Avdeev

270

Прикладная программа получает доступ к принтеру с помощью драйвера, преобразующего данные прикладной программы в команды принтера. Для различных принтеров предлагаются соответствующие драйверы для их обслуживания, причемнекоторыепринтерыдлярасширенияобластиихприменениямогутработать с несколькими драйверами. Каждый принтер характеризуется языком (набор команд иданных), которыйониспользуетприсовместнойработесдрайверамикомпьютера. Этот набор команд и данных обрабатывается интерпретатором принтера и в конечном итого формируется двоичный образ в памяти принтера.

Крометого,всоставоборудованияпроцессорногомодулявходят:ОЗУиПЗУ. Объем ОЗУ определяется объемом двоичных данных страничного образа, выводимого на печать. Лазерные принтеры печатают всю страницу стразу, поэтому им требуется ОЗУ для хранения информации страницы (по одному биту на каждую точку). Для представления графических изображений с разрешением 600 точек в одном дюйме (24 точки в одном миллиметре) на листе формата А4 (размером 210 297 мм) требуется емкость ОЗУ не менее 4 Мбайт с учетом неиспользуемых кромок бумаги. В некоторых лазерных принтерах употребляются модули SIMM, представляющие собой небольшие печатные платы с односторонним обычно 72-контактным правым разъемом, в котором контактные площадки размещены на обеих поверхностях одной стороны платы. Кроме того, ОЗУ употребляется для хранения шрифтов, выполнения программ процессора.

Лазерные принтеры поддерживают три типа шрифтов: встроенные (хранятся в ПЗУ), загружаемые программные (используют ОЗУ принтера) и картриджные (хранятся в ПЗУ специальных модулей, подключаемых непосредственно к слоту принтера для расширения его функциональных возможностей). В некоторых лазерных принтерах имеются разъемы для подключения платы с жестким диском или ППЗУ(флэш-памятью)дляхраненияразнообразныхшрифтов(наборовсимволовза- данного размера и изображения). Лазерные принтеры используют большое число встроенных шрифтов (35, 45,...), среди которых применяются и масштабируемые шрифты, позволяющие получить символы желаемого размера.

Для достижения более качественного изображения (исключения зазубрин) в лазерных принтерах употребляется схема, управляющая интенсивностью свечения

271

луча, что приводит к изменению размера точки изображения и как следствие – к сглаживанию края изображения.

Для сопряжения лазерного принтера с компьютером применяется последовательный интерфейс RS-232, параллельный интерфейс Centronics, интерфейс SCSI, инфракрасный интерфейс и др. С целью подключения лазерного принтера к компьютеру обычно используется стандартный кабель разъема Centronics с максимальной длиной 3 м, или C-кабель длиной 10 м, имеющий специальный разъем типа C, который, кроме того, предназначен для выполнения двунаправленной передачи данных.

В схеме (см. рис. 10.9) поверхность фотобарабана (5) покрыта светочувствительным полупроводниковым слоем (оксидом цинка или сплавом селена), которая заряжается с помощью высоковольтного ионизатора (7), т.е. на поверхности образуется электростатический заряд. При освещении какой-либо точки поверхности фотобарабана тонким лучом лазера происходит разряд в этой точке (уменьшение потенциала), т.к. она становится проводящей. В соответствии с данными, поступающими из компьютера, выполняется изменение интенсивности лазерного луча при облучении поверхности фотобарабана, поэтому на ней создается потенциальный рельеф (скрытое электрическое изображение страницы информации). Затем выполняется этап проявления невидимого изображения с помощью барабана-девелопера (8)

итонера(пылеобразнойкраски),помещенноговрезервуар(9).Краскапритягивается к тем частям поверхности барабана, где имеется электростатический заряд, и таким образом формируется изображение. Лист бумаги (10) из накопителя (11) с помощью валиков поступает через зарядное устройство (13), которое заряжает бумагу противоположным зарядом. При вращении фотобарабана тонер с его поверхности притягиваетсязаряженнойбумагойинанеепереноситсяизображение.Послеэтогобумага проходит устройство нагрева (14), в котором под действием температуры и с помощью фиксирующих цилиндров (15) происходит закрепление изображения на бумаге

ипоступление ее в накопитель бумаги (16).

Резервуар с тонером, девелопер и фотобарабан в некоторых принтерах конструктивно объединены в одно устройство – картридж, который подлежит замене при пустом резервуаре. В других принтерах имеется только резервуар с тонером, что снижает себестоимость печати одной страницы.

10.7. Адаптер принтера

272

Обычно принтеры подключают к параллельному порту (LPT) ПК. В тех случаях, когда принтер удален на большое расстояние от ПК, с целью уменьшения числа линий связи используется последовательный порт (COM). Некоторые принтеры содержат средства сопряжения с интерфейсом SCSI (интерфейсом малых вычислительных систем). Рассматриваемый адаптер принтера предназначен для сопряжения его портов с системной шиной ISA и организации взаимной работы с принтером через периферийный параллельный интерфейс Centronics. Адаптер содержит 3 порта: 8-разрядный регистр данных (РД), 5-разрядный регистр управления (РУ) и шинныйбуфер(ШБ3)вводасостояния принтера,адресакоторыхв16-ричнойзаписи соответственно 378H, 37AH и 379H. Структурная схема адаптера приведена на рис. 10.11.

Рис. 10.11. Структурная схема адаптера принтера

Для декодирования старшей части адреса А2-А9 используется дешифратор адреса (ДшА), формирующий на выходе сигнал ВыбPRN . Дешифратор управляющих сигналов (ДшУС) может быть реализован с помощью микросхемы 555ИД4

274

ЧтС через шинный буфер (ШБЗ) и ПП осуществляется передача в П информации о состоянии принтера: об ошибке (ERROR ), о готовности к работе (SEL), о наличии бумаги (PE), о подтверждении приема (ASK), о занятости (BUSY). Сигналы состояния передаются соответственно по следующим разрядам внутренней шины данных: BD3, BD4,..., BD7.

Сигнал прерывания IRQ7 формируется на выходе элемента И, на входы которого поступают: сигнал состояния ACK из принтера и сигнал INT четвертого бита РУ.

Выходные сигналы РД и РУ и входные сигналы состояния принтера соответствуют сигналам интерфейса Centronics (стандарту). Последовательность передачи данных по этому интерфейсу приведена на рис. 10.12.

Рис. 10.12. Последовательность передачи данных между адаптером и принтером

Очередной вывод кода символа из П выполняется по низкому уровню сигнала BUSY или с появлением сигнала ACK. Формирование сигнала прерывания IRQ7 указывает на то, что РД адаптера пуст и можно со стороны П передавать новый код символа.

Для печати какого-либо символа на принтере его необходимо поместить в РД адаптера путем выполнения П команды OUT. После этого в бит 0 РУ со стороны П заносится 1, которая осуществляет запись содержимого РД в буферный регистр принтера. Затем выполняется программный сброс бита 0 РУ. Сигналами готовностипринтерапринятьочереднойсимволявляютсясигналыего состояния ACK или BUSY. При сопоставлении уровней сигналов временной диаграммы (см. рис.41)

275

и значений битов 7 и 6 порта состояния адаптера принтера возникает некоторое несоответствие, состоящее в том, что готовность принтера для программи-

ста определяется равенством бита 6 порта состояния 0 или бита 7 этого же порта 1. В то же время из диаграммы видно, что сигнал BUSY имеет низкий уровень на соответствующейлинииинтерфейсаCentronics,указывающий наготовностьпринтера принять очередной символ. Объясняется это несоответствие следующим образом. Для программиста значения битов порта состояния заданы на шине данных системного интерфейса. Поэтому перед передачей некоторых сигналов Centronics на системную шину они меняют уровень, чтобы удовлетворить требованию стандарта, определяющего работу драйвера. В частности, при подключении адаптера к шине расширения ISA сигнал BUSY Centronics должен быть выдан на шину инверсным, чтобы соответствовать уровню логической 1, а сигнал ACK без изменения. Если адаптер подключается к интерфейсу Multibus, то приобретает высокий уровень, соответствующий логическому 0, а сигнал BUSY наоборот передается без изменения (низкий уровень - логическая 1). В обоих случаях на линиях D7 и D6 интерфейсов Multibus и ISA устанавливаются 1 и 0, сообщающие П о готовности принтера принять очередной символ.

Функции рассмотренной схемы адаптера выполняет микросхема 82С11, выполненная по КМОП-технологии и обеспечивающая уровни сигналов ТТЛ-схем.

Интерфейс Centronics был специально разработан для сопряжения принтеров с ПК. Уровни входных и выходных сигналов интерфейса соответствуют уровням входных и выходных сигналов ТТЛ: 0-0.8 в 0-0.4 и 2-5.25 в 2.4-5.25. ПодключениепринтеракадаптеруПКвыполняетсяспомощьюмногопроводногокабеля длиной не более 3 м. Для подключения кабеля Centronics к П используется 25-кон- тактный разъем, а для подключения к принтеру - 36-контактный разъем. В качестве передатчиков сигналов используют обычно мощные повторители сигналов с открытым коллектором, имеющие выходной ток I0вых =40мА, а в качестве приемников - помехоустойчивые триггеры Шмитта с учетом пороговых напряжений срабатывания и отпускания.

Рассмотрим назначение некоторых сигналов интерфейса Centronics. Сигнал Data Strobe (STR) сообщает принтеру, что данные установлены на шине Data (D0 -

276

D7). Линии шины Data используются для передачи битов данных от адаптера к принтеру. Сигнал Acknowledge (ACK) указывает низким активным уровнем ( 10 мкс), что принтер готов к приему очередного символа. Сигнал BUSY высокого активного уровня устанавливается принтером, если он не может принять данные. В том случае, если закончена бумага в принтере, он сообщает П об этом сигналом Paper End (PE). Если принтер выбран и активен, то он устанавливает сигнал Select (SEL). С целью перевода в принтере бумаги на одну строку вперед П через адаптер (РУ) формирует сигнал Auto feed (AUT). В том случае, если в принтере произошла ошибка, устанавливается низкого уровня сигнал ERROR . Сигнал Init (INT), удерживаемый около 50 - 100 мкс, вызывает инициализацию принтера. Активный низкий уровень сигнала Seleect Input (SELECT) осуществляет выбор устройства.

10.8. Стандарт IEEE1284

Стандарт IEEE1284 параллельного интерфейса определяет пять режимов обмена данными для параллельного порта (ППТ):

1.Режим Centronics.

2.Режим Centronics с полубайтным вводом данных.

3.Режим Centronics с байтовым вводом данных.

4.Режим EPP (усовершенствованного параллельного порта).

5.Режим ECP (порта с расширенными функциями).

Исходный режим Centronics характеризуется байтовой однонаправленной программированной передачей (выводом) данных с квитированием и выводом пяти битов состояния ПУ.

Второй режим сохраняет протокол обмена данными режима Centronics и дополнительно реализует возможность 4-битного ввода байта данных ПУ за два цикла с использованием линий состояния ПУ.

Третий режим также использует протокол Centronics и двунаправленную шину с возможностью ввода байта данных в хост (процессор) со стороны ПУ.

Четвертый режим (EPP) употребляет собственный протокол обмена в режиме ввода/вывода и содержит байтовую двунаправленную шину адреса/данных.

277

Пятый режим (ECP) обеспечивает двунаправленную передачу дан-

ных с их буферизацией, предусматривает сжатие данных, применение ПДП и программного ввода/вывода.

Стандарт IEEE1284 устанавливает типы используемых разъемов: DB 25, 36контактный разъем Centronics и 36-контактный малогабаритный разъем. Общий вид разъема DB 25 изображен на рис.10.13.

Рис.10.13. Разъем DB25P

278

Схема связи ППТ и ПУ в режиме Centronics представлена на рис.

10.14.

Рис. 10.14. Схема связи ППТ и ПУ в режиме Centronics

Как уже указывалось, ППТ содержит три адресуемых регистра: регистр данных (РД(W)), доступный по записи (W) и имеющий смещение относительно базового адреса С=0; регистр состояния (РС(R)) со смещением С=1, доступный по чтению (R) со стороны процессора; регистр управления (РУ(W)), которому соответствует смещение С=2 и содержимое которого может быть записано из процессора.

Временнаядиаграммапрограммно-управляемогорежимаCentronicsбыларас- смотрена раньше.

279

Схема соединения ППТ и ПУ для реализации второго режима только с учетом полубайтного ввода показана на рис. 10.15.

DB25

Контакт

Рис. 10.15. Схема полубайтного ввода

Временная диаграмма ввода тетрад данных из ПУ в хост (процессор) представлена на рис. 10.16.

HOST BUSY

PTR CLK

Рис. 10.16. Временная диаграмма ввода тетрад данных

Хост сигналом HOST BUSY низкого уровня указывает на готовность приема тетрад данных со стороны ПУ. ПУ устанавливает тетрады данных и затем сигналы