c. suÁrez - 148.206.53.231
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA
Unidad Iztapalapa
ING. ELECTR~NICA EN COMPUTACI~N
REPORTE DEL PROYECTO TERMINAL:
DIGITALIZADOR DE IMÁGENES Y SPOOLER DE IMPRESI~N POR VÍA SLOT
Asesores:
M. c. A G U S T ~ SUÁREZ HERNÁNDEZ
ING. VÍCTOR TÉLLEZ ARRIETA.
Realizaron:
ANDAPIA MARTMZ SANTIAGO ALFRED0
GONZÁLEZ AGUILAR CLODOALDO GONZÁLO
MOLINA ESPINOSA ISRRAEL
VIVEROS REYES ESTEBAN
México, D.F. Mayo, 1995
UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA
Unidad Iztapalapa
I N D I C E
. PROPOSITO DEL PROYECTO
. MODULO CARGADOR Y ADMINISTRADOR DE TAREAS (CAT)
. MODULO MANEJADOR DE SERVICIOS DE LA TARJETA (MST)
. DESCRIPCION DEL PROYECTO Y LA INTERFAZ TARJETA-PC
. ARQUITECTURA DEL PROYECTO
Decodificación del Slot
Circuito de Decodificación
Almacenamiento de los Datos
Circuito de Requerimiento de Interrupción
Sistema Minimo para la Tarjeta
Arquitectura del Sistema
Sistema de Refresco
Programación del Sistema
Programación de la Memoria
Programación de Perifericos
Programación del Timer
Programación del DMA
Programación del Controlador de Interrupciones
Interfaz Paralela (Sistema Minimo-Impresora)
Transferencia de Datos por Hanshake
Interfaz Paralela con la Impresora
. CASO DE USO
Spooler de Impresión
Ambiente de Programación
Directorios de Trabajo
Opcion de Compilación
Codigo Fuente de Spooler
Digitalizador de Imágenes
Introducción del Digitalizador
Desarrollo
Diseño de la Parte Analógica
Etapa de Acople de Impedancias, Primera Amplificación y Filtrado
Separador de Pulsos de Sincronización de la Señal Compuesta
Muestre0 y Retención para Fijar la Señal Compuesta
Fijación de Nivel y Amplificación Final de la Señal Compuesta
Diseño Digital
Generador de Pulsos de Reloj
Control Principal de la Tarjeta
Generador de Direcciones
Subsistema de Memoria
Convertidor Analógico-Digital
Programación de la Tarjeta
PROPóSITO DEL PROYECTO.
En el uso de un sistema de computación personal todos los programas que se ejecutan
en ella utilizan de forma exclusiva en algún momento a la unidad central de proceso (CPU), aun
cuando el sistema operativo que se este usando ofrezca características de multitarea o
multiprogramación (P.e. Windows, OS/2, o alguna versión de UNlX para PC) un hilo de
ejecución (thread) de algún proceso ocupará por completo al CPU. En algunos casos cuando se
requiere realizar procesos que necesiten la mayor parte de los recursos del sistema (memoria y
tiempo de CPU principalmente), la computadora queda bloqueada para realizar otro tipo de
tareas. Debido a este problema nosotros planteamos la alternativa de agregar uno o mas
procesadores al sistema y realizar un conjunto de programas que manejaran este acoplamiento.
Nuestra propuesta consiste en agregar a una computadora personal de bus ISA una
tarjeta que contiene un procesador intel 80188 con bus independiente y provisto de su propia
memoria. La tarjeta contiene también un módulo de interfaz (vía interrupciones y DMA) para
soportar el flujo de información entre la PC y la tarjeta. Por la parte del software se consideraron
dos grandes módulos:
Módulo Cargador y Administrador de Tareas (CAT)
Consiste en el programa principal y el conjunto de rutinas encargadas de enviar y
responder mensajes de la tarjeta. Como ya se había mencionado antes, los módulos de software
que se encargan de manejar tanto a la tarjeta como a la PC, representan la ventaja de este
proyecto.
En la siguiente figura se muestra un diagrama de bloques del Cargador y
Administrador de Tareas (CAT):
Inbcrhz EvcntrDrlvcn I
Tarjeta
I
Este componente se encarga de realizar el diálogo entre el usuario vía lnterfaz Event-
Driven, permitiéndole cargar programas o realizar interacción con algún programa en ejecución
(típicamente respuesta de solicitud de entradas por teclado o mouse). Para controlar el flujo de
información de la tarjeta a la PC se dispone de un mecanismo de atención a interrupciones, ya
que cada vez que la tarjeta necesita enviar un mensaje a la PC se genera una interrupción. Este
mecanismo esta constituido por un objeto Controlador de lnterfaz que colecta los mensajes
obtenidos de la tarjeta usando una rutina ISR (Interrupf Service Roufine) y los almacena en un
objeto Buffer de Interfaz, que representa el medio de almacenamiento para mensajes aun no
procesados, adicionalmente existe un objeto Controlador de Buffer que recupera toda la
información del objeto Buffer para llevarlo al objeto Principal que se encarga de "decodificar" la
información y despacharla al dispositivo de E/S que corresponda (monitor, puerto serie, escritura
de archivos, etc ...). Cabe señalar que este componente fue construido en su totalidad en el
lenguaje de programación C++, usando el Framework TurboVision de Borland porque permite
un rápido desarrollo y una interfaz al usuario (look and feel) con muy buena apariencia.
Módulo Manejador de Servicios de la Tarjeta (MST)
Representa al núcleo de la tarjeta, provee a todo programa que se ejecute en ella un
conjunto de servicios como son: asignación y manejo de memoria, enmascaramiento de
interrupciones, rutinas de planeación de ejecución de programas para el caso de que se
encuentren en ejecución mas de un proceso, E/S para la interfaz Tarjeta-PC y finalmente un
conjunto de funciones que permiten transportar programas escritos para el sistema operativo
DOS a la tarjeta, con sólo recompilar el código. El sistema proporciona también la capacidad
para ejecutar mas de un programa en la tarjeta, mediante un planificador de tareas que forma
parte del núcleo de ella. En esta figura se muestra el componente Manejador de Servicios de la
Tarjeta (MST):
I '
run-time para Droaramas
I Buffer colector de mensajes
Como en el componente anterior la interfaz de entrada al núcleo de la tarjeta se realiza
a través de una rutina de atención a interrupción (ISR), que en este caso es representada por el
objeto ISR de interfaz el cual contiene un Buffer Colector de Mensajes para almacenar los
datos colectados por la tarjeta (mensajes que envía la PC) que no puedan ser atendidos
inmediatamente por el núcleo. El núcleo de la tarjeta ha sido mostrado como un solo módulo u
objeto por simplicidad, pero se debe señalar que éste esta compuesto por otros módulos para
soportar comunicación interprocesos (IPC), planificación de procesos y rutinas para realizar
comunicación serial o paralela. El componente MST también provee un conjunto de rutinas para
mantener compatibilidad entre programas escritos para el sistema operativo MS-DOS, haciendo
que un programa corra en la tarjeta con sólo recompilar el código fuente del programa, esta
librería equivale en otros sistemas como UNlX a la biblioteca de streams de entrada y salida
estándar (típicamente <stdio.h>), como ya se ha mencionado antes: si alguna persona lo desea
puede mejorar, robustecer o ampliar las librerías de run time provistas para así adecuadas a sus
necesidades. Para entender mejor este módulo recomendamos leer el código fuente.
Con esta configuración, la PC puede ahora ejecutar procesos como adquisición de
señales, comunicación, ejecución de programas con algoritmos de alta complejidad temporal y
otros que antes requerían casi todos los recursos de la máquina, mediante la carga del
programa o bloque de código que se necesite ejecutar en la tarjeta, quitándole así carga de
trabajo a la computadora personal. En este proyecto se realizan dos casos de uso para
demostrar lo anterior: un Digitalizador de Imágenes y un manejador de impresión (Spooler).
Con el fin de poder ejecutar también procesos interactivos con el usuario, la forma de
comunicación entre la tarjeta y la PC se basa en mensajes que identifican de forma única el
acceso a diferentes tipos de servicios que no están disponibles (por razones obvias) en la tarjeta
como son: desplegado al monitor, entradas por teclado o mouse y diversos tipos de E/S disponibles en la PC. En otras palabras es posible escribir un programa para la tarjeta que
pueda desplegar información al monitor y realizar entradas a través del mouse o teclado usando
las funciones de interfaz provistas en el núcleo y aprovechando los recursos de la misma PC.
DESCRIPCIóN DEL PROYECTO Y LA INTERFAZ TARJETA-PC.
La base de la interfaz lógica Tarjeta-PC del sistema consiste en un conjunto de
mensajes, cada uno de los cuales representa una acción a realizar, y que son interpretados ya
sea en la tarjeta o en la PC por un componente conducido por eventos (evenf-driven) incluido en
el código de sus respectivos programas manejadores. Es posible clasificar a estos mensajes
entre los que hacen llamados a servicios de la tarjeta y los que hacen llamados a servicios de la
PC, se les puede distinguir por los prefijos SMT y SMP respectivamente. Típicamente un
mensaje contiene dos parámetros que completan la especificación de la operación a realizar,
por ejemplo el mensaje SMT-PUTCHAR en su primer parámetro contiene el caracter a imprimir
en el monitor, y el segundo parámetro es nulo (no se toma en cuenta). Una descripción de los
mensajes soportados actualmente se muestra a continuación:
Mensajes de la tarjeta a la PC:
SMP-PUTCHAR SMP-GETCHAR SMP-PUTSTR SMP-GETSTR SMP-STATUS SMP-ERROR SMP-PROGEND SMP-PRNEMU
Ox0 /* SMP-PUTCHAR, CHAR, O */ 0x1 /* SMP-GETCHAR, O, O */ 0x2 /* SMP-PUTSTR, SIZE, O */ 0x3 /* SMP-GETSTR, O, O */ 0x5 /* SMP-STATUS, HSTATUS, LSTATUS */ 0x6 /* SMP-ERROR, HERR, LERR */ 0x7 /* SMP-PROGEND, O, O */ 0x8 /* SMP-PRNEMU, HSIZEFILE, LSlZEFlLE */
Mensajes de la PC a la Tarjeta:
SMT-LOADFILE Ox10 /* SMT-LOADFILE, HFILESIZE, LFlLESlZE */ SMT-LOADPROG 0x1 1 /* SMT-LOADPROG, HFILESIZE, LFlLESlZE */ SMT-KILLPROC 0x12 /* SMT-KILLPROC, IDPROC, O */ SMT-GETSTATUS 0x1 3 /* SMT-GETSTATUS , O, O */ SMT-ACK 0x14 /* SMT-ACK, O, O */ SMT-RUN 0x15 /* SMT-RUN , IDPROC, O */ SMT-GETCHARACK 0x16 /* SMT-GETCHARACK, CHAR, O */ SMT-GETSRACK 0x17 /* SMT-GETS, SIZE, O */
Como puede observarse, no representa ningún trabajo especificar nuevos mensajes
para las operaciones no soportadas actualmente. A partir de los mensajes descritos
anteriormente o de sus extensiones se logra la independencia del código para tiempo de
ejecución en un programa escrito en lenguaje C, permitiendo así que se ejecute tanto en la PC
como en la Tarjeta sin importar que servicios de E/S estén disponibles en su ambiente de
ejecución. En otra sección de este reporte se incluyen ejemplos de lo anterior.
ARQUITECTURA DEL PROYECTO.
El propósito de este punto es describir cómo está diseñada la interfaz entre la tarjeta y
la PC tanto en hardware como en software. Comenzamos discutiendo la arquitectura del
proyecto a nivel de hardware:
Decodificación del SLOT. Existen dos maneras de hacer la decodificación: decodificación como dispositivo de
entrada-salida o decodificación como un dispositivo de memoria. Manejando una decodificación
de entrada-salida se consideraron las direcciones de puertos disponibles en una PC, para evitar
conflictos, con otras tarjetas mapeadas igualmente en estas direcciones.
1) OOOOH - OlFFH Mapeo de direcciones internas.
2) 0200H - 03FFH Mapeo de direcciones externas (Tarjetas en el Slot)
0201 H I NO USADO ADAPTADOR DE CONTROL DE JUEGOS
NO USADO ADAPTADOR DE 20. PTO. IMPRESORA
NO USADO ADAPTADOR DE 2 0 . PTO. SERIAL
NO USADO ADAPTADOR DE PTO. DE IMPRESORA
NO USADO ADAPTADOR MONOCROMATICO
NO USADO ADAPTADOR COLOFUGRAFICOS
NO USADO
ADAPTADOR DE DRIVE ADAPTADOR DE PTO. SERIAL
Como se habrá observado, en el rango de direcciones que ofrece un sistema PC, sólo
disponemos de 10 direcciones para mapear cualquier dispositivo de I/O.
La decodificación consiste en un circuito que mapea la tarjeta (sistema mínimo 801 88)
como puerto VO, se encarga además de evitar el conflicto del bus independiente del sistema
mínimo de la tarjeta, con el bus del Slot de la PC . Consta de:
1) Circuito de Decodificación. Decodifica el bus de direcciones del Slot de la PC. En
un mapeo de dispositivo de entrada-salida sólo se usan los 10 bits mas bajos en el campo de
direcciones (AO-A9). Es importante hacer notar que el bit 9 del bus de direcciones tiene una
función especial. Cuando está activo indica que se está direccionando un puerto I/O externo,
por Io que se habilita el bus de datos en la PC; cuando está inactivo, se inhabilitan los datos en
el Slot, por lo que sólo se puede direccionar a puertos internos, propios de la tarjeta madre.
Se emplean además de las direcciones, IOWR‘, IORD’ y AEN’ que son señales del
Slot. AEN’ (habilitación de direcciones) es usado para asegurar la decodificación del puerto,
esto es necesario para prevenir una decodificación de puerto inválida, durante los ciclos de DMA
(en los ciclos de DMA, pueden estar activas las señales IORD’e IOWR‘).
Es importante hacer notar que el bit A0 no se usa en la decodificación, para simplificar
el circuito. Con la decodificación, se mapearon dos puertos para la tarjeta: un puerto de escritura
en la dirección 0318H, y un puerto de lectura en la dirección 031AH.
La base del circuito de decodificación, está en el integrado 74LS138 (decodificador), y
el diseño digital hecho a base de compuertas NAND Y OR. De acuerdo a esta lógica se tienen
las siguientes direcciones disponibles para la tarjeta y cualquier sistema, que desea ser
mapeado:
SALIDA DEL DECODIFICADOR( YO-Y7) RANGO MAPEADO
(lógica negada)
YO ................................................................... 300..301..308..309..310..311
Y1 ................................................................... 302..303..30A..30B..312..313
Y2 ................................................................... 304..305.,30C..30D..314..315
Y3 ................................................................... 306..307..30E..30F..316..317
Y4 ................................................................... 318..319
Y5 ................................................................... 31A..31B
Y6 ................................................................... 31C..31D
Y7 ................................................................... 31E..31F
2) Almacenamiento de los datos. Mediante un latch-buffer (74LS245, 74LS373), se
habilita el bus de datos de la tarjeta, empleando las decodificación del puerto de escritura. De la
misma manera empleando un latch, se hacen disponibles los datos en el Slot, cuando se
direcciona a el puerto de salida a la PC.
MAO-MA7
slot PC
[LOGICA T T L ] DECODIF. DE DIRECCIONES
I tlOYW +
LE
LATCH DE SAL. DllT05 HllCIll EL HlCRO
DIRECC. T I
1 5
PCSO(DE LATARJ.)
RG'[DELMICRO) -
I O R U 011TOS BEL MICRO
LATCH DE EM. DATOS LE
PCSO(DELATLRJ.1
WK(DELATARJ.1
5Y. CK
- RV[DE LA TARJ.] PCSWIDE LATARJ.]
lW1 DEL MICRO
e
Usando la señal Y4 y IOWR'del Slot se habilita el latch de salida para que almacene
los datos, que están disponibles en el Slot en ese momento. Ya almacenados, pueden ser leídos
por el microprocesador de la tarjeta ( se habilita el OE' del lacth de salida enviando las señales
del microprocesador PCSO'y RD'). De la misma manera, para escribir datos de la tarjeta hacia
el Slot, se envían las señales PCSO'y WR' habilitando el LE del latch de entrada. Haciendo una
lectura del Slot en la dirección mapeada, se envían las señales Y5 y IORD'del Slot, habilitando
el latch. Cabe mencionar que el latch tiene buffer de salida, por Io que los datos se envían
directamente hacia el Slot, sin tener conflicto de bus.
3) Circuito de requerimiento de interrupción. Debido a que siempre estará
ejecutando algún proceso, es necesario diseñar un circuito de requerimiento de interrupción,
para indicar que hay datos disponibles en el buffer de entrada. Este circuito envía una señal de
interrupción al procesador, leyendo éste el dato y enviando un reconocimiento de interrupción.
Emplea la dirección del puerto 0318H y la señal IOWR' del Slot para enviar el requerimiento y
la señales PCSO y RD' (del procesador), para restablecer al flip-flop.
Hay que aclarar que los datos se leen del Slot por interrupciones hacia el
microprocesador de la tarjeta. Por Io que cualquier aplicación que envía datos, hacia la tarjeta
deberá de esperar un tiempo razonable antes de enviar el próximo dato.
Sistema Mínimo para la Tarjeta.
Sistema basado en la arquitectura del 80188. El 80188 es un procesador de alta integración de 8
bits, con código compatible con el 8086, 8088 . Esta familia contiene el mismo conjunto básico
de registros, instrucciones y modos de direccionamiento. Debido a esta compatibilidad, el código
generado para el 8088 en lenguaje "C" para una PC, es código que puede ejecutar el 80188.
Arquitectura del sistema. Se asume que el lector, está familiarizado con el
funcionamiento del procesador, y que de alguna manera, ha programado el sistema en el
lenguaje ensamblador, por Io que sólo mencionaremos, los detalles básicos del sistema.
I direcciones datos Memoria Eprom
Hacia el Slot.
I I I I
LACTH BUFFERS ,.. I
rd' I ' cs
ir
RETARDO DECQDIFIC.
I ras cas' I I
Este esquema muestra la configuración en hardware del sistema mínimo. Como se
observa, se tienen dos tipos de memorias: La memoria estática ( que contiene el código de
inicialización de programa) y una dinámica (con refresco de memoria usando DMA). El sistema
de refresco de la DRAM consta de un circuito de retardo y el decodificador de direcciones.
Sistema de Refresco. En este se tiene un sistema de retardo de las señales entre
RAS'y CAS' y el decodificador de direcciones.
Programación del sistema. La programación se hizo en el lenguaje "C" generando
código para el 8088. Dentro del esquema de la PC, la programación, está basada en la RAM,
manejando dentro de este ambiente, el stack. En un sistema como la tarjeta, inicialmente, el
código no se encuentra en la RAM, si no en la EPROM, por Io que el código de inicialización
tendrá que estar en ensamblador. Este código, después de hacer la inicialización, hará una
transferencia del resto de código a la DRAM, haciendo después una llamada al main (void ) de
"C". Debido a la llamada al main(void), éste código de inicialización en ensamblador debe estar
en el mismo segmento de código que el código en C, para poder ligarlo después. En resumen,
se cargará en la EPROM, un solo código de programa (.EXE), código que resulta de ligar el
código en ensamblador (inicialización) con el código en C. Para nuestro caso este código (.EXE)
lo llamamos Módulo Cargador y Administrador de Tareas (CAT), que inicializa y prepara la
tarjeta para la transferencia de datos con la PC.
Dentro de la arquitectura, es necesario programar al sistema, para indicar donde
estarán mapeadas las memorias (Eprom, Dram), los puertos, etc; se programan además el
requerimiento de interrupciones, y DMA (necesario para el refresco de memoria)
Programación de la memoria. EPROM: Se tiene una Eprom de 8 Kbytes, (27C64). Se rnapea en el área de memoria
alta, dado que al inicio el CS:IP apuntan a la dirección absoluta ( CS:IP=FFFFOH), se pone en
esta dirección la programación del UMCS (Registro interno del 80188), mandando la palabra
FE3FH al UMCS, la EPROM es entonces solo direccionable en el rango: FEOOOH - FFFFFH.
(Rango de 8Kb.).
DRAM: En la tarjeta la DRAM está mapeada en el área de memoria baja del sistema;
teniendo una DRAM de 256Kbyte ( TMS44C256-10N ), se manda la palabra de control 03FFFH
a LMCS.
Programación de los periféricos. Para programar los periféricos, se mandan las
palabras de control al registro PACS y MPCS. Enviando la palabra de control 0007H a PACS
se tendrán 7 chip-select mapeados de la siguiente forma, en el espacio de I/O:
Chip Select Mapeo
PCSO' 400H - 47FH Direcciona al puerto del Slot
PCSl ' 480H - 4FFH Direcciona al puerto paralelo
PCS2' 500H - 57FH Direcciona al Display
PCS3' 580H - 5FFH Lo usa el DMA como puerto de salida
PCS4' 600H - 67FH
PCS5' 680H - 6FFH
PCS6' 700H - 77FH
Se envía la palabra de control 08BFH a MPCS, para indicar que los periféricos del
80188 serán 7 mapeados en el I/O, con una tamaño de bloque en el área de memoria media de
32. El rango medio de memoria no se usa aquí, por lo que sólo se accesa a ese registro para
poder accesar a los PCS.
Programación del Timer. Necesario para el refresco de la DRAM. Se programa el
timer 2 a una frecuencia, para cuenta máxima de 15.2 microsegundos (mandando en la
dirección OFF62H, 00016H ) , a una cuenta repetitiva, para activar al DMA (se pone el registro
de control del timer a OCOOl H).
Programacibn de TIMER 2
15 O
'i Palabra de control
Operación continua No aternar Reloj interno No interrumpir Empezar la operación
Programación del DMA. Ya activado el timer se programan los registros del DMA.
Esto es necesario, debido a que el resfresco se hará por éste medio (se usará el canal O del
DMA). Los registros que se programan para activar el canal son:
Dirección (canal O) Palabra de Control
OFFC4H 0580H ;Se programa el apuntador de destino a
;un dispositivo de I/O en PCS3'
OFFCGH OOOOH ;Como es un dispositivo I/O los 4 bits más
;altos son ceros.
OFFCAH 147FH ;Programación del canal cero.
Programación del DMA
Fuente sincronizada
Activar por timer ,- Programar e iniciar
CAH Transf. de palabra
Palabra de control 1 1 I I I Alta prioridad
la cuenta
No interrumpir No parar al terminar
fuente: memoria (inc] destino: 1 1 0 (No inc]
Programación del Controlador de interrupciones de la tarjeta. Se habilitan las
interrupciones (ST1 ), y se programa la interrupción 1, lNTl (OFF3AH), en la más baja prioridad
(0007H). Es claro que la tarjeta estará mapeada en esta interrupción, y enviará esta señal
cuando haya un dato que leer en el buffer del Slot. Antes de habilitar las interrupciones del
procesador, se debe de resetear el bit de requerimiento de interrupción del Slot (haciendo la
lectura del puerto del Slot).
Interfaz Paralela (Sistema mínimo - Impresora).
Ésta interfaz está basada en el C.l. D8255AC - 5, programado en modo 1. Mediante
este modo, el C.I. interrumpirá al procesador cada vez que haya un dato a leer en el puerto. En
seguida se presentan algunos conceptos previos a la configuración del 8255.
Transferencia de Datos por Handshake en Interfaz Paralela. Se envían los datos en
paralelo y se envía la señal STROBE' al procesador. Se detecta la señal STROBE' (por polled
o por interrupciones), y se leen los datos, éste envía una señal de reconocimiento ACK' al
dispositivo periférico indicando que puede enviar el próximo dato. Este tipo de transferencia se
da así, debido a que los dispositivos en comunicación trabajan a diferentes velocidades.
Interfaz paralela con la impresora. La impresora recibe los caracteres a imprimir
almacenándolos en un buffer interno RAM. Ésta transferencia se dá como ya se dijo a través de
HANDSHAKE. Ésta debe indicarle a la computadora que su buffer está lleno, y que no envíe
más caracteres. Usualmente se tienen 36 pines. Éstos 36 pines se dividen en dos categorías:
Señales que se envían a la impresora e indican que operación se va a realizar y señales que
indican su status. Las principales señales de control que se tienen son:
INT': corresponde al pin 31. Indica a la impresora ejecutar una operación de inicialización
interna.
STROBE': corresponde al pin 1 e indica a la impresora que hay un dato a imprimir.
Las principales señales de estado de la impresora son:
ANCKLG': señal del pin 10. Cuando ésta señal está en bajo, indica que el dato a imprimir ha
sido aceptado, y que la impresora está lista para recibir el próximo dato.
BUSY: señal del pin 11. Cuando está en alto, indica que la impresora no está lista, por falta de
papel.
PE: señal del pin 12. Está en alto si el indicador de papel está activo.
SLCT: señal del pin 13 e indica que la impresora está seleccionada para recibir datos.
ERROR': señal del pin 14, que cuando está en bajo indica que hay problemas en las
condiciones de la impresora.
Asumiendo que la impresora ha sido inicializada, se debe de checar la señal BUSY, si
está en bajo indica que la impresora está lista para recibir el dato. Se envían los datos en
paralelo, y después de 0.5 microsegundos se pone la señal STROBE'en bajo para indicarle a la
impresora que el caracter ha sido enviado. La señal STROBE' en bajo causa que la impresora
envíe su señal BUSY en alto. Después de 0.5 microsegundos la señal STROBE puede volver
en alto. Note que los datos deben permanecer validos por lo menos 0.5 microsegundos después
de que la señal STROBE' se pone en alto.
Cuando la impresora se encuentra lista para recibir el próximo caracter, pone su señal
ACKNLG' en bajo, indicando al procesador que puede enviar el próximo caracter.
Con respecto al hardware, se tiene en la interfáz, buffers de colector abierto (74LS07)
que son usados en las lineas de señales y datos, desde el 8255, puesto que las salidas del 8255,
no tienen suficiente corriente de conducción, para cargar y descargar la capacitancia del cable
de conección más rápidamentre. Se usan resistencias de pull-up, en la salida del buffer de
colector abierto.
El puerto B, es usado para la salida de datos, por handshake. El bit PCO, funciona
como salida de requerimiento de interrupción al 80188 (En este sistema, la lectura de los datos
se hace por polling ). La señal de requerimiento de interrupción es conectado al PC2 del 80188.
La señal OBF', no tiene efecto en este tipo de conexión, por Io que el bit PC1 permanece sin
conectar. La señal de entrada de STROBE' de la impresora, se conecta al bit PC4. Esta señal
se generará, por setheset de este pin.
Las señales de estado de la impresora, son conectados al puerto A, por Io que
haciendo una lectura al puerto A, se determina el estado de la impresora.
La señal de entrada a la impresora, INIT', se conecta al pin PC5, por lo que el reset de
la impresora se puede controlar por programa.
La palabra de control de inicialización del 8255, se envía para programar al puerto B
en modo 1 (salida), al puerto A como entrada en modo O y los 4 bits más altos de puerto C
como salida.
D7 D6 D5 Da D3 D2 Dl DO
c Iowcr X
e: MODO I C CIPPER: O U f P.: INPUT
MODO O
D7 D6 0 5 0 4 03 D2 O1 DO
I - rrlo"PowAN I PALABRA DE CONTROL DE SETlRESET
CASO DE USO:
SDooler de Impresión.
El spooler de impresión, forma parte del módulo Manejador de Servicios de la Tarjeta
(MST). Este módulo, compilado y ligado , bajo Turbo C ver. 2.0, se envía a la tarjeta por vía
slot. Previamente, debe de existir el módulo cargador de tareas, con código compilado y ligado
bajo Turbo C ver. 2.0 y cargado en la memoria ROM del sistema.
Ambiente de programación. Se programó en el entorno de programación que ofrece Turbo C, cargando el archivo
de configuración TCSPOOL.TC, que tiene la misma configuración del archivo TCCONFIG.SYS,
con las siguientes modificaciones, para la compilación:
Directorios de Trabajo:
Directorios de archivos include:
Se pondrá el path de los archivos include del spooler. De esta forma se
ignorarán los archivos include de Turbo C y no se podrán usar funciones de la biblioteca de C..
Directorio de la biblioteca de archivos:
Se pondrá el path de los archivos lib del spooler.
Directorio de los archivos de salida:
Los archivos de compilación y ejecución (.EXE y .OBJ) se generarán en el directorio
de salida (\...\...\SALIDA).
Directorios de Turbo C. El directorio donde se encuentre el compilador y ligador de Turbo C.
Opciones de Compilación. Opciones del Ligador:
Modelo de Compilación: Conjunto de Instrucciones: Punto Flotante: Tipo de Caracter por Default: Forma del Stack Standard Prueba de Sobreflujo de Stack: Información para el Debug Segmento de Código: Segmento de Datos: Segmento BSS:
SMALL Archivo Map: Detailed 801 86/80286 Librerías Gráficas: Off Ninguno
Signed Off Off
Off
- TEXT (Class CODE) - TEXT (Class CODE)
- TEXT (Class CODE)
Archivos de Biblioteca del Spooler.
Como ya se dijo, estos se encuentran en el subdirectorio LIB. Contiene el código de
inicialización de la tarjeta y la llamada al main0 de Turbo C. Estos archivos son: cOs.obj y
cs.lib. Aquí se define Io que antes se presentó como módulo Cargador y Administrador de
Tareas (CAT).
Archivo: c0s.asm Contiene el código fuente de c0s.obj. lnicializa la tarjeta y hace la llamada al main@
;******************DEFINE CONSTANTES DE PROGRAMACIóN PARA LA TARJETA********** . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
;Constantes de la programación de los Chip-Select P-UMCS EQU OFE3FH
P-MMCS EQU 009FFH P-PACS EQU 0007FH
P”pCS EQU 080BFH
;Constantes de la programación del DMA “DES EQU 00580H P-DMA EQU 0147FH P-CUEN2 EQU 00016H ;Timer 2 para cuenta max. de 15.2 microseg. P-CROL2 EQU OCOOlH ;Cuenta repetitiva.
;Constantes del Controlador de Interrupciones INT 1 EQU 00007H
;Constantes del 8255 CTL-8255 EQU 0497H
;Dirección del Display P-DISPL EQU 0515H ;Manda el mensaje por el puerto b del 8255
- TEXT segment byte public ‘CODE’ ; Mismo segmento que el código generado en C assume cs:-TEXT; ds:-TEXT; ss:-TEXT ORG OOOOH ; Rutina principal
. * * * * * * * * X * Programa Periféricos Internos del Sistema
;Programación de LMCS para DRAM de 256Kb mov ax, P-LMCS mov dx, OFFA2H out dx, ax
;Programación del PACS mov ax, P-PACS mov dx, OFFA4H out dx, ax
;Programación del h4PCS mov ax, P-MPCS mov dx, OFFA8H out dx, ax
;Programación del DMA canal O (REFRESCO DRAM) ACTIVADA POR TIMER) mov dx, OFFC4H ;Programación del ap-destino( 16 bits lower) mov ax,@-DES out dx, ax add dx, 2 ;Programación del ap-destino(4 bits upper) xor ax, ax out dx, ax mov dx, OFFCAH ;Direcciona DMA canal O mov ax, P-DMA out dx, ax mov ax, P-CUEN2 ;Programación del timer 2 para activar al DMA mov dx, OFF62H out dx, ax mov ax, P-CROL2 ;Se manda la palabra de control al timer2 mov dx, OFF66H out dx. ax
;Programación de registros para el controlador de ints. mov dx, OmaH mov ax, INTl out dx, ax
. * * * X * * * * * * , Programa Perifericos Externos del Sistema
;Inicializa DISPLAY mov dx, P-DISPL mov al, OOH out dx, al
;Programa al 8255 mov dx, CTL-8255 mov al, 1OOlOlOOB out dx, al
;Resetea bit de requerimiento de interrupción DEL 8255 (HACIA EL SLOT) mov al, O001 1 1Ob ; Pone el bit PC7 en cero; mov dx, CTL-8255; out dx, al;
;inicializa el requerimiento de interrupción del SLOT mov dx, 04 1 OH in al, dx ;Acciona el PCSO y el RD los cuales reestablecen los bits xor ax. ax
. n n * * n n n * * * 3 Rutina de Chequeo de la Ram Dinámica
;Direcciona mensaje mov dx, PDISPL xor ax, ax mov ds, ax
;Direcciona del dus de datos al puerto A
;Pone a DS en OOH
;Escribe 'AC' en la DRAM
inicio:
xor di, di mov cx, Offffh
mov byte ptr ds:[di], OACH inc di loop repw mov ax, ds cmp ah, 30H
add ah, 10H mov ds, ax jmp inicio
repw:
jz sal-1
;Lee código escrito de la DRAM sal-1 :
xor mov
sal-x: xor mov
rep-r: mov xor
inc jm
loop mov CmP
add mov
jz
jmp
ax, ax ds, ax
si, si cx, O f f f l h
al, byte ptr ds:[si] al, OACH error si reP-r ax, ds ah, 30II salida ah, 1 OH ds,ax sal-x
;Escribe resultado error:
mov al, OF9H out dx, al mov al, 03H mov dx, PSlot out dx, al
paro: jmp paro salida:
mov al, OF7H out dx, al mov dx, PSlot mov al, 30H mov dx, PSlot out dx, al rnov ah,07H
mov bx, OFFFFH
dec bx cmp bx, OOOOH jnz retardo-d dec ah cmp ah, OOH J ~ Z ret-dl
ret-dl :
retardo-d:
;Pone a DS en OOH
;Limpia el registro Si
;Si por algun momento ocurrió un error ;Manda el mensaje de error ('E')
;Manda código de error al Slot
;Interrumpir el programa y parar
;Visualiza una A si el estado esta bien ;Escribe 'A'
;Manda OK al slot
;Ciclo de espera antes de mandar por el display otra cosa
;Se realizó el chequeo de la DRAM (se visualiza una A o una E en el display ;Se pueden usar todos los registros generales
xor ax, ax
mov ds, ax ;Limpia la DRAM limpiaO:
mov cx, OFFFFH mov di, OOOOH
mov byte pTR ds:[di], OOH inc di loop limpia mov ax, ds cmp ah, 30H
add ah, 1OH mov ds, ax jmp limpia0
limpia:
jz SHADOW
; Iniciliza el segmento de datos a OOOOH
. * * * * * X * * * * I Shadow de Codigo a la DRAM e Inicialización de segmentos
;Inicialización de Segmentos SHADOW:
rnov ax, 40H mov es, ax mov ax, OFEOOH mov ds, ax xor di, di xor si, si mov cx, 20OOH
mov a1,byte ptr ds:[di] mov byte ptr es:[si],al inc si inc di loop load
mov ax, 004OH mov ds, ax mov es, ax mov ax, 024OH mov SS, ax mov ax, 7FFH mov sp, ax mov bp, sp
load:
;Inicialización General y de Segmentos
;Salto largo para la ejecución en DRAM
DB OEAH DW OlOFH DW 004OH
; ES=004OH
; DS=FEOOH
; Carga 8Kb
; Codigo inicia en 04OOH ; DS=04OOH ; ES=O4OOH ; 9Kb despues ; SS=024OH
; SPz7FFH 2Kb Reservados para pila ; SP=BP Al iniciar
; Define JMP FE0O:OOOO ; IP=O 1 OFH ; CS=0040H
;Bloque Principal de Inicialización call near ptr -main
INFINIT0:JMP INFINITO
;Las siguientes rutinas están en el mismo código, como funciones internas del sistema, y que se ;ejecutan haciendo una llamada a éstas funciones (llamadas al sistema) desde el ambiente de ;programación de Turbo C.
mov bP,sP mov dxSbp+41 in a1,dx
ret POP bP
- inbyte endp
. * ***** X * * * * * * * * * * * * * * X X * . . . * * I * * . * I * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ ~ * * * * * * ~ ~ * * * , ; * PROTOTIPO : void EOI(void); , Fin de Interrupción no especifica.
- EO1 proc near . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
mov dx,OFF22H mov ax,08000H out dx,ax sti ret
- EO1 endp
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , ; * PROTOTIPO : void disable(void);
deshabilita interrupciones de hardware. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . * - disable proc near
cli ret
- disable endp
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I
; * PROTOTIPO : void enable(void); , habilita interrupciones de hardware. . * . * ~ * * * a * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * n * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * , - enable proc near
sti ret
- enable endp
. * * * * * * * * * * * * * * * * X X * * * * I * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ~ ~ * * ~ * * * * * * * * * * * * ~ , ; * PROTOTIPO : void setRegs(void);
Garantiza que CS=DS=ES=040H. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
- setRegs proc near mov ax,040H mov ds,ax mov es,ax ret
- setRegs endp
. * * * * * * * * * * * * x * * x * * x * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * n * * * * * * * , ; * PROTOTIPO : void ejecuta(void); I Ejecuta un proceso desde la dirección: 02CO:OOOO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - ejecuta proc near
db OEAH ; Define Jh4P 02CO:OOOO dw OOOOH dw 02COH
- ejecuta endp
;Se hacen disponibles estas funciones a cualquier programa que las necesite.
public public public public public public public public public public
extrn extrn
-TEXT end
- enable - disable - EO1 - maskint - delay - outbyte - outword - inbyte - setRegs - ejecuta
- main : near - saltoinic : near ends
Archivo: cs.asm
Contiene el código fuente de cs.lib. Hace el salto inicial para la ejecución del programa en la dirección de la ROM. El código se encuentra en el mismo segmento de COs.asm,y el so188.c compilado en modelo de compilación small ( Los segmentos de datos, código y stack comparten el mismo segmento).
- TEXT segment byte COMMON 'CODE' assume cs:-TEXT; ds:-TEXT; SS:-TEXT ORG O 1 FFOH ; Programando el salto
public -saltoinic - saltoinic proc near
CLI ; Deshabilita interrupciones MOV AX,OFE3FH ; 8Kb con 3 estados de espera MOV DX,OFFAOH ; Programando reg. UMCS OUT DX,AX DB OEAH ; Define JMP FE00:OOOO DW OOOOH DW OFEOOH DB 3 DUP (OFFH)
- saltoinic endp TEXT ends
END
Archivos INCLUDE del Spooler.
Se encuentran en el subdirectorio INCLUDE. Se tienen los archivos varsl88.h, desf188.h. defs188.h define las constantes generales del so188.c y cOs.asm. Se definen las direcciones de memoria y de entradakalida de los puertos internos y externos del sistema mínimo, las constantes del spooler de impresión, y el prototipo de las funciones usadas en el sistema.
I* * DEFS188.H : Definiciones de constantes simbólicas usadas por las * funciones básicas de entradas y salidas. * *I
#ifndef -DEFS188-H #define -DEFS 188-H
/*******************Constantes Para Uso del 80188*/ I* * Programación de los Chip Selects. *I
#define P-UMCS OxOFE3F #define PLMCS Ox03FFF #define P-MPCS Ox080BF #define P-h4MCS 0x009FF #define P-PACS Ox0007F
I* * Programación del DMA. *I
#define A I D E S 0x00580 #define P-DMA Ox0 147F #define P-CLJEN2 Ox000 16 #define P-CROL2 oxocool
I* Timer 2 para cuenta max. de 15.2 microseg.*/ I* Cuenta repetitiva. *I
I* * Controlador de interrupciones. *I
#define INTl 0x00007
/ x * * * * * * * * * * * * * * Constantes Para Periféricos Conectados en la Tarjeta*/ I* * Puerto paralelo programable 8255 *I
#define A-8255 0x0490 #define B-8255 0x0495 #define C-8255 0x0496 #define Cm-8255 0x0497
I* * Display de cristal liquido. *I
#define P-DISPL 0x05 15 I* Dirección de interfaz *I
I* * Dirección de interfaz con el slot de la PC *I
#define PSlot 0x04 1 O
I* * * * * * * * * * * ***"Constantes del Núcleo*/ I* * Constantes para el Cargador de procesos. *I
#define LOAD-ADDRESS 0x02C00000 #define TCARGA-PROC 0x05 I* Carga un programa para ejecución en la tarjeta *I
I* * Modos de operación *I
#define M-CARGAPROG O #define M-CARGAARCH 1 #define "CORRER 2
I* * Mensajes de la Tarjeta a la PC *I
#define SMP-PUTCHAR Ox0 #define SMP-GETCHAR 0x1 #define SMP-PUTSTR O x 2 #define SMP-GETSTR 0x3 #define SMP-STATUS 0x5 #define SMP-ERROR 0x6 #define SMP-PROGEND 0x7 #define SMEPRNEMU 0x8
I* * Mensajes de la PC a la Tarjeta *I #define SMT-LOADFILE Ox10 #define SMTLOADPROG 0x1 1 #define SMT-KLLPROC 0x12 #define SMT-GETSTATUS 0x1 3 #define SMTACK 0x14 #define SMT-RUN 0x1 5 #define SMTGETCHARACK Ox16 #define SMT-GETSRACK 0x17
I* * Tipos Usados en el sistema. *I
#define BYTE unsigned char #define WORD unsigned
/* SMPPUTCHAR, CHAR, O *I I* SMP-GETCHAR, O, O *I I* SMP-PUTSTR, SIZE, O *I I* SMP-GETSTR, O, O *I I* SMP-STATUS, HSTATUS, LSTATUS *I I* SMP-ERROR, HERR, LERR *I I* SMPPROGEND, O, O *I I* SMP-PRNEMU, HSIZEFILE, LSIZEFILE *I
I* SMT LOADFILE, HFILESIZE, LFILESIZE */
I* SMT-KILLPROC, IDPROC, O *I I* SMT-GETSTATUS , O, O *I I* SMT-ACK, O, O *I I* SMT-RUN , IDPROC, O *I I* SMT-GETCHARACK, CHAR, O *I I* SMTGETS, SIZE, O *I
/* SMT~LOADPROG, HFILESIZE, LFILESIZE *I
/* * Buffer del sistema. *I
#define SIZEBUF'F Ox200
/*****I Constantes del Spooler de Impresión. */
#define M C O L A OxOF #define Arch1 0x06 16 #define Arch0 0x06 18 #define FIN 0x06 1 A #define Status ox00 #define InicLptx oxo 1 #define Printer 0x02
I* * Transmisión, Recepción * I
#define RECEPCION Ox061B #define ACK OxOF #define EOF OxOFF
/ x * * * * * * * * * * * * Definición de Prototipos*/ extern void outbyte(W0RD port, BYTE byte); extern void outword(W0RD port, WORD word); extern BYTE inbyte(W0RD port); extern void EOI(void); extern void disable(void); extern void enable(void); extern int delay(int count); extern void setRegs( void); extern void ejecuta(void);
void EnableCard(void); void interrupt capdat(void); void EnableTmrl(void); void interrupt printChar(void); void outi(BYTE byte); void MandaMensaje(BYTE MSG-ID, BYTE HParam, BYTE LParam); void EnableLptx(void); void OutChar(BYTE caracter);
BYTE Status(void); BYTE daFrente(void); BYTE getByteOn(void); #endif/* -DEFS188-H * I
Archivo: vars188.h . Se definen las constantes del sistema, como las direcciones de memoria (En la Tarjeta) donde se cargarán los archivos (programas), transmitidos a la misma por vía Slot. Se hace referencia a al archivo Desf188.h.
#include <defs188.h> /********I Definicion de las Direcciones de Ejecución de Programas, Cargados por vía Slot*/
BYTE far *DirCargaProg = (BYTE far *)LOAD_ADDRESS; /* 02c0:0000 *I BYTE far *DirCargaArch = (BYTE far *)Ox12COOOOO; /* 12c0:0000 */ BYTE far *DirSpooler = (BYTE far *)Ox12COOOOO; I* 12c0:0000 */ WORD TamArchivo; WORD TAM;
I * * * * * X * * * * * * * X * * Tabla de codificacion a 7 segmentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I BYTE Tabla[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x67,0x77
,Ox7f,Ox39,Ox3f,Ox79,Ox69}; /* Para la salida al Dsiplay de 7 segmentos*/
I* * * * * * * * * * * * * **Variables Globales del Buffer del Sistema * * * * * * * * * * I BYTE Buffer[SIZEBUFF]; I* Buffer del Sistema */ WORD Frente; WORD Cola.
I * ************* Estructura para Instalar El Vector de Interrupciones* * * * * * * * * * I typedef struct {
int *p; 1 D E ;
Archivo: defs188.c. Contiene las funciones en el lenguaje C. Se tienen dos Subrutinas de Atención de Interrupción (ISR): Una para atender las interrupciones del Slot de la PC (datos enviados hacia la tarjeta) y otra para atender las interrupciones del Timer 1, que se programa para sincronizar los envíos de datos hacia la impresora, checando previamente su Status (si está lista o no para recibir el siguiente caracter).
Programa:
#include <defs188.h> #include <vars188.h>
/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Enablecard : Habilita la tarjeta para establecer la comunicación */
void EnableCard(void) { I* con la PC. *I
DIR far *ptr=(DIR far *)Ox34; DIR far *CS=(DIR far *)Ox36; ptr->p=(int *)capdat; CS->p=(int *)Ox40; outword(OxFF3A, 3); /* INTl Vector Interno */ Frente=Cola=O; enable();
1 /** * * * * * * * * * * * * * * * * * * EnableTmrl : Habilita el timer 1 para disparar el spooler */ void EnableTmrl (void) {
DIR far *ptr=(DIR far *)Ox48; DIR far *CS=(DIR far *)Ox4A; ptr->p=(int *)printchar; CS->p=(int *)Ox40; outword(OxFFSA, OxFF); outword(OxFFSE, OxEOO1); outword(OxFF32,7); /* Habilita interrupción de tmr, con la mas baja prior. */ enable();
1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . capdat : Rutina de atención a interrupción para la interfaz *I
void interrupt capdat(void) { BYTE codigo; /* no inicializar ninguna variable antes */ setRegs(); /* antes de llamar a setRegs() */ codigo=inbyte(PSlot); Buffer[Cola]=codigo; Cola++; Cola&=OxlFF; E W ;
1 I * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * printchar : Rutina de atención a interrupción para el timer 1 */ void interrupt printChar(void) { BYTE caracter; /* No inicializar ninguna variable antes */ setRegs(); /* antes de llamar a setRegs() */ if(Status()==4) {
if(TamArchiv0) { caracter=*DirSpooler; outi(caracter); /* Mensaje de impresión en condiciones normales*/ OutChar(caracter); DirSpoolertt; TamArchivo";
1 else { if(SpoolCola!=SpoolFrente) { TamArchivo=SpoolBuffer[SpoolFrente]; SpoolFrentet+,
SpoolFrente&=OxF; 3
else { outbyte(OxFFSE, 0x6001); /* Deshabilita timer y manda mensaje a la PC de fin de emulación */ MandaMensaje(SMF'-PROGEND, O, O); outbyte(PDISPL,OX02); /* Mensaje de Deshabilitación del Timer*/
3 I
I E o n
3 I* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * daFrente: Regresa el frente del buffer. BYTE daFrente(void) {
BYTE info; info = Buffer[Frente]; Frente++; Frente&=Oxl FF; return info;
*I
I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . getByteOn: Regresa el frente del buffer, esperando si esta vacio *I
BYTE getByteOn (void) { while(Frente==Cola) outbyte(PDISPL, 0x80); outbyte(PDISPL, 0x00); return daFrente();
*I *I
3 I ~ * ~ * * ~ * * x I ~ * * * * * * ~ * * outi : Transfiere a la PC un byte, generando una interrupción *I void outi(BYTE byte) {
outbyte(PSlot, byte); outbyte(CTL-8255, 0 s ) ; delay(0xF); outbyte( CTL-82 5 5 , 0 s ) ;
3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MandaMensaje : Formato del mensaje a la PC: I* MSG-ID, HParam, LParam void MandaMensaje(BYTE MSG-ID, BYTE HParam, BYTE LParam) {
delay(0xFFF); outi(MSG-ID); delay(0xFFF); outi(HParam); delay(0xFFF); outi(LParam);
I /*****1****1******1** Habilita al puerto de impresora, inicializando al 8255 en modo adecuado*/ I* strobe=l(No hay caracteres en el buffer e init=O(inicializar) *I void EnableLptx(void){
outbyte(CTL_8255,OX94); /* manda incic. de 8255 modo O y modo 1 */ outbyte(CTL_8255,0~09); /*manda strobe'=l*/ outbyte(CTL-8255, OxOA); /* manda Init'=O */
3 / * * ~ * * f * ~ * * * * * * * * * * * *
void OutChar(BYTE caracter){ Saca un caracter del archivo actual al puerto de la impresora */
outbyte(B-8255, caracter); /* manda un caracter a imprimir por el puerto B*/ outbyte(CTL_8255,0~08); /* Strobe'=O le indica a la impresora que hay un caracter y que lo tome*/ delay(OxFF), outbyte(CTL-8255,0~09); /* Strobe'=l indica que no hay caracteres en el buffer*/
I
I* los 4 bits mas altos y el primer bit(bit de error "I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
BYTE Status(void){
Checa el estado de impresión en el puerto A(8255) enmascarando *I
BYTE Cstat=O; Cstat=inbyte(A-S255); Cstat&=OxOE; return(Cstat);
/* OE=00001110: */
e
Después de definir los archivos include (desfl88.h, vars188.h) y lib (cOs.obj, cs.lib), se define el programa del spooler de impresión, en donde se establece el protocolo de comunicación entre la tarjeta y la impresora. Cabe mencionar que el módulo que se presenta corresponde al rnanejador de servicios de la tarjeta. Este módulo se presenta en dos archivos: archivo s0188.c y desf188.c
Archivo: s0188.c. Contiene las rutinas principales que interpretan los mensajes de la PC por vía Slot y le indican que ejecución hacer. Básicamente se presentan tres tareas a realizar:
1) Cargar un archivo ( o varios) en memoria para la impresión (Spooler de impresión)
2) Ejecutar un proceso ( Archivo .EXE) para la tarjeta. El proceso se compila y liga (generando un ejecutable) desde la PC y se envía por el Slot. Este archivo, debe contener código que pueda ejecutarse en la tarjeta, esto es, debe de aprovechar las características que ofrece a tarjeta, y no contener código con direcciones de puertos o dispositivos que no están disponibles.
3) Enviar mensajes a la PC. Mediante esto, se pueden enviar avisos al usuario por el monitor de la PC.
Programa:
#include <defs188.h> extern WORD Frente; extern WORD Cola; extern BYTE far *DirCargaF'rog; /* 02CO:OOOO */ extern BYTE far *DirCargaArch; /* 12CO:OOOO */ extern BYTE far *DirSpooler; /* 12c0:0000 */ extern WORD TamArchivo; extern WORD TAM; extern WORD SpoolBuffer[]; extern WORD SpoolCola; extern WORD SpoolFrente;
/* Spooler de Impresión. hace la comunicación con la impresora y si esta está lista envía el caracter a imprimir*/ void Spooler( void) {
int i; /* Calcula el tamaño del archivo a imprimir*/ TAM=OxFFOO&(((unsigned)getByteOn())<<8); TAMI=(unsigned)getByteOn();
/* transfiere todo el archivo al buffer de impresion*/ for(i=O; iGAM; i++)
*(DirCargaArch+i)=getByteOn(); SpoolBuffer[SpoolCola]=TAM; SpoolCola++; SpoolCola&=OxF; DirCargaArch+=TAM;
MandaMensaje(SMP-PRNEMU, (BYTE)((TAM&OxFFOO)>>S), (BYTE)(TAM&OxFF)); EnableTmrlO;
/*MODO de emulacion de impresion*/
1 /* Carga un programa para su ejecución. Este programa es enviado desde el Slot de la PC. void LoadProgram(void) {
int i; TAM=OxFFOO&(((unsigned)getByteOn())<<8); TAMI=(unsigned)getByteOn(); for(i=O; i<ThM; i++)
delay(0xFFFF); outbyte(P-DISPL, 0x76); /* Muestra una ' H */ delay(0xFFFF); ejecuta();
*(DirCargaProg+i)=getByteOn();
1 /* Interpreta los mensajes de la PC enviados hacia el Slot*/ void DespachaMsg(void) 1 BYTE msg;
msg = getByteOn(); switch(msg) { case SMTLOADPROG : /* Carga un programa para ejecución */
LoadProgram(); break;
Spooler(); break;
case SMT-LOADFILE : /* Carga un archivo para imprimir */
case SMT-GETSTATUS: getByteOn0; getByteOn0; MandaMensaje(SMP-STATUS, OxOF, O x F O ) ;
break; } 1 void main() { SpoolCola=SpoolFrente=O; Enablecardo; /* Inicializa las interrupciones del Slot*/ EnableLptxO; /* Inicializa el puerto paralelo */ while( 1 ) (
1 DespachaMsgO;
I
Digitalizador de Imagenes.
Introducción.
La digitalización de imágenes es posible sobre un monitor de computadora. Las
imágenes producidas por éste y la forma en que son colocadas en un televisor es similar.
Una imagen es una formación ordenada de areas pequeñas obscuras y luminosas.
Cada área pequeña de luz o sombra es un elemento o detalle de imagen. Todos los elementos
en conjunto contienen la información visual de la imagen; similarmente en la memoria de video
de una computadora la imagen es igualmente almacenada punto por punto en registros
dedicados para éste propósito y el conjunto total conforma la imagen almacenada en la
memoria.
Para poder capturar y después digitalizar una imagen, primero se tiene que obtener de
la señal compuesta de video la información correspondiente a la imagen, haciendo una similitud
en la forma en que se realiza en un receptor de televisión. La forma de obtener la información
es por medio de la separación de la señal de imagen de las de sincronización y borrado que se
encuentran incluidas en la señal de video compuesta.
La señal de video compuesta es la forma más común en la que se encuentra modulada
una imagen, esta se puede encontrar como salida de una cámara o de una reproductora de
video (típicamente la salida tipo RCA de video); también es la señal que se separa dentro de un
receptor de televisión en la etapa final de preamplificación de video y que se utiliza para formar
la imagen.
AI tener la facilidad de obtener esta etapa de decodificación, la señal que contiene la
imagen es generada de forma mas clara y tangible: por Io tanto, el proceso para preparar la
señal de imagen para su digitalización se reduce a separar la señal que contiene el nivel de
luminicencia (Y) que es con el que se puede reproducir la imagen en blanco y negro (tanto para
un monitor a color como en uno monocromático), de los pulsos de sincronización y borrado.
Otra facilidad que se aprovecha, es el procedimiento de exploración de las imágenes,
que se realiza por medio de un barrido lineal horizontal con características de entrelazado de
lineas impares y pares. Las especificaciones de la FCC(Federa1 Comunication Convention) para
la exploración de las emisiones de televisión en Estados Unidos dan las características estandar
de exploración que indica un total de 525 lineas de exploración horizontal en un cuadro
rectangular con proporción de 4:3 y una velocidad de 30 cuadros por segundo, y en cada cuadro
se tienen dos campos entrelazados (par-impar).
En la exploración entrelazada se realizan barridos lineales en posiciones impares con
direccion de arriba hacia abajo del cuadro explorado, saltando las lineas pares en un primer
tiempo; después de este ciclo de exploración vertical, se regresa al inicio de arriba y se recorre
ahora las lineas pares saltandose las impares en un segundo tiempo, realizando el barrido total
en 1/30 de segundo. De esta manera cada campo forma una imagen con un grado de definición
menor, pero conteniendo una exploración de toda la imagen. As¡ que, al tomar un solo campo
de la imagen para ser digitalizada es posible obtener un cuadro de menor calidad a la original
pero lo suficientemente nítida para poder ser apreciada visualmente sobre un monitor.
Desarrollo
Para poder separar las señales que se utilizarán en la decodificación y digitalización de
la imagen, se tiene que conocer las características de la señal compuesta. AI decir compuesta
se entiende que la señal de video incluye diversas partes. Estas son: 1) la señal de imagen
correspondiente a la información que se desea obtener y digitalizar (luminicencia); 2) Impulsos
de sincronización, que contienen la forma de como es explorada y reproducida una imagen; y 3)
Impulsos de borrado que son señales que sirven para la reproducción de las imágenes. El
resultado que se obtiene es una señal de video llamada "compuesta". Esta señal generada en
una linea de exploración horizontal contiene informacion de color, señal de crominancia, burst,
etc.
La parte que es de interés para la digitalización de una imagen es la amplitud de la
se4al de imagen, que es una de dos secciones: El 75% inferior de la señal compuesta se utiliza
para la señal de cámara (la información de la imagen) y el 25% superior para los impulsos de
sincronización. De la sección correspondiente a la imagen las amplitudes más bajas
corresponden a las partes más blancas, mientras que las amplitudes más altas corresponden a
las más obscuras.
TRES LINEAS HORIZONTALES DE SERAL COMPUESTA
3llmpulso de bomdo
""""""- Nivel de borrado
I I 12.4% 2.4%
Circuito:
Entre los procesos que se tienen que realizar, se tiene que ajustar la información de la
imagen contenida en la señal compuesta de video a la entrada del convertidor analógico-digital,
que es el dispositivo esencial para la digitalización. AI determinar las características de entrada
del convertidor, se obtiene los niveles y amplitudes que debe tener la señal compuesta después
de ser amplificada, filtrada y separadas las señales de sincronización utilizadas para el control
de la digitalización.
El convertidor utilizado en este proyecto es el MC10319 que es un convertidor tipo
flash, analógico-digital de 8-bits y rango de velocidad de O a 25MHz; de acuerdo a sus rangos
máximos de entrada (Vi = -2v - 2v pp) se seleccionó una amplitud máxima menor o igual a 2v
pp con rango de Ov a 2v. que deberá ser entregada en las etapas de amplificación, filtrado y
separación de la señal compuesta. La selección del convertidor determinará los valores a
utilizar, el convertidor es seleccionado de acuerdo al propósito deseado.
La parte digital se realizó con tecnología TTL y la circuitería utilizada fue de la más
sencilla posible para aminorar costos, solamente se utilizaron, para el divisor de frecuencia,
chips tipo fast.
El circuito está separado en dos partes: 1) La analógica, encargada de la
amplificación, filtrado y separación de información de control a partir de la señal compuesta; 2)
Parte digital, encargada de controlar la captura y almacenar la información de la imagen
obtenida de la señal compuesta.
Parte Analógica.
La función de la parte analógica es tomar como entrada una señal compuesta,
generada por una reproductora de video en su salida tipo RCA; esta señal contiene un offset,
que es eliminado por un conjunto de resistores en una primera etapa, donde se amplifica y filtra,
después se le da una ganancia mediana. De la señal amplificada se obtienen las señales par-
impar y Burst utilizando el integrado LM1881 en una segunda etapa, que se encuentra a parte.
Hay que utilizar un divisor de voltaje para evitar la saturación en la entrada del integrado, la
configuración del LM1881 es la indicada en el manual. La salida de la primera amplificación se
utiliza en un dispositivo muestrador/retenedor (LF398) que es disparado por cada pulso Burst
proveniente de la segunda etapa, esto es, en el momento en que ocurre un pulso Burst, se
muestrea y retiene la señal compuesta de video amplificada. Finalmente tomando la señal
amplificada al principio y la salida del muestreadorhetenedor se pasan por un amplificador
diferencial que provoca a la salida una "señal compuesta de video" con las características
requeridas para la entrada del convertidor; la diferenciación es utilizada para quitar el nivel del
Burst, porque este sobrepasa la amplitud de la información de imagen; así que, a la salida se
obtiene una señal con la amplitud requerida por el convertidor. Nótese que la señal de video
compuesta es introducida de manera inversa en el circuito, así, los niveles de blanco quedan en
la parte superior de la señal y los niveles obscuros se encuentran en la parte inferior.
La parte analógica está dividida en 4 partes; 1) Etapa de acople de impedancia,
primera amplificación y filtrado; 2) Separador de pulsos de sincronización de la señal
compuesta; 3) Muestre0 y retención para fijar la señal compuesta. y 4) Fijación de nivel y
amplificación final de la señal compuesta (eliminación del offset correspondiente a los pulsos de
sincronización que acompañan a la señal compuesta). Finalmente se obtiene la señal analógica
con las características requeridas, resultado de la diferencia de la señal amplificada al principio
y el nivel de fijación del muestreador/retenedor. Esta señal final se utliliza como entrada para el
convertidor analógico-digital, y asi, obtener la digitalización de la imagen.
1) Etapa de acople de impedancia, primera amplificación y filtrado. Se tiene un
conjunto de resistencias y jumpers para acoplar la impedancia de la fuente de la señal de video
compuesto (la impedancia puede ser de 75 o 500 Ohms). Los jumpers 1 y 2 determinarán la
impedancia soportada según su posición (abierto o cerrado) que dependera de la fuente de la
señal compuesta (videograbadora, cámaras de video, reproductoras, etc.; regularmente los
jumpers se encuentran cerrados). También se amplifica y filtra el ruido por medio de un
amplificador operacional, en este caso se utiliza un LF353 que tiene las características de bajo
consumo de energía, un ancho de banda de 4" (suficiente para cubrir el margen de la señal
de video compuesto, y desechar las señales de alta frecuencia de la información de color) y
soporte de offset de señal (generalmente contenida en la señal de video compuesta). A la salida
se obtiene una señal con la mayor parte del offset eliminado, y ajustando una amplitud de salida
menor o igual a 2v pp (los valores de los elementos utilizados están indicados en el diagrama de
la figura 1); En esta etapa contiene aun pulsos de sincronía. Los Jumpers 3 y 4 son para hacer
modificaciones al ancho de banda del filtrado (regularmente abiertos). A parte de realizar ajustes
en el límite del filtro para que las señales de color no afecten, en lo general no tienen efectos
trascendentes. (Figura 1)
2) Separador de pulsos de sincronización de la señal compuesta. Esta etapa es
fácilmente superada con el uso de un separador de sincronía de video (el circuito integrado
LM1881 Video Sync Separator) y gracias a las características de entrada y salida del mismo.
Este circuito fue diseñado especialmente para la separación de pulsos de información
de sincronía en los diferentes sistemas de señales de video como NTSC, PAL, SECAM y
sistemas no estandar. El circuito recibe por entrada una señal de video compuesta con una
amplitud de 0 . 5 ~ a 2v pp. Como salida se obtiene: sincronía compuesta, sincronía vertical,
salida par-impar de imagen y salida Burst. Gracias a la flexibilidad en el voltaje de alimentación
(5v a 12v) se puede polarizar con el mínimo y as¡ obtener salidas tipo TTL, que serán utilizadas
en la parte digital.
La forma en que se utiliza el circuito es igual al del diagrama de conexión básico, que
puede encontrarse en el manual correspondiente al integrado (LM1881 en el manual de
dispositivos lineales); las salidas que se utilizan son: la salida par-impar de imagen, que será la
que de el disparo para la captura de una imagen (impar), y la salida Burst que genera el disparo
para el reloj digital de muestre0 y para el amplificador muestreador/retenedor de nivel (el pulso
que se utiliza es el negativo o el inverso a la salida del LM1881).
La señal de entrada se toma de la primera amplificación, y para evitar sobrecarga en
el circuito, se divide la amplitud de la señal compuesta de video a menos de la mitad con un
divisor de voltaje. Las dos salidas utilizadas son invertidas, para trabajar con la parte impar de la
imagen; estos pulsos identifican cuando comienza y termina un cuadro y linea de imagen. La
conexión es la básica (con los valores que muestra el manual, ver Fig. 2).
3) Muestre0 y retención para fijar la señal compuesta. El muestreo y retención de la
señal se produce mediante el circuito integrado LM398 que es un amplificador muestreador-
retenedor (sample-hold amplifier). Este circuito muestrea y retiene la señal compuesta de video,
cuando ocurre un disparo generado por cada pulsos del Burst (invertido); Esto sucede cuando se
presentan los pulsos de borrado y Burst en la señal compuesta de video. Como resultado se
genera un nivel de voltaje igual al valor de la señal compuesta en el momento que ocurre el
disparo del Burst; este nivel se utiliza para eliminar la parte de la señal que afecta la amplitud
final para la digitalización de la información.
La conexión del integrado es la típica, con los valores indicados en el diagrama, el
muestreo y la retención de la señal es activada con la compuerta de disparo (pin 8) y genera la
captura de una muestra de la señal compuesta y la retiene hasta que se genere otro disparo. A
la salida se le adiciona un seguidor de voltaje para que no existan pérdidas por el acoplamiento
con la siguiente etapa (el seguidor se construye con el integrado LF353, ver Fig. 3).
4) Fijación de nivel y amplificacion final, de la señal compuesta. Esta última etapa
analógica entrega la señal compuesta con las características necesarias para ser acoplado al
convertidor analógico-digital. Un amplificador diferencial se utiliza para obtener el resultado de
la diferencia entre la señal amplificada y filtrada en la primera parte analógica y la salida del
amplificador muestreador-retenedor. Como salida final, sólo queda la parte que contiene la
información de la imagen teniendo los límites de nivel de voltaje que soporta el convertidor. Se
utiliza un diodo rectificador y un seguidor de voltaje para evitar la caida de la señal y que no
existan saturaciones.
La conexión tiene dos resistencias que determinan la amplificación de cada señal de
entrada al amplificador diferencial (Ra y Rb). Para obtener aproximada al nivel requerido para el
convertidor (en este caso se busca un voltaje menor o igual a 2v pp), la resistencia Ra controla
esta amplitud; con la recistencia Rb se puede fijar el nivel inferior de voltaje (en el circuito se
busca un nivel igual a O). Regularmente sólo es necesario modificar el nivel superior, en este
caso con Ra. (Ver Fig. 4).
Parte Digital.
La parte digital controla la captura de la imagen previamente muestreada, almacena
los datos provenientes del convertidor analógico digital en una memoria temporal, proveé el
estado actual de la tarjeta al usuario, y comunica al usuario con la tarjeta. La parte digital se
puede dividir en cinco subsistemas interactivos: 1) Generador de pulsos de reloj, 2) Control
principal de la tarjeta, 3) Generador de direcciones, 4) Subsistema de memoria y 5) Convertidor
Analógico-Digital.
1) Generador de Pulsos de Reloj. El reloj esta formado por el cristal, por dos
compuestas NAND y por un conjunto de resistencias y capacitores que funcionan como
estabilizadores de la frecuencia del mismo; hay que notar que el reloj es habilitado por un flip-
flop que, a su vez está siendo disparado por el Burst proveniente de la señal compuesta de
video y está siendo reestablecido por los contadores cuando se llega a la cuenta de 100H o 256;
esto es con el fin de que, cada vez que se acabe de muestrear una linea 256 veces el reloj se
detiene y no vuelve a ser habilitado sino hasta la siguiente linea, es decir, cuando el Burst
dispara al flip-flop. El reloj genera una frecuencia de 20 MHz, luego es pasado a través de un
divisor de frecuencia entre 4 resultando una frecuencia de 5MHz (ver diagrama).
2) Control Principal de la Tarjeta. Esta etapa se compone de los dos flip-flops y las
dos compuertas NAND. La salida del reloj (A 5 MHz) llega a las compuertas NAND que
funcionan como habilitadoras del reloj para el sistema, es decir, el reloj no está conectado
directamente a los subsistemas que requieren el pulso del reloj. Estas compuertas tienen la
función de dejar pasar la señal de reloj dadas ciertas condiciones: como se puede ver en el
diagrama la primera compuerta NAND toma sus entradas del reloj y del flip-flop de terminación
de digitalización; este flip-flop lo dispara, a su vez, el flip-flop de control de digitalización, que
está totalmente a cargo de indicar cuando se quiere empezar la digitalización. El flip-flop de
control de digitalización es disparado por las señales de control que provienen del byte de
control, el programador es responsable tanto de generar el pulso de disparo como el de reloj
para el flip-flop; cabe decir que el diseño se puede mejorar si hacemos desaparecer este flip-flop
y a través de software encargarnos de indicar la inicialización de digitalización, solo se tendría
que pasar la señal de disparo del flip-flop de control a la entrada de disparo del flip-flop de
terminación de digitalización. El reestablecimiento de estos flip-flops lo realiza el último contador
cuando se alcanza la cuenta máxima y la digitalización está lista y la memoria llena.
Suponiendo que el flip-flop de control está habilitado, el flip-flop de terminación será activado
(puesto en "H") cuando la señal par-impar proveniente del LM1881 cambie de "L" a "H" (ya que
hay un negador entre el LM1881 y éI, esta señal viene invertida). La función de los flip-flops es
la de sólo habilitar a la primera compuerta NAND cuando la señal par-impar sea impar,
asegurando asi, la digitalización de sólo un campo. la salida de la primera compuerta NAND va
directamente a la entrada de reloj del convertidor analógico-digital y al pin de escritura de las
memorias. Asi, las memorias y el ADC están funcionando cuando se está llevando un barrido de
campo (en este caso impar). La segunda compuerta NAND toma su entrada de la primera
compuerta NAND y de la señal de control proveniente del byte de control, así que, aunque la
primera compuerta esté habilitando al ADC y las memorias, los contadores no correrán hasta
que la entrada de control que habilita a la segunda compuerta NAND sea puesta en "H";
además, una vez terminada la digitalización, es a través de este flip-flop que generamos los
pulsos de reloj para los contadores, es decir, la segunda compuerta NAND cumple con dos
funciones, la de iniciar a los contadores y posteriormente la de generar el pulso de reloj de los
contadores.
Resumiendo, se tienen tres señales de control para el sistema; dos para el flip-flop de
control y otra para el reloj de los contadores, pudiendose mejorar el diseño y sólo utilizar dos de
estas tres señales.
3) Generador de Direcciones. Los contadores están configurados para contar desde
OOOOH hasta FFFFH (65536 eventos). La entrada de reestablecimiento de los contadores está
conectada a la última señal de control que pone en OOOOH a los contadores para empezar la
digitalización, y los contadores sirven como generadores de dirección para las memorias.
4) Subsistema de Memoria. El bus de direcciones de las memorias está conectado a
los contadores y se utliliza el pin de "chip enable" (habilitador de chip) y un negador para
generar la última linea de dirección (ver diagrama). el pin de "output enable" (habilitación de
salida) de las memorias está conectado a la salida del flip-flop de control; así, cuando el sistema
esté digitalizando, las memorias estarán habilitadas para recibir los datos provenientes del ADC,
y cuando se acabe de digitalizar, las memorias estarán listas para ser leidas.
5) Convertidor Analógico-Digital. El convertidor analógico-digital es habilitado por el
flip-flop de control. El pin de habilitación del ADC está conectado a la salida del flip-flop,
permitiendo que el ADC esté activo al momento de llevarse la digitalización, y al bajar el flip-flop
de "H" a "L" (al terminar el ciclo de digitalización), el ADC se pone en tercer estado, permitiendo
asi la lectura de las memorias sin que haya contingencia de bus. Para determinar los rangos de
entrada de voltaje a ser digitalizados se polariza al ADC entre los rangos deseados; en este
caso, para la señal a ser muestrada, se requeria un rango de O a 2 volts, para lo cual se utilizó al
LM317 que es un regulador ajustable poniendolo a 2 volts, y la otra referencia a tierra. (Ver
diagrama).
Los puertos de salida, tanto el de datos como el de señales de estado del sistema son
mapeados a través de lógica combinacional y habilitados por medio de buffers de tres estados.
( Lógica previamente detallada en la sección de Arquitectura de del proyecto).
La lógica de direcciones para los puertos utilizados está integrada a la tarjeta principal.
De ella se obtienen dos direcciones de puerto:
PTO-IN =OXNC; Puerto de lectura de señales de control. PTO-OUT = O X ~ I C ; Puerto de escritura de señales de control. PTO_DATA=Ox31A; Puerto de lectura de datos.
El digitalizador está planeado de tal manera que se pueda conectar con cualquier tipo
de rnicroprocesador o microcontrolador, aun con la PC. Este modelo se hizo así para que se
tenga un acceso a éI mediante dos puertos, ambos con un byte de ancho. Estos puertos se
utilizan, uno para adquisición de datos y otro para el control de rnuestreo; los comandos que
puede realizar el control son: disparo de captura de nueva imagen, inicializacion del circuito,
comandos de lectura de memoria (lectura de imagen almacenada), etc.
Se puede reducir a un puerto si se reduce la definición en los datos de imagen
reduciendo los bit's de datos, y agregando los de control al mismo puerto.
Programación de la tarjeta. La programación de la tarjeta se hizo completamente en
lenguaje IC', aunque el compilador utilizado fue Turbo C++, asi que, el programa tiene algunas
características de C++. Para controlar la tarjeta, como ya se mencionó, se cuentan con cuatro
bits de entrada para el control y cuatro bits de salida para monitorear el estado de la tarjeta. A
continuación veremos el funcionamiento de estos bits.
Los bits de entrada (a la tarjeta):
IO: Clock/Stop
11: Enable
12: Clock-enable
13: Reset
El bit de Reset (13) lo Único que hace es reestablecer a los contadores en OOOOH que
actuan como un generador de direcciones para la memoria junto con el reloj (mas detalles
abajo). Los bit's de Enable (11) y Clock-enable (12) son los más importantes ya que son los que
dan la condición para que empieze la digitalición, cuando el bit Enable esta habilitado. El bit
ClocWStop detiene al reloj y genera los pulsos de reloj una vez terminada la digitalización.
Los bits de salida (de la tarjeta):
00 : EOD (End Of Digitalitation)
O1 : Overflow
02: Burst
03 : Odd/Even
El bit 0 3 muestra el campo impar/par, esto con el fin de que, si está presente este bit
(es decir, si presenta cambios de "H" "L" "H"), quiere decir que la señal de video está presente
en la entrada y además está corriendo; también tiene un propósito similar el bit 0 2 (Burst), ya
que si no está presente indica que no hay video. El bit Overflow (01) nos indica cuando la
entrada al ADC está sobrepasando los límites esperados, requiriendo un ajuste, ya sea en el
LM317 o bien a la ganacia de la parte analógica. El bit EOD indica cuando se ha acabado de
digitalizar una imagen.
A continuación se presenta un programa mostrando la utilización de las palabras de
control y su secuencia para digitalizar imágenes:
Ejemplo de la utilización de los comandos de programación y de las palabras de respuesta del digitalizador.
#include <graphics.h> #include <dos.h> #include <stdio.h> #include <conio.h> #include <bios.h>
/*
constantes utilizadas dentro del programa: (comandos de control) Reset Clock-enable Enable Clock/Stop Significado
...............................................................................................
O O O O 0x0: CUENTA-1 O O O 1 0x1 : CUENTA-2, ARRANCA-1 1 O O O 0x8: BORRAR 1 O 1 O O x A : INICIA-1 1 1 O O OxC: ARRANCA-2 1 1 1 O OxE: INICIA-2 ................................................................................................ */
const PTO-IN =Ox31 C; const PTO-OUT =Ox31 C; const PTO_DATA=Ox31 A; const INICIA-1 = O x A ;
const INICIA-2 =OxE;
const ARRANCA-1 =Ox1 ; const ARRANCA-2 =OxC;
const BORRAR =Ox8; const CUENTA-1 =Ox1 ; const CUENTA-2 =OXO;
/*puerto de lectura de senales de control*/ /*puerto de escritura de senales de control*/ /*puerto de solo lectura de datos*/ /*reestablece contadores, y hace primer ciclo de habilitación*/ /*del flip-flop de control, teniendo la entrada de éste flip-flop*/ /*habilitada*/ /*los contadores siguen reestablecidos y hace el segundo ciclo*/
/*del flip-flop de control, teniendo para al reloj (Clock/Stop=O) */ /*habilita al reloj (Clock/Stop=l), deja correr a los contadores */ /*segunda parte de arranca. introduce un O al flip-flop*/
/*reestablece a los contadores */ /*primer ciclo de generación de pulsos de reloj, para leer la RAM /*segundo ciclo de generación de pulso de reloj */
/*de control*/
int x, y;
/*guarda el modo texto, y prepara para inicializar el modo grafito*/ int slmagen(void)
int gdriver = CGA/*DETECT*/, gmode = CGACI, errorcode; initgraph( &gdriver, &gmode, "" ); errorcode = graphresulto; if( errorcode != grOk) return -1; return O;
{
1; /*recupera el modo texto antes guardado en buff*/ void rlmagen(void)
closegrapho; {
1
/*regresa un valor diferente de cero si hay alguna anomalía al iniciar la tarjeta */
int Verifica-Tarjeta(void) { unsigned char dato,aux; int i ;
for (¡=O; i<5;i++) /*checa la senal de burst para comprobación*/ { /*de existencia de tarjeta y funcionamiento correcto*/ int cont=O; dato=inportb(PTO-IN) & 0x4; while (1)
{ aux=inportb(PTO-IN) & 0x4; if (aux!=dato)
break; cont++; if (cont>5000)
I return(-I); /*error: tarjeta no instalada o video no listo*/
1
{ /*que el video este corriendo*/ for (¡=O; i<5;i++) /*checa la sena1 odd/even para verificar*/
int cont=O; dato=inportb(PTO-IN) & 0x8; while (1)
{ aux=inportb(PTO-IN) & 0x8; if (aux!=dato)
break; cont++; if (cont>5000)
I return(-2); /*error: video en pausa*/
1
{ /*sobrecarga de la senal de video*/ for (¡=O; i<5;i++) /*checa la senal de overflow del ADC que indica*/
int j=1; int cont=O; dato=inportb(PTO-IN) & 0x2; while (1)
{ aux=inportb(PTO-IN) & 0x2; if (aux!=dato)
{ j=-I ; break;
I cont++; if (cont>5000)
{ j=1; break;
1 1
if (i>=4 && j==-1) return (-3); /*error: aviso de sobrecarga de serial*/
1
return(0); 1
/*todo esta correcto:*/
/*inicializa la tarjeta e inicia digitalización */ void Digitalizao
{ unsigned char dato=l; outportb(PT0-OUT,BORRAR); outportb(PT0-OUT,INIClA-I); outportb(PTO-OUT,INIClA-2); outportb(PT0-OUT,ARRANCA-I); outportb(PTO-OUT,ARRANCA-2); while (1)
{ dato=inportb(PTO-IN); if ((dato&l)==O)
break; 1
1
/*grafica un cuadro de 256x256 y comensando en x,y obtenido del puerto*/ void Despliega(void)
int z; outportb(Ox31 c,Ox5); outportb(Ox31 c,Ox4); z=inportb(PTO-DATA)/64; switch (z)
{
{ case 3: putpixel(x,y,Ox3); /* OxF*/
case 2: putpixel(x,y,Oxl); /* Ox7*/
case 1 : putpixel(x,y,Ox2); /* OX8*/
case O: putpixel(x,y,OxO); /* OXO*/
1
break;
break;
break;
break;
x++; if(x==256) { x=O; y++; }
1 void main0
int c, cdato=l; char valor;
{
x=o; y=o; clrscro; c = Verifica-Tarjeta();
gotoxy(l ,I); printf("e1 valor de Verifica-Targeta es: %d\n",c);
while(cdato>=O) { gotoxy(1,4);
gotoxy(21,4); printf("dat0 al puerto 31C: ' 7 ;
scanf("%x",&cdato); if(cdato>=O) { outportb(PT0-OUT,cdato); printf("\n");
cdato=inportb(PTO-IN);
printf("dat0 del puerto 31 C: %x\n",cdato); gotoxy(l,5);
cdato=inportb(PTO-DATA);
printf("dat0 del puerto 31A: %x\n",cdato); printf("\n");
gotoxy(l,6);
I I
gotoxy(l,8); printfydesea dibujar n:para no, cualquier otra letra para si: 'I);
valor=getchO; if(valor!='n') { slmageno; Digitalizao; while ((inportb(Ox31 c)&Ox8)!=Ox8); outportb(Ox31 c,OxO); outportb(Ox31 c,Ox8); outportb(Ox31 c,Oxa); outportb(Ox31 c,Oxe); outportb(Ox31 c,Ox6); outportb(Ox31 c,Ox5); getcho; outportb(Ox31 c,Ox8); outportb(0x31c,0xc); while(!bioskey(l)) Despliega(); rlmageno;
I I
+ o r a H H
/m
-J P
o m h)
r
t
"
rt o
I I
I
-4 P
m w N
r -4 o m O N
r
-4 P
1
m o I- o) oa
I I L
J
kLLd N310- . JP < m bl N
-.I P
m bl N
r
T
I I I I
L t
I U
m
n i n
I- t !
Yo
+ n 3 6
T
td
F a
I- m 9. 3
m c I-
D 1 U
H I H
r
O c
I H CI
O D H
o Z P
I H r "I m D U o
1 I-
1
L-
I- O x
" Z
P c P m
I- x
F
I) 1 U Í H I H
H o Z I
Z I)
H
r
I H c
H o Z
I H G l r
P
U m
Z H .= m Í
............... 1 .............. ... .."."...",
..............................................................................
M " , , ,
I L
t i OdNIOUUIUh 00000000
L
L
I L -?+ L 1
4 3 N
, .................................. , I
r
> m
I 1 I I
IL
3
O
I I
UNIVERSIDAD A UTONOM METROPOLITANA
Unidad Iztapalapa
ING. ELECTR~NICA EN COMPUTACI~N
REPORTE DEL PROYECTO TERMINAL:
DIGITALIZADOR DE IMÁGENES Y SPOOLER DE IMPRESI~N POR VÍA SLOT
Autorizó:
.A
Asesor:
//' ' Profesor de tiempo completo. U.A.M. Unidad Iztapalapa.
FIRMA:
UNIVERSIDAD A UTONOM METROPOLITANA
Unidad Iztapalapa
ING. ELECTR~NICA EN COMPUTACI~N
REPORTE DEL PROYECTO TERMINAL:
DIGITALIZADOR DE IMÁGENES Y SPOOLER DE IMPRESI~N POR V ~ A SLOT
Autorizó:
Asesor:
M. c. AGUSTÍN s u m z HERNÁNDEZ.
Profesor de tiempo completo. U.A.M. Unidad Iztapalapa.