control de puerto paralelo utilizando visual basic 6.0

Transcripción

CONTROL DE PUERTO PARALELO
UTILIZANDO VISUAL BASIC 6.0
Henry A. Condori Portillo
www.henrycondori.cjb.net
[email protected]
Puno - Perú
Control de puerto paralelo utilizando Visual Basic 6.0
Versión preliminar
©
©
Henry Amiel Condori Portillo
+51 951 677461 - +51 951 898138
[email protected]
[email protected]
Con cariño para las escuelas profesionales de Ingeniería de Sistemas y
Electrónica de la Universidad Nacional del Altiplano.
La primera versión preliminar se publicó en el año 2008 en el mes de marzo.
Puno – Perú
2009
2
¡¡¡ PRECAUCION !!!
Realizar diversas conexiones de dispositivos al puerto paralelo implica el riesgo
de daños permanentes a la placa madre de la PC, tenga siempre presente que
aún los expertos cometen errores, por ello no está de más recomendarle que
tenga mucho cuidado al trabajar en el puerto paralelo. Lea el contenido total
de éste artículo y asegúrese de comprenderlo cabalmente.
Se recomiendan conocimientos intermedios o avanzados en electrónica y
programación (si trabaja mediante un software) para manipular el puerto
paralelo.
Éste
artículo
tiene
carácter
informativo,
si
bien
el
material
presentado refleja fielmente las prácticas y resultados obtenidos en mi
computadora, Yo, Henry A. Condori Portillo no asumo responsabilidad alguna
por el uso ó mal uso que se le dé a lo descrito en éste artículo.
Pero tampoco se desespere, tan sólo tiene que leerlo y comprenderlo el
contenido del material, que fue redactado con mucha sencillez y con el mayor
detalle posible.
3
El presente material denominado “Control de puerto paralelo utilizando Visual
Basic 6.0” fue desarrollado por Henry A. Condori Portillo, con fines de uso
educativo y publicado en la internet a nivel mundial y otros medios; cualquier
modificación y/o alteración, o daños que atenten contra la propiedad
intelectual del presente, serán sancionados mediante las normas que protegen
los derechos de autor.
4
PUERTO PARALELO
¿Qué es el puerto paralelo?, Tal vez esta pregunta no sea muy difícil de
responder para cualquiera que haya usado una computadora alguna vez. Es el
conector que usualmente se sitúa en la parte trasera del gabinete (mal
llamado “CPU”) de la PC, y en donde se conecta la impresora u otros
dispositivos, como escáneres y demás. Sin embargo, y en especial en
aplicaciones electrónicas, se le puede extraer mucho provecho a este medio de
comunicación entre la PC y el exterior, aprovechando con esto las grandes
prestaciones de la misma.
El puerto paralelo de una PC es ideal
para ser usado como herramienta de
control de motores, relés, LED's, etc. El
mismo posee un bus de datos de 8 bits
(Pin 2 a 9) y muchas señales de control,
algunas de salida y otras de entrada
que también pueden ser usadas
fácilmente.
El puerto paralelo de un PC posee un
conector de salida del tipo DB25
hembra el cual se muestra en la figura.
CONECTORES DB25 – PUERTO PARALELO
Existen dos tipos de conectores de puerto paralelo; la primera el DB25
Hembra el que posee agujeros y el DB25 Macho, el que posee pines, estos
pines tienen un orden definido al momento de utilizarlos, es por ello que
primero se muestran los gráficos con el orden lógico tanto para el DB25
hembra y macho, luego se muestran las apariencias y/o imágenes reales de
estos tipos de conectores.
Conectores DB25 hembra y macho y su orden de numeración
De cada uno de los pines
DB25 Hembra
DB25 Macho
(Agujeros)
(Pines)
5
Conectores DB25 hembra y macho en su forma física
DB25 Hembra
DB25 Macho
DIAGRAMA Y SEÑALES DE UN PUERTO PARALELO
El diagrama y las señales que se utilizan (para un DB25 hembra) se aprecian
en la siguiente figura.
Como podemos observar la estructura de este puerto consta de tres registros,
las cuales son:
El registro de control (Puerto de control - Pin 1, 14, 16 y 17)
Es el correspondiente al PORT 890 su dirección en el LPT1 es 0x37A, y
es de lectura/escritura, es decir, podremos enviar o recibir señales
eléctricas, según nuestras necesidades. De los 8 bits de este registro
solo se utilizan los cuatro de menor peso o sea el 0, 1, 2 y 3, con un
pequeño detalle, los bits 0, 1, y 3 están invertidos.
6
El registro de estado (Puerto de estado - Pin 10, 11, 12, 13 y 15)
Es el PORT 889 y es de solo lectura, se trata de un registro de entrada
de información de 8 bits, su dirección en el LPT1 es 0x379. por aquí
enviaremos señales eléctricas al ordenador, de este registro solo se
utilizan los cinco bits de más peso, que son el bit 3, 4, 5, 6 y 7 teniendo
en cuenta que el bit 7 funciona en modo invertido.
El registro de datos (puerto de datos - Pin 2 al 9)
Es el PORT 888 se trata de un registro de tan sólo de salida (escritura)
de 8 bits, su dirección en el LPT1 es 0x378, por este registro
enviaremos los datos al exterior de la PC, cuidado...!!!, no envíes
señales eléctricas a la PC por estos pines.
CONFIGURACIÓN DEL PUERTO PARALELO
Conector DB 25 pine
A continuación de muestra un cuadro en el cual se describe la función, estado
y polaridad activa de cada pin o patita del puerto paralelo.
Patita
E/S
Polaridad
activa
1
Salida
0
2-9
Salida
-
10
Entrada
0
11
Entrada
0
12
Entrada
1
13
Entrada
1
14
Salida
0
15
Entrada
0
16
Salida
0
17
Salida
0
18 - 25
-
-
Descripción
Strobe
Líneas de datos (bit 0/patilla 2, bit
7/patilla 9)
Línea acknowledge (activa cuando el
sistema remoto toma datos)
Línea busy (si está activa, el sistema
remoto no acepta datos)
Línea Falta de papel (si está activa,
falta papel en la impresora)
Línea Select (si está activa, la
impresora se ha seleccionado)
Línea Autofeed (si está activa, la
impresora inserta una nueva línea por
cada retorno de carro)
Línea Error (si está activa, hay un
error en la impresora)
Línea Init (Si se mantiene activa por
al menos 50 micro-segundos, ésta
señal autoinicializa la impresora)
Línea Select input (Cuando está
inactiva, obliga a la impresora a salir
de línea)
Tierra – Ground
7
CARACTERISTICAS ELECTRICAS
Posee las siguientes características:
Tensión de nivel alto: 3.3 o 5 V.
Tensión de nivel bajo: 0 V.
Intensidad de salida máxima: 2.6 mA.
Intensidad de entrada máxima: 24 mA.
DISEÑO E IMPLEMENTACION DEL CIRCUITO ELECTRONICO
El circuito electrónico a implementar es el que se muestra en la siguiente
figura:
Nota: Tanto GND (tierra) del puerto paralelo (18 - 25) como GND de la fuente
de 5V deben estar unidos en el circuito a un solo GND, caso contrario no
funcionará adecuadamente.
8
LISTA DE COMPONENTES
1 Cable y/o conector para el puerto paralelo
1 Circuito integrado TTL 74LS244
8 Resistencias de 220 ohms (potencia : ½ watt)
8 Diodos Emisores de Luz – LED
1 Protoboard
1 Fuente de 5 V.
Cables para protoboard
Los componentes en su forma física se muestran en la siguiente figura:
9
BREVE DESCRIPCION DE LOS COMPONENTES
CI 74LS244
Este circuito integrado 74LS244 en este caso servirá
para mejorar la entrega de corriente a los
componentes utilizados en el circuito, puesto que a
pesar de que la PC cumple con los niveles de voltaje
específicos de la lógica TTL (5V), no es suficiente
para el correcto funcionamiento del circuito.
El funcionamiento de este integrado es similar a las compuertas AND, OR,
NOR, etc, con la diferencia que éste dispositivo tiene su propia y diferente
regla o tabla de entradas y salidas.
Para tener claro la tabla de funcionamiento del CI 74LS244, nos fijaremos en
una compuerta AND (la más conocida), que al realizar su tabla de verdad
tendríamos el siguiente:
A
1
1
0
0
B
1
0
1
0
A and B
1
0
0
0
A
H
H
L
L
B
H
L
H
L
A and B
H
L
L
L
En la segunda tabla lo único que se hizo es cambiar su presentación, en vez de
1 se reemplazó por H, que significa High o nivel alto y a 0 por L que significa
Low o nivel bajo, con este razonamiento seguro que entenderemos al
74LS244.
Entonces primero mostramos el diagrama interno de este CI (74LS244).
10
Tabla de funciones
74LS244
ENTRADAS
1G y 2G
D (señal de PC)
L
L
H
L
H
X
SALIDAS
L
H
(Z)
Donde:
H = Nivel lógico alto (HIGH)
L = Nivel lógico bajo (LOW)
X = Nivel lógico bajo o alto
Z = Alta impedancia
Además:
1G y 2G = Entradas del CI, alta o baja (L – H), por criterio se recomienda que
ambos tengan la misma entrada, bien L ó H (para nuestro ejemplo estamos
obligados a usar el nivel bajo L, es decir se debe conectar a tierra) y no 1G
alta y 2G baja o de forma inversa para evitar confusiones, de lo contrario los
resultados o salidas de las cuatro primeras salidas serán distintos o inversos a
las cuatro salidas restantes (para mayor análisis entiéndalo el diagrama
interno de este CI mostrado anteriormente).
D = Entrada de señal (Alto o bajo), de la PC, el cual controlaremos con el
programa.
Para reforzar este aspecto y aclarar dudas se tiene el siguiente cuadro con las
respectivas entradas y salidas con sus respectivas patillas del CI, que es en si
la descripción de la estructura interna del CI.
1G y 2G
D : Entradas PC
Controla la salida
1G (patilla 1)
Patilla
Patilla
Patilla
Patilla
2
4
6
8
Patilla
Patilla
Patilla
Patilla
18
16
14
12
2G (patilla 19)
Patilla
Patilla
Patilla
Patilla
11
13
15
17
Patilla
Patilla
Patilla
Patilla
9
7
5
3
11
RESISTENCIA
Es un componente electrónico que cumple la
función de resistirse u oponerse al paso de la
corriente, este dispositivo no tiene polaridad,
puesto que puede conectarse en cualquier
sentido.
La oposición se origina como consecuencia de los choques entre los electrones
libres de la corriente y los iones positivos del metal. La causa de estos
choques es el calentamiento del conductor, el que, a su vez, lo transmite al
medio ambiente.
La resistencia se mide en OHM, llamado así por el físico alemán que lo
descubrió.
La resistencia eléctrica del material dependerá de tres factores: la longitud, la
sección transversal y la resistividad del material. Veamos cómo es la fórmula
matemática:
R=
r (l )
S
Código de colores de las resistencias
COLOR
1º banda
2º banda
Negro
Marrón
Rojo
Naranja
Amarillo
Verde
Azul
Violeta
Gris
Blanco
Plata
Oro (dorado)
Sin Color
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3º banda
4º banda
multiplicador Tolerancia
1
10^1
1%
10^2
2%
10^3
10^4
10^5
0.5%
10^6
10^7
10^8
10^9
0.01
10%
0.1
5%
20%
Para nuestro circuito necesitamos una resistencia de 220 ohms, entonces la
combinación de colores será:
220 ohms.
12
La potencia de un resistor no viene impresa en el resistor, pero se reconoce
por su tamaño. Esa potencia tiene un significado de la máxima cantidad de
calor que puede dar el resistor por el paso de corriente y, si ésta excede, se
quemará por la alta temperatura obtenida. Se mide en watt (W). Los
resistores de carbón se fabrican de 1/8W; 1/4W; 1/2W; 1W y 2W, y el tamaño
aumenta gradualmente con la potencia. Para mayores potencias se utilizan
resistores de alambre; los de película metálica pueden disipar hasta 1W.
Los resistores de composición de carbón se fabrican con valores nominales de
resistencia ya normalizados y el número dependerá del valor de la tolerancia.
DIODOS EMISORES DE LUZ - LED
Su funcionamiento es similar a la de cualquier otro
diodo común, con la diferencia que en este caso
este diodo se enciende o emite luz.
Este dispositivo conduce corriente en un solo
sentido y se enciende sólo cuando está polarizado
directamente, es decir una de sus patitas (ánodo)
debe ser conectado al lado positivo y el otro
(cátodo), al lado negativo; en caso contrario no
conducirá corriente y por su puesto no se
encenderá.
Una forma de reconocer el ánodo y cátodo de un diodo LED es la siguiente:
La patita mas larga o grande es el ánodo, el que debe conectarse al
lado positivo.
La patita corta es el cátodo, el cual debe conectarse al lado negativo.
Para las aplicaciones que deseemos realizar se debe tener en cuenta la caída
de tensión de cada uno de ellos, así como el valor de la resistencia que debe
tener cada led, claro si queremos que nuestro LED continúe con vida.
Esto se puede calcular mediante la formula:
R=
V fuente
I
Que simplemente es la ley de Ohm; en la siguiente tabla tenemos algunos
datos de cada uno de los leds para facilitar este cálculo.
13
Color
Rojo
Verde,
amarillo
naranja
Consumo
20
20
20
20
mA
mA
mA
mA
Caída de
tensión
1.6 V
2.4 V
2.4 V
1.7 V
La resistencia a utilizar se puede calcular en base a estos valores.
Luego de haber descrito algunas ideas generales sobre estos dispositivos
pasamos a mostrar el circuito implementado en un protoboard.
Para mayor comodidad le recomiendo que primero “suelde” los cables a un
“conector DB25 macho” que se muestra en la siguiente figura (sólo para
facilitar el trabajo), y luego sólo tendrá que conectar al DB25 hembra. Esto le
recomiendo porque en mi caso tuve que mover dichos cables conectados al
DB25 hembra a cada momento, porque no tenía un buen ajuste y esto es muy
molestoso.
14
También puede usted hacer la conexión mediante este conector DB25 macho
(que se muestra en las siguientes figuras) directamente conectando al puerto
paralelo hembra del CASE o “CPU” y los “cablecitos” al protoboard,
ahorrándose comprar un cable conector completo, pero esta operación
requiere de mucho cuidado.
15
DESARROLLO DEL PROGRAMA EN VISUAL BASIC 6.0
Luego de haber desarrollado e implementado nuestro circuito (Hardware), el
siguiente paso es implementar el programa en Visual Basic 6.0 (Software).
Para muchos será familiar usar este programa, puesto que pasaremos
ligeramente de la parte del diseño a lo que nos interesa principalmente, la
programación.
Creamos la interfaz tal como se muestra en la siguiente figura.
Herramientas utilizadas
Herramienta
CommandButton
Propiedades
Nombre
Caption
Prenderpin2
Pin 2
…
…
prenderpin9
Pin 9
apagarpin2
Pin 2
…
…
apagarpin9
Pin 9
encendertodos
Encender todos
apagartodos
Apagar todos
btnsalir
Salir
16
La interfaz diseñada debe lucir de la siguiente forma:
Interfaz del programa de control de puerto paralelo
Declaramos variables y creamos funciones tanto para la conexión con la
librería io.dll, la que nos ayudará a conectarnos con el hardware, así como
para el uso de muestra lógica de programación.
Funciones y variables globales del programa
Dim estadopin As bolean
Private Declare Sub PortOut Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal Data As Byte)
Private Declare Sub PortWordOut Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal Data As Integer)
Private Declare Sub PortDWordOut Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal Data As Long)
Private Declare Function PortIn Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer) As Byte
Private Declare Function PortWordIn Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer) As Integer
Private Declare Function PortDWordIn Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer) As Long
Private Declare Sub SetPortBit Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal bit As Byte)
Private Declare Sub ClrPortBit Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal bit As Byte)
Private Declare Sub NotPortBit Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal bit As Byte)
Private Declare Function GetPortBit Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal bit As Byte) As
Boolean
Private Declare Function RightPortShift Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal Val As
Boolean) As Boolean
Private Declare Function LeftPortShift Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal Val As
Boolean) As Boolean
Private Declare Function IsDriverInstalled Lib "IO.DLL" () As Bolean
Nota: Se debe descargar la librería io.dll del internet, luego
pegar en la carpeta SYSTEM32 de WINDOWS.
17
Cada una de estas funciones tiene su respectivo uso o “función”, las cuales se
describen a continuación:
==============================================================
PortOut: Salida de un byte por el puerto especificado
PortWordOut: Salida de un tipo de dato word (16 bits) por el puerto especificado
PortDWordOut: Salida de un tipo de dato double word (32 bits) por el puerto especificado
PortIn: Lee un byte de un puerto especificado
PortWordIn: Lee un tipo de dato word (16 bits) de el puerto especificado
PortDWordIn: Lee un un tipo de dato double word (32 bits) de el puerto especificado
SetPortBit: Activa el bit de el puerto especificado
ClrPortBit: Borra el bit de el puerto especificado
NotPortBit: Invierte el bit del puerto especificado
GetPortBit: Retorna el estado del puerto especificado
RightPortShift: Especifica el puerto de la derecha.
LeftPortShift: Especifica el puerto de la izquierda
IsDriverInstalled: Retorna cero si no existe o no funciona la librería io.dll
==============================================================
Para las siguientes líneas de código debe usted recordar que en la primera
línea se declaró una variable de tipo boleano con el nombre estadopin, que
utilizaremos para reconocer el estado de cada pin, si está activo o no, este
nombre puede ser distinta, el que mejor le parezca, lo único que debe tener
en cuenta es al momento de programar.
Dim estadopin As bolean
En las siguientes líneas de código (para el caso de un botón) primero se lee el
estado del puerto en estadopin, esto almacenará true o false; segundo, se
pregunta si este valor es true o false (verdad o falso), esto porque no puede
enviarse una señal a un bit que ya esta encendido o esté en alta, o apagarse
si ya estuviese apagado (bueno este es mi criterio) y como paso final bien
envía una señal alta o baja, según sea el botón.
18
Programando las acciones de cada botón (para el encendido):
Private Sub prenderpin2_Click()
estadopin = GetPortBit(&H378, 0)
If (estadopin = False) Then
outpuerto = &H378
SetPortBit outpuerto, 0
End If
End Sub
outpuerto = &H378
End If
End Sub
Así sucesivamente hasta completar con el Pin 9
outpuerto = &H378
End If
End Sub
19
Programando las acciones de cada botón (para el apagado):
Private Sub apagarpin2_Click()
If (estadopin = True) Then
outpuerto = &H378
ClrPortBit outpuerto, 0
End If
End Sub
outpuerto = &H378
End If
End Sub
Así sucesivamente hasta completar con el Pin 9
outpuerto = &H378
End If
End Sub
20
Encender y Apagar todos a la vez
Private Sub encendertodos_Click()
outpuerto = &H378
PortOut outpuerto, 255
End Sub
El número 255 (valor máximo) representa el número decimal “cuando todos
son 1” de cada uno de los bits “binarios” tal como se muestra en la siguiente
tabla.
Bits
Decimal
1
27
128
1
26
64
1
25
32
1
24
16
1
23
8
1
22
4
1
21
2
1
20
1
Si en la salida indicamos 5, se activarán dos leds, el tercero y el primero
(4+1), y si fuese 19 se activarán los leds quinto, segundo y primero
(16+2+1); y si fuese 32, sólo se activará el sexto led y así sucesivamente se
pueden realizar diferentes combinaciones (para entender mas le recomiendo
que revise sistemas de numeración).
Private Sub apagartodos_Click()
outpuerto = &H378
PortOut outpuerto, 0
End Sub
Siguiendo la lógica anterior al indicar el “0” no se activa ninguno de los bits.
Private Sub btnsalir_Click()
End
End Sub
21
Ventana con la codificación de los botones y funciones globales
22
PARMON (Monitor de puerto paralelo)
Es un programa que te permite visualizar el estado de los pines del puerto
paralelo en el monitor sin necesidad de tener un circuito electrónico preparado
y/o conectado al puerto paralelo (parmon se descarga de la internet).
Con este programa podemos simular el funcionamiento de cualquier aplicación
desarrollada para interactuar con el puerto paralelo.
Ejecutando nuestro programa desarrollado en Visual Basic 6.0 realizamos el
encendido y apagado de distintos pines, el cual funciona correctamente.
Se encendió los pines 4, 6 y 7 del puerto paralelo, el resultado el es siguiente:
23
Comprobando con nuestro circuito electrónico preparado tenemos el siguiente
resultado.
24
Espero que el presente material sea el inicio para realizar distintos programas
y/o aplicaciones controlando el puerto paralelo; dependerá de su creatividad,
imaginación y habilidad para programar y armar circuitos electrónicos para
desarrollar proyectos de mayor complejidad; he aquí unos ejemplitos para
seguir jugando y aprendiendo el truco del puerto paralelo:
La simulación de un semáforo
Luces corredizas
Pequeños mensajes con LEDs
Vueltas circulares,
Vehículo controlado por PC, y …
Panel electrónico digital, etc.
Cada una de estas controladas por el tiempo, usando el control Timer de
Visual Basic.
En mis siguientes publicaciones usted encontrará diversos ejemplos
desarrollados y propuestos, implementados en diversos lenguajes de
programación como Delphi, Borland C, Visual Basic, etc. Además aplicados con
mayor profundidad en el mundo de la electrónica como es la robótica,
sistemas digitales, etc.
¡ Hasta la vista… !
25

control de puerto paralelo utilizando visual basic 6.0

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