PC并行端口作為數(shù)字I/O口的應用

三、PC并行口數(shù)字輸入/輸出

　　所謂的數(shù)字輸出就是在程序要求某一個設備的某一開關點開或關，產(chǎn)生高電位或低電位。從計算機的觀點來說，低電位就是0.7V以下(邏輯0)，而高電位是2.1V以上(邏輯1)，若電位處在0.7～2.1V時，電位的邏輯狀態(tài)是不確定的。想要通過計算機去控制外部設備，最簡單的方法就是控制數(shù)字輸出。

　　所謂的數(shù)字輸入，也就是外界的狀況被計算機用0或1的數(shù)值予以記錄下來而儲存，此0與1就代表了外界某一個設備的某一開關點開或關的兩種情形。

　　PC并行口即可以作數(shù)字輸出口，也可以作數(shù)字輸入口。其中的數(shù)據(jù)端口、控制端口都可以作為數(shù)字輸出端口，數(shù)據(jù)端口共8位，控制端口共4位，兩個端口可以組成1～12位的任意數(shù)字輸出端口;其中的狀態(tài)端口、控制端口都可以作為數(shù)字輸入端口，狀態(tài)端口共5位，控制端口共4位，兩個端口可以組成1～9位的任意數(shù)字輸入端口。本文給出了并行端口3種寄存器的讀寫方法，如下圖所示：

　　四、PC并行口數(shù)字輸入/輸出的VC實現(xiàn)

　　由于Windows對系統(tǒng)底層操作采取了屏蔽的策略，因而對用戶而言，系統(tǒng)變得更為安全，但這卻給眾多的硬件或者系統(tǒng)軟件開發(fā)人員帶來了不小的困難，因為只要應用中涉及到底層的操作，開發(fā)人員就不得不深入到Windows的內(nèi)核去編寫屬于系統(tǒng)級的設備驅(qū)動程序。對并行口的讀寫操作就是如此，由于Windows對系統(tǒng)的保護，絕對不允許任何的直接I/O動作發(fā)生，所以必須帶上*.dll、*.sys或*.vxd文件，這些文件用來讓操作系統(tǒng)知道有一個特定的I/O可能會被調(diào)用。系統(tǒng)開機后，這些文件中的內(nèi)容就會加載到內(nèi)存中，一旦有對應的動作發(fā)生，就會引發(fā)I/O的實際動作。

　　本文只是介紹并行口作為數(shù)字I/O口的使用，不在于介紹并行I/O口驅(qū)動的編寫。故本文中直接使用由 Yariv Kaplan 編寫的 WinIo 庫，它有如下特點：WinIo 庫通過使用內(nèi)核模式下設備驅(qū)動程序和 其它一些底層編程技巧繞過 Windows 安全保護機制，允許32位 Windows 程序直接對 I/O 口進行操作。

　　支持Windows 9x、Windows NT、Windows2000、WindowsXP環(huán)境;在Windows NT/2000/XP下，允許非 Administrator 用戶應用 WinIo 應用程序;不支持中斷。

　　注意事項：使用這個類代碼時請確保不要與其它使用常規(guī) Win32 調(diào)用操作并行端口的程序發(fā)生沖突。

　　WinIo庫在VC應用程序中的使用(WinIo庫下載)

　　為了在VC中能正常使用WinIo庫,必須按以下步驟進行配置：

　　(1)：將WinIo.dll、WinIo.sys、WINIO.VXD三個文件放在程序可執(zhí)行文件所在目錄下;

　　(2)：將WinIo.lib添加到工程中,WinIo.lib及winio.h文件必須放在工程目錄下;

　　(3)：在StdAfx.h頭文件中加入#include "winio.h"語句;

　　(4)：調(diào)用InitializeWinIo函數(shù)初始化WinIo驅(qū)動庫;

　　(5)：調(diào)用讀寫IO口的GetPortVal或SetPortVal函數(shù);

　　(6)：調(diào)用ShutdownWinIo函數(shù);

　　在非管理員權(quán)限下運行，必須首先完成以下步驟：

　　(1)：將WinIo.dll、WinIo.sys、WINIO.VXD三個文件放在任一WinIo應用程序可執(zhí)行文件所在目錄下;

　　(2)：以管理員或其它具有管理員權(quán)限的用戶身份登陸;

　　(3)：調(diào)用InstallWinIoDriver函數(shù)，第一個參數(shù)設置為WinIo.sys文件所在目錄路徑，第二個參數(shù)設置為false;

　　(4)：重新啟動系統(tǒng);

　　(5)：以普通用戶身份登錄，現(xiàn)在可以調(diào)用WinIo庫函數(shù);

　　(6)：當不再需要WinIo庫時，可以再次以管理員身份或其它具有管理員權(quán)限的用戶身份登陸系統(tǒng)，調(diào)用RemoveWinIoDriver卸載該庫;

　　WinIo庫中幾個函數(shù)說明：

　　(1):初始化與終止

　　bool _stdcall InitializeWinIo();

　　void _stdcall ShutdownWinIo();

　　(2):安裝與卸載

　　bool _stdcall InstallWinIoDriver(PSTR pszWinIoDriverPath, bool IsDemandLoaded = false);

　　bool _stdcall RemoveWinIoDriver();

　　(3):讀寫I/O口

　　bool _stdcall GetPortVal(WORD wPortAddr, PDWORD pdwPortVal, BYTE bSize);

　　bool _stdcall SetPortVal(WORD wPortAddr, DWORD dwPortVal, BYTE bSize);

　　GetPortVal函數(shù)從指定端口讀取一個BYTE/WORD/DWORD類型的值;

　　wPortAddr是指定一個端口地址值;

　　pdwPortVal為指向一雙字節(jié)型變量的指針，該變量存儲從wPortAddr端口讀取的值;

　　bSize指定讀取字節(jié)數(shù)，值可以為1，2或4。

　　SetPortVal函數(shù)向指定端口寫入一個BYTE/WORD/DWORD類型的值;

　　除dwPortVal為輸入?yún)?shù)，表示待寫入外，其余個變量含義與GetPortVal相似。

　　PC并行口數(shù)字輸出的VC實現(xiàn)(示例工程下載)

　　為了測試并行口的數(shù)字輸出，可以準備12支LED發(fā)光二極管，將LED的陽極分別與數(shù)據(jù)端口引腳Pin2～Pin9和控制端口引腳Pin1、Pin14、Pin16、Pin17相連接;將LED的陰極連接在一起與并行口的歸地引腳GND相連即可。在實際控制應用中不能這樣連接，因為數(shù)據(jù)端口引腳、控制端口引腳輸出的電流非常小，只有10mA左右，必須添加 其它硬件電路。

　　(1)：數(shù)據(jù)端口數(shù)字輸出的VC實現(xiàn)

　　//獲得數(shù)據(jù)端口地址

　　WORD m_nport=(WORD)0x378;

　　//獲得要寫入數(shù)據(jù)端口的值WriteValue(數(shù)據(jù)范圍為0～255)

　　DWORD m_nValue=(DWORD)WriteValue;

　　//調(diào)用WinIo庫函數(shù)SetPortVal寫端口值

　　SetPortVal(m_nport, m_nValue, 1);//write a BYTE value to an I/O port

　　(2)：控制端口數(shù)字輸出的VC實現(xiàn)

　　//獲得控制端口地址

　　WORD m_nport=(WORD)0x37A;

　　//獲得控制端口的值,保持高位值不變，將要輸出的值從低4位輸出，且使連接器上的電位狀態(tài)與想輸出的值一致

　　DWORD temp_dwPortVal;

　　unsigned int temp_aa;

　　GetPortVal(m_nport, temp_dwPortVal, 1); //reads a BYTE value from an I/O port

　　temp_aa=(unsigned int)temp_dwPortVal;

　　temp_aa=temp_aa0x0F0; //取低8位值,將低4位置為0;高4位不變;

　　temp_aa=temp_aa^0x0B; //將低4位中C0、C1、C3置為1，C2置為0;高4位不變;

　　//獲得要寫入控制端口的值WriteValue(數(shù)據(jù)范圍為0～15)

　　unsigned int WriValue;

　　WriValue=WriteValue0x0F; //取低4位;

　　temp_aa=temp_aa^WriValue; //將寫入值的低4位中的C0、C1、C3取反，C2位不變，高4位保持端口值不變

　　SetPortVal(m_nport, (DWORD)temp_aa, 1); //寫出的值中，高4位保持端口原來的值不變，

　　//低4位是寫入什么電平，連接器上既是什么電平

　　(3)：數(shù)據(jù)端口及控制端口組合成12位數(shù)字輸出的VC實現(xiàn)

　　//獲得端口地址

　　WORD m_nportData=(WORD)0x378;

　　WORD m_nportControl=(WORD)0x37A;

　　//獲得要寫入端口的值WriteValue(數(shù)據(jù)范圍為0～4095)

　　DWORD m_nValue=(DWORD)(WriteValue0x0FF);//取低8位值

　　SetPortVal(m_nportData, m_nValue, 1);//write a BYTE value to Data port

　　DWORD temp_dwPortVal;

　　unsigned int temp_aa;

　　GetPortVal(m_nportControl, temp_dwPortVal, 1); //reads a BYTE value from an I/O port

　　temp_aa=(unsigned int)temp_dwPortVal;

　　temp_aa=temp_aa0x0F0; //取低8位值,將低4位置為0;高4位不變;

　　temp_aa=temp_aa^0x0B; //將低4位中C0、C1、C3置為1，C2置為0;高4位不變;

　　unsigned int WriValue;

　　WriValue=WriValue>>8;//取高4位值

　　temp_aa=temp_aa^WriValue; //將寫入值的低4位中的C0、C1、C3取反，C2位不變，高4位保持端口值不變

　　SetPortVal(m_nportControl, (DWORD)temp_aa, 1); //寫出的值中，高4位保持端口原來的值不變，

　　//低4位是寫入什么電平，連接器上既是什么電平