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Todo acerca de los Puertos Paralelos

Resumen: Es ya bastante obvio para casi todo el mundo que las computadoras son dispositivos sumamente utiles. Por lo tanto, si el lector es un hobbysta electronico que sabe como comunicarse con ellas para su proyecto, pueden ser tan divertidas como funcionales. El lnterfaz de la computadora comun. Dialogo de datos. El extremo del periferico.

Publicación enviada por Gianluca Gentili




 


Es ya bastante obvio para casi todo el mundo que las computadoras sondispositivos sumamente útiles. Por lo tanto, si el lector es un hobbysta electrónicoque sabe como comunicarse con ellas para su proyecto, pueden ser tan divertidascomo funcionales. En este momento, algunos de los lectores que no estándemasiado familiarizados con las computadoras podrían pensar que estoy porlanzarme a dar explicaciones a nivel de "científico espacial" sobrebuses de computadoras, etc. Relájense: de ninguna manera voy a hacerlo. Encambio, me gustaría explicar como trabaja un puerto paralelo básico. Essencillo trabajar con los puertos paralelos, que se pueden enganchar a casicualquier proyecto que Ud. desee controlar con su computadora. El truco consisteen saber como trabajan.

Presentare aquí alguna información sobre las señales y el funcionamientode los puertos paralelos, de modo que los mas ambiciosos de los lectores podrándiseñar y construir proyectos con interfaces paralelas. Incluira tambienalgunos datos sobre los perifericos paralelos, de modo que, como minimo, ellector sea capaz de diagnosticar problemas en los cables paralelos. Trataremostambien un par de trabajos de cableado basicos y comunes para dar una idea de losencillo que es conectar un cable simple. Recuerden que la informacion y lastecnicas aqui presentadas se aplican a casi cualquier dispositivo paralelo(graficadores y equipos de prueba especiales, por ejemplo) y no solamente aimpresoras.

 

El lnterfaz de la computadora común

Puesto que los interfaces paralelos de la mayoria de lascomputadoras son casi identicos, tomemos por ahora como ejemplo el mas universalde ellos (que se encuentra en la mayoria de las tarjetas enchufablesIBM-compatibles). La informacion debe ser suficiente para darles una buena basesobre el funcionamiento de cualquier interfaz paralelo -en realidad, losconectores pueden variar aunque casi todas las lineas de señal son las mismas-de manera que les va a ser uitil, aun al que no tenga una compatible.

A proposito, no traten de colgar equipos en paralelo sobre la base de lasdescripciones de las patas solamente. El hacerlo crea el riesgo de dañar susequipos. Espere por favor hasta que haya leido todas las precauciones que serecomiendan en el transcurso de este articulo antes de continuar.

La mayoria de los puertos paralelos de la parte posterior de las computadorasIBM-compatibles poseen un conector DB-25. Esto es extraño, puesto que esteconector es el de serie que se utiliza para los interfaces serie. El conector esnormalmente hembra (tiene orificios en lugar de patitas) para distinguirlo delos conectores serie que son habitualmente machos y que puede tener tambien lacomputadora. La Amiga I 000, sin embargo, utiliza un conector DB-25 macho parasu interfaz paralelo (por ser algo diferente).

La funcion de cada terminal del conector DB-25 se muestra en la fig. 1. Lasseñales que ocupan esas terminates se pueden dividir en cuatro grupos basicos:tierras, salidas de datos, entradas de dialogo y salidas de dialogo. En la fig.1, las tierras se indican con circulos, las entradas de dialogo se indican conflechas que apuntan al conector y las salidas (tanto de datos como de dialogo)tienen flechas que apuntan hacia afuera del conector. (Note que algunas de laslineas tienen una abreviatura convencional que se indica entre parentesis.)

 Lineas de tierras y de datos

 Las tierras cumplen dos funciones: la primera es que vinculan las tierras deseñal de los dos dispositivos que se interconectan de modo que puedan compartiruna tierra comun como referencia para la serñal.

La otra es que, puesto que, la conexion entre los dos dispositivos se realizaa menudo mediante un cable tipo cinta, las tierras (Ilamadas muchas vecesretornos de tierra en este contexto) actuan como blindajes de las lineas masimportantes. Por ejemplo, el conductor conectado al terminal 19 de un cable decinta apantalla a la 6 de la 7, y viceversa. Esto impide que las señales D4(cuya funcion veremos enseguida) afecten capacitivamente la Iinea D5, yviceversa. En los cables de calidad que no se hacen de tipo cinta, cada retornode tierra se retuerce alrededor de una Iinea de señal formando un parretorcido, para proporcionar un poco de blindaje.

Como su nombre lo indica, la salida de datos transfiere informacion desde lacomputadora a un periferico en paralelo. Esto se hace con ocho bits (un byte)por vez utilizando los terminates 2-9.

DO se considera el bit menos significativo (LSB) y D7 el mas significativo(MSB). (Nota: algunas computadoras emplean las designaciones D1 -D8 en lugar deD0-D7). Algunos puertos de computadora no soportan el MSB. Por supuesto que enesos casos no debe diseñar sus proyectos de modo que lo necesiten. De la mismamanera, algunos perifericos solo utilizan datos de 7 bits.

En tales circunstancias, el MSB se ignora o a veces se emplea como bit deparidad. Va a necesitar un software bastante sofisticado para proporcionar bitsde paridad, de modo que tal vez prefiera inhibir la verificacion de paridad deldispositivo (consulte el manual del usuario para hacerlo).

Los bits, como tambien las demas señales, se representan mediante niveles detension TTL convencionales: una señal entre 2,4 y 5 voltios es un nivel alto o1 binario. Cualquier cosa entre 0,8 y 2,4 voltios se considera dato no valido.

Dialogo de datos 

Puesto que la computadora es mucho mas rapida que cualquier periferico con elque se comunique, puede ficilmente transmitir mas datos que los que elperiferico puede manejar. Par ello, los perifericos utilizan señales especialespara decirle a la computadora que detenga momentaneamente el envio de datoscuando tienen suficientes para trabajar. Esto le permite al periferico alcanzara la computadora, que puede realizar otras tareas mientras tanto. Una vez que elperiferico queda libre, le pide a la computadora que transmita mas datos, y elproceso continua.

Este juego computarizado de "luz roja, luz verde" se logra enviandoseñales por cables dedicados a ese proposito. El proceso de utilizar señalespara controlar el flujo de datos se denomina dialogo (handshaking), de modo quelas señales empleadas para ello se Ilaman "señales de dialogo".

Las señales de estrobo, ocupado y acuse de recibo son las señales dedialogo mas importantes. Para ayudar a explicar como se relacionan y controlanel flujo de datos, observe la fig. 2.

Alli se muestran las ocho Iineas de datos concentradas como una sola Iinea enla parte superior. No se deje confundir, el valor de los bits individuales notiene importancia. Lo que si importa es el tiempo en que los datos sufrentransiciones (representadas por las lineas cruzadas) y el tiempo en quepermanecen constantes (las bandas).

Los datos que salen por las Iineas D0-D7 comienzan a formarse en el tiempo t1y se establecen y quedan listos para utilizarse en el instante t2. Un momentodespues (t3) la computadora manda un pulso momentaneo negativo (Ilamado señalde "estrobo") al periferico, para indicar que los datos estan listos yen espera en las lineas de datos. Luego de t3, el perif6rico puede responder enuna de dos maneras: puede tirar de la linea ocupada hasta que este listo paramas datos o puede esperar hasta que haya utilizado los nuevos datos y enviarentonces un pulso negativo de acuse de recibo a la computadora cuando desea mas.

Cualquiera de las respuestas retiene a la computadora hasta que el perifericoinforme que esta preparado. (Hay unos pocos perifericos que detienen a lacomputadora de ambas maneras, aunque hacerlo asi es algo redundante). Luego quela linea ocupada se pone baja o se recibe un pulso de acuse de recibo, lacomputadora configura las Iineas de datos para el siguiente byte, y se repite elprocedimiento.

La Iinea ocupada se utiliza algunas veces para detener la computadora porotras razones. Por ejemplo, si se acabb el papel o esta fuera de linea (lo queexplicare enseguida). 

Dialogo de estado

A lo largo de aigunas Iineas, a veces los perifericosparalelos (especialmente las impresoras) utilizan cables dedicados para indicarsu estado. Puesto que el estado de un periferico puede afectar el flujo dedatos, esto se puede considerar tambien una forma de dialogo. Por ejemplo, siuna impresora, un graficador u oscilografo necesita informar a la computadoraque se queda sin papel, puede hacerlo manteniendo alta la linea de papel vaciohasta que se aprovisione nuevamente. Esto impide que la computadora envie datosal periferico cuando el dispositivo es incapaz de hacer algo con ellos. Lamayoria de los puertos paralelos de tipo IBM soportan esta caracteristica, perono la soportan muchas otras computadoras domesticas. Asimismo, un perifericopuede informar a la computadora que esta alimentado y en Iinea manteniendo altala linea de "seleccion" del terminal 13 (observe que hay dos Iineas deseleccion en la fig. 1, no las confunda). Esta es a veces una Iinea de señalnecesaria porque aigunos perifericos se pueden mantener alimentados pero fuerade Iinea, enviandoles un caracter especial de "deseleccion"(denominado DC1 o XON, que tiene el valor ASCII 17). Debe observar el manual delusuario de su periferico o el manual de programacion para ver si se soporta esacaracterfstica.

Un periferico puede hasta pedir ayuda sosteniendo baja la linea de error. Aligual que la Iinea ocupada, los perifericos utilizan a veces la linea de errorpara indicar que simplemente estan fuera de linea o que se acabo el papel.

La computadora puede hacer tambien requerimientos especiales o proporcionardatos de configuracion enviando señales desde las restantes salidas de dialogo.(Tenga en cuenta que un periferico puede contener interruptores DIP que puedenconfigurarlo para que ignore los requerimientos de la computadora).

Por ejemplo, en algunos perifericos la caracteristica deseleccion/deseleccion la puede habilitar e inhibir el puerto de la computadora.Para esos dispositivos, si la computadora mantiene alta la linea de salida deseleccion del terminal 17 (no confundirla con la linea de entrada de selecciondel terminal 13), la caracteristica DC1 /DC3 se habilita. Al mantenerse esaIinea baja, la caracteristica se inhibe.

Asimismo, al mantener baja la Iinea de avance automatico, la computadorasolicita al periferico que acompañe cada retorno de carro con un avance deIinea (es decir, la computadora informa at periferico que probablemente noenviara caracteres de avance de Iinea, de Modo que el periferico deberaagregarlos).

Por otra parte, si el computador envia un pulso negativo por la iinea deinicializacion (denominada tecnicamente linea de imput prime o IP), elperiferico que responde a esa Iinea se pondra en cero (pasara a reset). Estosignifica que el periferico adoptara cierta configuracion por omision y actuanormalmente como si recien se hubiera encendido. Tan poderosa como es, estaIinea la soportan las computadoras IBM compatibles y muy pocas mas, puesto quehay a menudo mandatos especiales que se pueden enviar por las Iineas de datospara lograr lo mismo.

El extremo del perierico

Si bien hemos tratado casi todas las señales que es probableque Ud. encuentre, hay aun algunas cosas que debe saber acerca de lo que hallaraen el extremo del periferico del cable. La informacion adicional le ayudara aconstruir sus propios cables para perifericos ya construidos.

Un conector hembra de 36 conductores es la terminacion mas adecuada que seencuentra en los perifericos paralelos. Las funciones convencionales de cadaterminal de ese conector se muestran en la flg. 3.

 

Las flechas que señalan hacia el conector indican que el terminal es unaentrada al periferico. Las flechas hacia afuera significan salidas delperiferico, y los circulos son tierras.

Observe que este conector soporta unas cuantas funciones mas que el conectorDB-25. Para nombrarlas, hay una tierra de chasis y dos lineas de 5 voltios. Notodos los equipos paralelos las soportan. Tanto la tierra de chasis como laslfneas de 5 V pueden causar inconvenientes si se conectan incorrectamente, demodo que mas adelante dare algunas indicaciones sobre como conectarlas en formaadecuada.

Las lineas de 5V las proporcionan algunos perisfericos para mantener alta unalinea de dialogo si es necesario. Por ejemplo, supongamos que un puerto decomputadora no genera un nivel alto para la Iinea de avance automatico, pero elperiferico necesita esa Iinea alta para funcionar correctamente. El preparadordel cable puede resolver el problema con las funciones de terminates que semuestran (aunque se deben invertir las flechas de la fig. 3) en lugar delconector DB-25 antes mencionado. Si descubre ese conector, tanto en lacomputadora como en el periferico, puede tentarse a utilizar un cable directo(uno que conecte terminal a terminal) iNo lo haga! Puede dañar ambos equipos.

Explicare como construir el cable adecuado para esa situacion, luego depresenter un par de indicaciones de seguridad. 

Sea procavido 

Antes de lanzarse a cablear o construir proyectos de interfaz, es convenientedecir algunas cosas: se debe proceder con precaucion cuando se trata de uninterfaz paralelo. Aunque las lineas de dialogo de los puertos paralelos son deltipo de colector abierto (es decir, se pueden cortocircuitar a tierra), lassalidas de datos de una PC se pueden dañar con los cortocircuitos. Mas aun, lastensiones mayores de 5V pueden dañar todas las Iineas. La clave para laconexion segura del interfaz entre equipos TTL es conocer las entradas y lassalidas, de modo que pueda conectar la salida de un dispositivo a la entrada delotro, y viceversa. Si es prudente, debe efectuar siempre una doble comprobacionde su cableado antes de alimentar los equipos.

 

Dos trabajos convencionales de cableado 

El mas sencillo trabajo paralelo que puede hacer es crear lo que Ilamare un"cable casi directo". Ese cable se puede utilizar para conectar unacomputadora a un periferico siempre que tengan conectores de 36 terminates detipo paralelo y de acuerdo con la norma Centronics que describi anteriormente,Si ambos dispositivos tienen el conector corrector pero no esta seguro acerca delas funciones de los terminates, verifiquelas con un voltimetro para ver sicoinciden con la norma. Si no coinciden lo suficiente, tendra que investigar sudocumentacion para mas datos; un cable casi directo simplemente no funcionara.

Si parece que ambos dispositivos son compatibles con Centronics, cablee uncable que los conecte terminal a terminal excepto los 1 7, 18 y 35. Deje lostres sin conectar en ambos extremos. Los terminates 18 y 35 no se deben conectarentre los dispositivos porque pueden unir los buses de alimentacion de ambos.Esto ocasionaria que las alimentaciones competirian por predominar, lo que, comominimo, causara el quemado de un fusible. Podria tambien causar una falla fatalen ambos dispositivos.

Al dejar las patitas 17 de los dos equipos sin conectar, las tierras de suschasis se mantienen aisladas entre si. La aislacion mejora las posibilidades deque uno de los dispositivos sobreviva en la improbable eventualidad de que seproduzca en el otro un cortocircuito interno que lleve su chasis a la tension delinea antes que un ruptor de circuito o fusible tenga oportunidad de actuar.Tambien permite que un dispositivo que tenga la tierra de su chasis conectada asu tierra de sañal pueda conectarse con un equipo que debe tener esas dostierras separadas.

A proposito, la conexion de los terminates 15 y 34 es opcional, ya que esosterminales no los soporta la norma. Si utiliza conectores de desplazamiento deaislacion (o IDC, como se denominan comunmente) la desconexion de esosterminates causa mas inconvenientes que beneficios. Si utiliza conectores detipo de rebordeado o de soldadura, ignore sencillamente esos terminales paraahorrar tiempo.

Para desconectar cualquier conexion cuando utiliza IDC, una simplemente losdos conectores de la forma en que lo haria normalmente, y rebane con cuidado unapequeña seccion de cada cable no deseado con un cuchillo. Asegurese que nocorte la aislacion de ninguno de los cables que no va a desechar.

Otro trabajo comun de cableado es conectar un puerto de computadora DB-25 auna terminacion compatible con Centronics de 36 terminates. Si va a utilizarconectores de rebordeado o soldadura, debera hacer uno como el indicado en latabla 1.

Conexiones estandar de cabbles IBM

Conector DB-25

Conector tipo Centronics

1-14

15

16

17

19

25

1-14

32

31

36

19

30

Observese que las conexiones de los terminales 1 -14 son conexiones determinal a terminal. Si utiliza conectores IDC y cable tipo cinta de 25conductores, puede aprovechar eso y crear un cable adecuado en pocos minutos.Comience posicionando el terminal 1 de ambos conectores sobre el mismo borde delconector de cinta (consulte la fig. 4) antes de apretarlos. Con esto quedaran 11terminales sin conectar en el conector Centronics, lo cual es correcto. El trucoconsiste en cortar una pequeña seccion del cuarto cable hacia adentro a partirdel cable del terminal 1. El circuito abierto permitira que la entrada de errorde la computadora flote alta (en el estado "sin error') y ¡eso es todo!.

 Entre la informacion de las señales paralelas, su actividad y su cableado,posee asi un competente conocimiento de como trabaja un interfaz paralelo. Consuerte, sera capaz de diseñar unos cuantos hermosos proyectos basados en esainformacion. ¡Que se divierta y feliz interfaz! .

 

Autor:

Gianluca Gentili

vikkingo@SoftHome.net



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