并行端口如何工作

作者:杰夫·泰森  |  2023年5月1日
台式电脑背面并行端口的示例。
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尽管绝大多数消费级打印机依赖于 USB 或 WiFi,但一些旧型号仍使用已基本淘汰的并行端口。在本文中,您将了解它为何被称为并行端口、它的作用以及它具体如何运作。

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并行端口基础

请注意 Centronics 端的前 25 个引脚如何与第一个连接器的引脚匹配。并行端口每发送一个字节,也会发送一个握手信号,以便打印机可以锁存该字节。

并行端口最初由 IBM 开发,作为将打印机连接到您的 电脑 的一种方式。当 IBM 正在设计 PC 时,该公司希望电脑能与当时顶级的打印机制造商 Centronics 提供的打印机配合使用。IBM 决定不在电脑上使用 Centronics 在打印机上使用的相同端口接口。

相反,IBM 工程师将一个 25 针连接器 DB-25 与一个 36 针 Centronics 连接器结合起来,创建了一条专用电缆,用于连接打印机和电脑。1981 年 IBM 推出其 PC 后,其他打印机制造商最终采用了 Centronics 接口,使得这种奇怪的混合电缆成为一个意想不到的事实标准。

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当电脑使用并行端口向打印机或其他设备发送数据时,它一次发送 8 个 数据位(1 字节)。这 8 个位是并行传输的,而不是通过 串行端口 串行(以单个流)传输相同的八个位。标准并行端口每秒能够发送 150 千字节的数据。

让我们仔细看看每个引脚在与打印机配合使用时有什么作用

  • 引脚 1 承载选通信号。它保持在 2.8 到 5 伏特之间,但只要电脑发送一个数据字节,电压就会降至 0.5 伏以下。这种电压下降告诉打印机正在发送数据。
  • 引脚 2 到 9 用于传输数据。为了表示一个位的值为 1,通过正确的引脚发送 5 伏特的电荷。引脚上没有电荷表示值为 0。这是一种简单但高效的方式,可以实时通过模拟电缆传输数字信息。
  • 引脚 10 将确认信号从打印机发送到电脑。与引脚 1 类似,它保持充电状态,并将电压降至 0.5 伏以下,以告知电脑数据已接收。
  • 如果打印机忙碌,它会给引脚 11 充电。然后,它会将电压降至 0.5 伏以下,以告知电脑它已准备好接收更多数据。
  • 打印机通过在引脚 12 上发送电荷来告知电脑是否缺纸
  • 只要电脑在引脚 13 上接收到电荷,它就知道设备在线
  • 电脑通过引脚 14 使用 5 伏电荷向打印机发送自动进纸信号。
  • 如果打印机有任何问题,它会将引脚 15 的电压降至 0.5 伏以下,以告知电脑存在错误。
  • 每当新的打印任务准备就绪时,电脑会降低引脚 16 上的电荷以初始化打印机。
  • 引脚 17 由电脑用于远程使打印机脱机。这通过向打印机发送并维持电荷来完成,只要您希望打印机保持脱机状态。
  • 引脚 18-25 是接地,用作低(0.5 伏以下)电荷的参考信号。

SPP/EPP/ECP

并行端口的原始规范是单向的,这意味着每个引脚的数据只能在一个方向上传输。随着 1987 年 IBM PS/2 个人电脑的推出,IBM 提供了一种新的双向并行端口设计。这种模式通常被称为标准并行端口 (SPP),它完全取代了原始设计。

双向通信允许每个设备既能接收数据也能传输数据。许多设备使用最初指定用于数据的八个引脚(2 到 9)。使用相同的八个引脚将通信限制为半双工,这意味着信息一次只能在一个方向上传输。但是,引脚 18 到 25,最初仅用作接地,也可以用作数据引脚。这允许全双工(同时双向)通信。

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1991 年,Intel、Xircom 和 Zenith 创建了增强并行端口 (EPP)。EPP 允许每秒传输更多数据,从 500 千字节到 2 兆字节。它专门针对连接到并行端口的非打印机设备,特别是需要最高传输速率的存储设备

紧随 EPP 推出之后,微软和惠普于 1992 年联合宣布了一项名为扩展功能端口 (ECP) 的规范。EPP 旨在用于其他设备,而 ECP 则旨在为打印机提供更高的速度和功能。

1994 年,IEEE 1284 标准发布。它包含了并行端口设备的两种规范:EPP 和 ECP。为了使它们正常工作,操作系统和设备都必须支持所需的规范。

电脑不再使用并行端口,而是青睐 USB 端口,但是,如果您试图将新笔记本电脑连接到一台老式打印机,幸运的是适配器相对便宜。

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