LPT порт - что это? Назначение, принцип работы и настройки LPT порта
LPT порт когда-то был незаменим для подключения принтеров и других устройств к компьютеру. Сегодня этот параллельный интерфейс практически исчез с ПК, но его история и принцип работы по-прежнему интересны. Давайте разберемся подробно, что из себя представляет LPT порт и как им пользоваться.
История создания LPT порта
Параллельный порт LPT был разработан компанией Centronics в начале 1970-х годов для подключения принтеров к компьютерам. Первым принтером с интерфейсом Centronics стала модель Centronics 101, выпущенная в 1970 году.
В 1981 году компания IBM стандартизировала этот интерфейс для использования в IBM PC, что привело к его массовому распространению. Параллельный порт Centronics de-facto стал промышленным стандартом на долгие годы.
В дальнейшем интерфейс LPT развивался и получил расширения в виде стандартов IEEE 1284, ECP/EPP, повышающих скорость передачи данных и двунаправленность канала. Кроме принтеров, LPT порт активно использовался для подключения сканеров, внешних накопителей, модемов, ключей защиты ПО и других устройств вплоть до 2000-х годов.
Однако в дальнейшем параллельный порт LPT стал вытесняться интерфейсами USB и Ethernet, обеспечивающими более высокую скорость передачи данных. Сегодня LPT практически не встречается в новых компьютерах и используется в основном для поддержки устаревшего оборудования.
Что такое LPT порт и как он устроен
LPT расшифровывается как Line Printer Terminal - построчный терминал принтера. Это параллельный порт, в отличие от последовательных COM-портов. Данные передаются по нему одновременно по 8 бит (1 байт) в каждый момент времени.
Физически LPT порт выполнен в виде 25-контактного разъема DB-25 на системном блоке ПК. К нему подключают периферийные устройства при помощи специальных кабелей, с одной стороны имеющих разъем DB-25, а с другой - 36-контактный разъем Centronics.
Распределение контактов в разъеме LPT следующее:
- Контакты 1-8: передача данных (D0-D7)
- Контакты 10-13: сигналы состояния (ACK, BUSY и др.)
- Контакты 15-17: управление (STROBE, AUTOFEED, INIT)
- Контакт 18-25: земля
Таким образом, часть контактов LPT отведена непосредственно под передачу данных, а другие - для сигналов синхронизации, управления и обратной связи с устройством.
Как подключить устройства к LPT порту
Для подключения принтеров и других устройств к LPT порту используются специальные кабели. Наиболее распространен кабель Centronics, имеющий с одной стороны разъем DB-25, а с другой - 36-контактный разъем для принтера.
Также существуют NULL-модемные кабели, позволяющие соединять между собой два ПК через LPT порты для быстрой передачи файлов. Они называются LapLink или InterLink. С их помощью можно организовать примитивную локальную сеть.
К LPT порту можно подключать не только принтеры, но и сканеры, внешние модемы, графические планшеты, ключи защиты ПО и другие устройства. Однако есть ограничение по длине кабеля - она не должна превышать 5 метров из-за возможных помех.
При подключении периферии к LPT порту важно соблюдать правильную распиновку кабеля и не допускать механических повреждений разъема. Контакты в разъеме DB-25 очень чувствительны к деформации.
Настройка LPT порта в операционных системах
В MS-DOS для работы с LPT портом использовались функции inportb() и outportb(), позволявшие напрямую обращаться к аппаратным адресам порта. В Windows для доступа к LPT порту нужны специальные драйвера и библиотеки WinAPI.
Часто необходимо явно включить режим работы с LPT портом в BIOS компьютера. Также в Windows можно вручную вернуть LPT порт, если он не определяется автоматически. Для этого используется диспетчер устройств (devmgmt.msc) и установка старого оборудования.
Существуют сторонние утилиты для расширенной настройки LPT порта в Windows. Они позволяют изменить адреса портов, включить бидирекциональный режим, задать скорость и другие параметры.
Оптимальные настройки LPT зависят от того, какое именно устройство подключается. Для принтеров важна скорость, для сканеров - стабильность связи, для нуль-модемных соединений - двунаправленность.
Управление LPT портом в программах
Чтобы управлять LPT портом на программном уровне, нужно использовать библиотеки WinAPI, такие как Windows.h, или низкоуровневые функции вроде OUT и IN. В языках вроде Си это выглядит так:
OUT 0x378, data; // Отправка данных в порт data = IN 0x378; // Чтение данных из порта В более высокоуровневых языках, вроде Visual Basic, доступ к LPT порту возможен через объекты MSComm или чтение/запись в файл порта.
При работе с LPT портом на низком уровне важно правильно синхронизировать операции чтения/записи, учитывать аппаратные адреса порта и обрабатывать ошибки доступа. Это позволит оптимизировать скорость передачи данных.
Альтернативные интерфейсы вместо LPT
С появлением USB интерфейса использование LPT порта постепенно сошло на нет. USB обеспечивает более высокую скорость передачи данных и позволяет подключать устройства простым плаг-энд-плей методом.
Для подключения сетевых принтеров широко применяется интерфейс Ethernet, обеспечивающий высокую скорость печати и возможность совместного использования принтера в сети.
Существуют переходники из LPT в USB, однако они не всегда могут обеспечить полную совместимость со старым оборудованием, рассчитанным на работу с классическими параллельными портами.
По сравнению с LPT интерфейсы USB и Ethernet имеют существенно более высокую скорость передачи данных. Однако в некоторых встраиваемых и промышленных системах по-прежнему применяются параллельные шины данных, совместимые с LPT.
Применение LPT порта сегодня
Несмотря на вытеснение LPT порта более современными интерфейсами, он иногда используется и в наши дни. Это связано с поддержкой старых устройств, не имеющих USB или Ethernet.
Кроме того, во встраиваемых системах на базе микроконтроллеров нередко применяются программируемые параллельные порты, полностью совместимые с LPT стандартом. Это упрощает интеграцию таких систем со старым оборудованием.
В некоторых отраслях промышленности используются самодельные LPT контроллеры для связи со специфическими устройствами, где нет возможности применить современные интерфейсы.
Таким образом, несмотря на в целом устаревший характер, технология параллельных LPT портов еще находит применение в ряде областей, где требуется совместимость со старым оборудованием.
Программирование LPT порта на языке Си
Один из наиболее распространенных способов программной работы с LPT портом - использование функций ввода-вывода в языке Си. Для этого подключается заголовочный файл io.h.
#include <io.h> // Отправка байта данных в порт outportb(0x378, data); // Чтение байта данных из порта indata = inportb(0x378); Также в Си можно напрямую обращаться к аппаратным регистрам порта ввода-вывода. Но это требует знания их адресов и специфики работы контроллера LPT.
Использование LPT порта в языке Python
Хотя Python является высокоуровневым языком, в нем тоже есть возможность работать с аппаратными средствами, в том числе с LPT портом. Для этого используется модуль pyparallel.
import pyparallel lpt = pyparallel.Parallel() lpt.portName = 'LPT1' lpt.setData(10) # Отправка данных data = lpt.getData() # Чтение данных Библиотека pyparallel упрощает низкоуровневый доступ к порту, предоставляя объектно-ориентированный интерфейс. Это удобно для интеграции LPT в современные Python-приложения.
Применение LPT порта в системах автоматизации
Благодаря простоте интерфейса, LPT порт часто применяется в системах промышленной автоматизации и робототехнике. Он позволяет подключать различные датчики, исполнительные механизмы, панели оператора к ПК или микроконтроллерам.
С помощью LPT порта можно считывать показания АЦП, управлять шаговыми двигателями, отображать информацию. При этом сохраняется совместимость со старым оборудованием, часто использующим параллельные интерфейсы.
Для интеграции LPT в современные системы автоматизации могут применяться специальные модули ввода-вывода или платы расширения на основе микроконтроллеров с программируемыми LPT портами.
Безопасность при работе с LPT портом
Поскольку LPT порт обеспечивает низкоуровневый доступ к аппаратным средствам компьютера, при его использовании нужно учитывать вопросы безопасности, особенно в системах с повышенными требованиями к защите.
Некорректная работа с портом может привести к сбоям и нестабильности системы. Также возможны попытки несанкционированного доступа через LPT. Поэтому доступ к порту должен контролироваться средствами ОС или микроконтроллера.
На критически важных системах имеет смысл полностью отключить возможность прямого аппаратного доступа к LPT порту на уровне BIOS или аппаратных средств. Это повысит защищенность от несанкционированного использования порта злоумышленниками.