基于CH375接口电路的LPT-USB打印机驱动器的设计与实现

1 引言

本课题来源于北京普析通用公司。 由于该公司现有光谱仪器的单机版（如1810和t6等）采用的是并行口打印技术，而随着usb打印机技术的逐渐普及，并行口打印机越来越少，有些用户原有的打印机只是usb接口而非并行口，因此现有仪器对打印机的支持不能适应用户需要。为了使该公司的并行口仪器直接和usb打印机相连，笔者设计了一种lpt-usb打印机驱动器，实现并口仪器与usb打印机的连接。

笔者利用单片机和usb总线接口器件实现lpt-usb打印机驱动器的设计。利用该设计将能够实现并行打印口数据在usb打印机上的直接打印，克服了有些并口仪器必须连接并口打印机才能打印的弊端，极大地方便了用户的使用。

2 ch375的特点及工作原理

2.1 ch375的特点

ch375是一个usb总线通用接口电路，支持host主机方式和slave设备方式。ch375内部集成了pll倍频器、主从usb接口sie、数据缓冲区、被动并行接口、异步串型接口、命令解释器、控制传输的协议处理器、通用的固件程序等。在本地端，ch375具有8位数据总线和读、写、片选控制线及中断输出，可以方便地挂接到单片机、dsp、mcu等控制器的系统总线上。ch375的usb主机方式支持各种常用的usb全速设备，外部单片机、dsp、mcu可以通过ch375按照相应的usb协议与usb设备通信。ch375的特点如下：

（1）全速usb-host主机接口符合usb1.1，支持动态切换主机与设备方式，外围元器件只需要1个晶体和2个电容；

（2）主机端点输入和输出缓冲区各有64字节，支持常用的12mb/s全速usb设备；

（3）支持usb设备的控制传输、批量传输、中断传输；

（4）自动检测usb设备的连接和断开，提供设备连接和断开的通知；

（5）内置控制传输的协议处理器，简化常用的控制传输；

（6）并行接口包含8位数据总线，4线控制：读选通、写选通、片选输入和中断输出；

（7）串行接口包括串行输入、串行输出和中断输出，支持通信波特率的动态调整。

（8）支持5v电源电压和3.3v电源电压。

2.2 ch375的工作原理

如图1所示，ch375通过被动并行接口电路可以方便地挂接到各种8位单片机、dsp、mcu的系统总线上，并且可以与多个外围器件共存。并口信号线包括8位双向数据总线d7-do、读选通输入rd、写选通输入wr、片选输入cs、中断输出int及地址输入线ao。ch375的rd和wr可以分别连接到单片机的读选通输出引脚和写选通输出引脚。int可以连接到单片机的中断输入引脚，中断请求是低电平有效。当cs、rd及ao都为低电平时，ch375中的数据通过d7-do输出；当cs和wr以及ao都为低电平时，d7-do上的数据被写入ch375；当cs、wr都为低电平而a1为高电平时，d7-do上的数据被作为命令码写入ch375。

3 硬件电路设计

图2所示为单片机通过ch375控制usb打印机的硬件电路。ch375通过被动并行接口电路挂接到8位单片机的系统总线上，ch375的txd引脚接地，使ch375工作于并口方式。ch375的8位双向数据总线d7-do直接与单片机的po数据口相连，rd和wr分别连接到单片机的读选通输出引脚和写选通输出引脚。片选信号cs连接到单片机的p2.6引脚，该引脚为低电平时选通ch375。int可以连接到单片机的中断输入into引脚，中断请求是低电平有效。地址输入线ao连接至单片机的p2.5引脚，当ao引脚为高电平时选择命令端口，可以写入命令，当ao引脚为低电平时选择数据断口，可以读写数据。

采用74hc245型三态双向总线驱动器作为打印机口向单片机传送并口数据的接口，其片选信号与单片机的p2.7相连，方向控制位dir与单片机的p3.4相连，当dir为高电平时，数据从a端口向b端口传送，此时单片机可以通过读取74hc245数据端口得到并口的数据，打印机状态信号busy连接至单片机的p1.5引脚，并口数据采集控制信号ctrl直接连至单片机的int1中断引脚，当int1产生中断时，单片机从并口读取数据，然后再发送至打印机进行打印。

4 软件设计

4.1 软件流程

软件流程如图3所示。该软件用c语言编程，通信过程主要包括初始化和并口数据的采集。

并口数据的采集是通过中断方式进行的。采集数据的控制信号ctrl连接至单片机的中断int1引脚，通过不断检测int1的状态进行并口数据的采集。当打印机不忙（busy=0）时，如果产生int1中断，则从74hc245的数据断口读出并口数据，同时将打印机忙标志busy置1（表示打印机忙），当数据已经发送至打印机打印时，则将打印机忙标志busy置0。然后重复上述步骤进行并口数据的采集及打印。

初始化过程分为单片机初始化和打印机的枚举初始化。单片机的初始化过程是直接向相应的i/0口写初始化值及设置看门狗，可调用函数watchdog_init()设置看门狗。

打印机的枚举初始化过程是很重要的，要打印采集到的并口数据首先必须成功地枚举初始化打印机。初始化usb打印机函数init_print()主要使用以下几个主要函数：

5 结束语

本文详细介绍了基于80c51型单片机和ch375型usb总线通用接口电路的lpt-usb打印机驱动器的设计及c语言实现。测试结果表明，利用该设计能够实现并口仪器数据直接经usb打印机打印，打印结果正确无误。该设计现已用于并口仪器上，并行口仪器利用该驱动器可以直接和usb打印机相连并进行打印，克服了有些并口仪器必须连接并口打印机才能打印的弊端，方便了用户。