chiều thông qua các luồng khác nhau là những gì phân
biệt các cổng song song với cổng nối tiếp hoặc cổng nối tiếp, cho phép thông tin lưu thông qua
một luồng.
- Cổng song song có thể làm nổi bật các dấu hiệu nhận dạng khác:

+ Nó có một địa chỉ vào / ra.
+ Các tiêu chuẩn có ba thanh ghi, dữ liệu, điều khiển và trạng thái 8 bit.
+ Nó tồn tại cổng song song IDE, được sử dụng để kết nối đĩa cứng, ổ ghi CD ...
+ Cũng có cổng song song SCSI, được sử dụng trong các máy tính của cơng ty Apple.

Trang: 1

Phần 2
Phân loại và chức năng của cổng song song
I. Phân loại
Theo tiêu chuẩn IEEE 1284 năm 1994 có 5 chế độ hoạt động cho cổng song song:
Loại cổng song song

SPP

Hướng truyền

Băng thông

(Direction)

(Transfer Rate)

Nibble (4-bit)

Input only

50 KBps

Byte (8-bit)

Input only

150 KBps


Compatible

Output only

150 KBps

EPP - Cổng song song tăng cường
(Enhanced Parallel Port)

Input/Output

500 KBps-2,77 MBps

ECP – Cổng mở rộng khả năng
(Enhanced Capabilities Port)

Input/Output

500 KBps-2,77 MBps

- Tùy loại mainboard có thể hỗ trợ cả 5 mode hay chỉ vài mode.
- Cổng SPP có thể truyền dữ liệu song song 8 bit từ máy tính ra với vận tốc 50KBps đến
150KBps. Khi muốn nhấp dữ liệu vào máy tính có thể dùng mode Nibble truyền 4 bit hay mode
byte truyền 8 bit.

- Cổng EPP và ECP dùng thêm phần cứng hỗ trợ nên vận tốc truyền nhanh hơn, có thể đến
2MBps, thu phát song song 8 bit.
- Thay đổi chế độ của cổng song song bằng cách vào BIOS Setup của máy tính khi khởi động
máy.

Trang: 2

II. Chức năng
- Cổng song song có ứng dụng nhiều nhất cho máy in, rất nhiều người sử dụng quen gọi
chúng là "cổng máy in" hoặc "cổng LPT" có thể bởi chỉ biết đến chúng sử dụng với
máy in. Các máy in ngày nay đã dần chuyển sang các cổng nhanh hơn USB 2.0, RJ-45
(kết nối với mạng máy tính) nhưng đến thời điểm đầu năm 2008 thì các máy in đang
sản xuất vẫn đồng thời hỗ trợ cả hai loại cổng: cổng song song và cổng giao tiếp qua
USB (một số máy cịn có thêm cổng RJ-45).
- Không những chỉ sử dụng cho máy in, nhiều thiết bị gắn ngoài trước đây đã dùng
cổng song song như: máy quét, các ổ đĩa gắn ngoài, bộ điều khiển trị chơi trên máy
tính (joystick)...
- Cổng song song cịn sử dụng để kết nối các máy tính với nhau để truyền dữ liệu, tuy
nhiên chúng phải được hỗ trợ từ hệ điều hành hoặc phần mềm. Chúng chỉ thực hiện
trên các máy tính cơng nghiệp với hệ điều hành cũ (Windows 95/98, một số máy tính


công nghiệp chỉ cần đến vậy) hoặc các hệ thống cũ không hỗ trợ các cổng giao tiếp
mới hơn. Các phần mềm hỗ trợ việc kết nối trực tiếp hai máy tính này có thể kể đến
là: LapLink, PC Anywhere, NC...
- Một số hãng phần mềm còn sử dụng cổng song song để gắn thiết bị xác nhận bản
quyền nhằm tránh hiện tượng sao chép phần mềm hoạt động ở nhiều máy tính khác
nhau.

Trang: 3

Phần 3
CẤU TRÚC CỦA CỔNG SONG SONG
I. Khái quát
❖ Cổng song song có 2 loại:
- Cổng 36 chân
- Cổng 25 chân
Ngày nay, loại ổ cắm 36 chân khơng cịn được sử dụng, hầu hết các máy tính PC đều trang bị
cổng song song 25 chân nên ta chỉ cần quan tâm đến loại 25 chân.


(Hình ảnh về cổng 25 chân và 36 chân)
❖ Cổng song song có 4 đường điều khiển, 5 đường trạng thái và 8 đường dữ liệu bao gồm 5
chế độ hoạt động:
1 Chế độ tương thích (compatibility)
2 Chế độ nibble
3 Chế độ byte
4 Chế độ EPP (viết tắt của Enhanced Parallel Port)
5 Chế độ ECP (viết tắt của Extended Capabilities Port)
Ba chế độ đầu tiên sử dụng port song song chuẩn (SPP-Standard Parallel Port) trong khi
đó chế độ 4, 5 cần thêm phần cứng để cho phép hoạt động ở tốc độ cao hơn.
Trang: 4

II. Tìm hiểu về cổng song song 25 chân


Chân

Tên của tín hiệu

Mơ tả chức năng


1

Strobe (Out)

Mức tín hiệu thấp, truyền dữ liệu tới máy in

2

D0 (Out)

Data Bit 0

3

D1 (Out)

Data Bit 1

4

D2 (Out)

Data Bit 2

5

D3 (Out)

Data Bit 3

6

D4 (Out)

Data Bit 4

7

D5 (Out)

Data Bit 5

8

D6 (Out)

Data Bit 6

9

D7 (Out)

Data Bit 7

10

Acknowledge (In)

Mức thấp: máy in đã nhận 1 ký tự và có khả năng
nhận nữa

11

Busy (In)

Mức cao: ký tự đã được nhận; bộ đếm máy in đầy;
khởi động máy in; máy in ở trạng thái off-line.

12

Paper empty (In)

Mức cao: hết giấy

13

Select (In)

Mức cao: máy in ở trạng thái online

14

Auto Feed (Out)

Tự động xuống dòng; mức thấp; máy in xuống dòng
tự động

15

Error (In)

Mức thấp: hết giấy; máy in ở offline; lỗi máy in

16

Reset (Out)

Mức thấp: khởi động lại máy in

17

Select Input (Out)

Mức thấp: lựa chọn máy in

18 - 25

Ground (In)

Data Bit Return GND (Nối đất – 0V)
Trang: 5

- Như vậy cáp nối giữa máy in và máy tính bao gồm 25 sợi, nhưng khơng phải tất cả điều được
sử dụng mà trên thực tế chỉ có 18 sợi được nối với các chân cụ thể. Nhận xét này giúp chúng ta
tận dụng những cáp nối mà trong lõi đã bị đứt một hai sợi.
- Cổng song song có ba thanh ghi có thể truyền dữ liệu và điều khiển máy in. Địa chỉ cơ sở của
các thanh ghi cho tất cả cổng LPT (line printer) từ LPT1 đến LPT4 được lưu trữ trong vùng dữ

liệu của BIOS. Thanh ghi dữ liệu được định vị ở offset 00h, thanh ghi trang thái ở 01h, và thanh
ghi điều khiển ở 02h. Thông thường, địa chỉ cơ sở của LPT1 là 378h, LPT2 là 278h, do đó địa
chỉ của thanh ghi trạng thái là 379h hoặc 279h và địa chỉ thanh ghi điều khiển là 37Ah hoặc


27Ah. Tuy nhiên trong một số trường hợp, địa chỉ của cổng song song có thể khác do q trình
khởi động của BIOS. BIOS sẽ lưu trữ các địa chỉ này như sau:

Địa chỉ

Chức năng

0000h:0408h

Địa chỉ cơ sở của LPT1

0000h:040Ah

Địa chỉ cơ sở của LPT2

0000h:040Ch

Địa chỉ cơ sở của LPT3

Trang: 6
Định dạng các thanh ghi:


Data Register - Thanh ghi dữ liệu(hai chiều):
Tín hiệu máy in

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

Chân số

9

8

7

6

5

4

3

2

Status Register - Thanh ghi trạng thái máy in (chỉ đọc):
Tín hiệu máy in

Busy

Acknowledge

Paper empty

Selec
t

Error

IRQ

x

x

Chân số

11

10

12

13

15

-

-

-

Central Register - Thanh ghi điều khiển máy in:
Tín hiệu máy in

x

x

DIR

IRQ Enable

Select
Input

Reset

Auto Feed

Strob
e

Chân số

-

-

-

-

17

16

14

1

Chú thích: x - khơng sử dụng; IRQ Enable - yêu cầu ngắt cứng;
Chú ý: Chân Busy được nối với cổng đảo trước khi đưa vào thanh ghi trạng thái, các bit Select
input, Auto Feed và Strobe được đưa qua cổng đảo trước khi đưa ra các chân của cổng máy in.
Thông thường tốc độ xử lý dữ liệu của các thiết bị ngoại vi như máy in chậm hơn PC
nhiều nên các đường Acknowledge, Busy và Strobe được sử dụng cho kỹ thuật bắt tay. Khởi
đầu, PC đặt dữ liệu lên bus sau đó kích hoạt đường Strobe xuống mức thấp để thông tin cho
máy in biết rằng dữ liệu đã ổn định trên bus. Khi máy in xử lý xong dữ liệu, nó sẽ trả lại tín hiệu
Acknowledge xuống mức thấp để ghi nhận. PC đợi cho đến khi đường Busy từ máy in xuống

thấp (máy in không bận) thì sẽ đưa tiếp dữ liệu lên bus.


Trang: 7

Phần 4
NHẬN DIỆN CỔNG SONG SONG
I. Nhận diện cổng song song:
- Parallel Port (cổng song song) được tìm thấy ở mặt sau trên các máy tính tương thích của IBM
và là interface máy tính 25 chân (loại DB-25) thường được sử dụng để kết nối máy in với máy
tính.
- Cổng song song được tìm thấy ở mặt sau của máy tính và là một phần của bo mạch chủ:

- Đầu nối DB25 có bus dữ liệu 8bit và chiều dài cáp tối đa là 15 feet (4,5m). Mặc dù có
loại cáp 50 chân, nhưng khơng nên sử dụng loại cáp này vì nó có thể tạo ra kết nối và tín hiệu
dữ liệu kém.
- Kết nối cổng song song DB25 rất dễ xác định vì đây là kết nối lớn nhất ở mặt sau của
máy tính. Kết nối có hình dạng chữ D, là một đầu nối cái và có 25 lỗ.
- Máy tính có khả năng có cổng song song chạy ở nhiều chế độ khác nhau tùy thuộc vào
nhu cầu và tài nguyên sẵn có. Một vài chế độ trong số này bao gồm: IEEE-1284 (Auto),
Centronics mode, Nibble Mode, SPP (một chiều), hai chiều, EPP và ECP.

Trang: 8


II. Sự phát triển của cổng song song:
- Sự phát triển của cổng máy in nhặt nhanh chóng. Các cơng ty lần lượt bắt đầu bán phiên
bản của họ. Bắt đầu xuất hiện các tùy chọn phẳng cho một số lượng lớn các chân. Các dữ
liệu đã làm việc với giao diện, phát triển DC-37 dành riêng cho máy chủ và cổng 50 chân
được kết nối với máy in.

- Dữ liệu đã tạo ra một số tùy chọn cùng một lúc. Một kết nối song song có thể được nhận
ra ở khoảng cách ngắn lên tới 15 mét và đối với kết nối dài - lên tới 150 mét. Phục vụ
giao diện này trong một thời gian dài. Cho đến những năm 1990, nhiều nhà sản xuất đã
sử dụng nó như một lựa chọn.
- Công ty IBM của Mỹ cũng quyết định đóng góp vào việc tạo ra một cổng máy tính song
song. Tại thời điểm phát hành máy tính cá nhân đầu tiên của mình, có thể làm quen với
việc sửa đổi Centrics. Thật thú vị, đối với nhiều người dùng ngay lập tức đặt ra một điều
kiện. Chỉ các máy in được thiết kế lại từ Epson, hãng đã mua logo IBM, mới có thể hoạt
động với giao diện này.
- Công ty đã làm việc về việc chuẩn hóa cáp định dạng DB25F. Sau đó, các nhà sản xuất
máy in bắt đầu thực hiện tiêu chuẩn trong các mơ hình của họ. Và vào đầu những năm 90,
cổng Centronics nổi tiếng đã bắt đầu được đổi thành IEEE 1284.

Trang: 9

Phụ Lục


Nguồn tài liệu tham khảo:
1. />2. />3. />
Trang: 10