Centronics-Schnittstelle
Unter Centronics-Schnittstelle versteht man eine Druckerschnittstelle des nicht mehr existierenden Druckerherstellers Centronics, der diese Schnittstelle bei seinem Drucker verwendete. Ursprünglich entstand die CENTRONICS-Schnittstelle Ende der 1960er Jahre bei der Firma Wang Laboratories, von denen sich kurz danach der Druckerhersteller CENTRONICS abspaltete.
Bis heute ist diese parallele Druckerschnittstelle bei vielen Computern und Druckern noch vorhanden, wird aber zunehmend von der USB-Schnittstelle verdrängt.
Aus der Centronics-Schnittstelle ging im Jahr 1994 der IEEE 1284 Standard für eine parallele Schnittstelle zur bidirektionalen Übertragung von Daten zwischen Computer und unterschiedlichen Peripheriegeräten (meist Drucker, aber auch Scanner und Datenlaufwerke) hervor.
Beschreibung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Typische Steckerarten sind:
- Typ A – 25-polige D-Sub-Stecker, welche sich am Computer befindet
- Typ B – 36-polige "Centronics"-Stecker, welche sich in der Regel am Peripheriegerät findet
Da der C64/C128 keine Centronics-Schnittstelle hat, kann man sich mit einem Drucker-Userport-Kabel, angeschlossen am Userport behelfen, was aber entsprechende Unterstützung in Software zur Bedienung der Schnittstelle erforderlich macht. Alternativ gibt es auch ein Druckermodul für die serielle Schnittstelle des C64/128, z. B. von der Firma Wiesemann. In dieser Form kann die Schnittstelle auch ohne Software einfach mit den vorhandenen BASIC-Befehlen genutzt werden.
Die Signale der Centronics-Schnittstelle haben TTL-Pegel (0 V für low, 5 V für high in einem bestimmten Toleranzbereich) und können typischerweise maximal eine Verbindung bis zu 3,5 m (je nach Kabelqualität, bei entsprechender Schirmung eventuell sogar bis 5 m) Länge überbrücken.
Die Datenübertragung über diese Schnittstelle läuft über ein Handshake-Verfahren, das allerdings in gewissen Details von Geräten unterschiedlich ausgelegt und umgesetzt ist, was leider auch zu typischen Kompatibilitätsproblemen führt. Der klassische Ablaufzyklus sieht (ohne genaue Zeitspezifikation) bei einer Übertragung vom Computer zu einem Gerät folgendermaßen aus:
- Das zu übertragende Byte wird auf die 8 Datenleitungen angelegt, sofern das Signal BUSY nicht aktiv ist.
- Das Vorhandensein der Daten wird mit einer kurzen Aktivierung via STROBE angezeigt.
- Mit dem Aktivwerden von BUSY zeigt das Gerät nun an, dass die Daten "verarbeitet" werden und vorerst keine weiteren Daten angenommen werden können.
- Durch Aktivieren von ACK meldet das Gerät, dass nun weitere Daten folgen können und BUSY wird danach inaktiv.
Pinbelegung der Stecker[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Hinweise:
- Ein Strich über dem Signalnamen bedeutet, dass das Signal bei Low-Pegel aktiv ist.
Richtung:
- → bedeutet vom Computer zum Gerät
- ← bedeutet vom Gerät zum Computer
- – Signalmasse bzw. Masseleitung (0 V), ohne Datenflussrichtung
Pinbelegung 25-poliger D-Sub-Stecker (Typ A)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
| Pin | Name | Richtung | Funktion |
|---|---|---|---|
| 1 | STROBE | → | Strobe, zeigt bei fallender Flanke gültige Daten an |
| 2 | D0 | → | Datenbit 0 |
| 3 | D1 | → | Datenbit 1 |
| 4 | D2 | → | Datenbit 2 |
| 5 | D3 | → | Datenbit 3 |
| 6 | D4 | → | Datenbit 4 |
| 7 | D5 | → | Datenbit 5 |
| 8 | D6 | → | Datenbit 6 |
| 9 | D7 | → | Datenbit 7 |
| 10 | ACK | ← | Acknowledge, Bestätigung des Druckers über Empfang der Daten |
| 11 | BUSY | ← | Busy, wenn nicht aktiv, zeigt die Bereitschaft des Druckers für weitere Daten an |
| 12 | PE | ← | Paper End, Papierende |
| 13 | SEL | ← | Select, zeigt Druckerstatus (on- oder offline) an |
| 14 | AUTOFD | → | Autofeed, veranlasst nach Carriage Return (CR) einen Zeilenumbruch (LF) |
| 15 | ERROR | ← | Error |
| 16 | INIT | → | Druckerreset |
| 17 | SELIN | → | Select In, teilt dem Drucker mit, dass er angesprochen ist |
| 18 | GND | – | Signalmasse |
| 19 | GND | – | Signalmasse |
| 20 | GND | – | Signalmasse |
| 21 | GND | – | Signalmasse |
| 22 | GND | – | Signalmasse |
| 23 | GND | – | Signalmasse |
| 24 | GND | – | Signalmasse |
| 25 | GND | – | Signalmasse |
Pinbelegungen Peripheriegerät, 36-poliger "Centronics"-Stecker (Typ B)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
| Pin | Name | Richtung | Funktion |
|---|---|---|---|
| 1 | STROBE | → | Strobe, zeigt bei fallender Flanke gültige Daten an |
| 2 | D0 | → | Datenbit 0 |
| 3 | D1 | → | Datenbit 1 |
| 4 | D2 | → | Datenbit 2 |
| 5 | D3 | → | Datenbit 3 |
| 6 | D4 | → | Datenbit 4 |
| 7 | D5 | → | Datenbit 5 |
| 8 | D6 | → | Datenbit 6 |
| 9 | D7 | → | Datenbit 7 |
| 10 | ACK | ← | Acknowledge |
| 11 | BUSY | ← | Busy |
| 12 | POUT | ← | Paper Out (kein Papier mehr) |
| 13 | SEL | ← | Select |
| 14 | AUTOFEED | → | Autofeed |
| 15 | N/C | nicht belegt | |
| 16 | 0 V | – | Masse |
| 17 | CHASSIS GND | – | Masse |
| 18 | +5 V PULLUP | ← | +5 V DC (50 mA max.) |
| 19 | GND | – | Signalmasse (Strobe) |
| 20 | GND | – | Signalmasse (D0) |
| 21 | GND | – | Signalmasse (D1) |
| 22 | GND | Signalmasse (D2) | |
| 23 | GND | – | Signalmasse (D3) |
| 24 | GND | – | Signalmasse (D4) |
| 25 | GND | – | Signalmasse (D5) |
| 26 | GND | – | Signalmasse (D6) |
| 27 | GND | – | Signalmasse (D7) |
| 28 | GND | – | Signalmasse (Acknowledge) |
| 29 | GND | – | Signalmasse (Busy) |
| 30 | GNDRESET | – | Signalmasse (Reset) |
| 31 | RESET | → | Reset |
| 32 | FAULT | ← | Fehler |
| 33 | 0 V | – | Masse |
| 34 | N/C | nicht belegt | |
| 35 | +5 V | ← | +5 V DC |
| 36 | SLCT IN | → | Select In |
Anschluss eines Druckers mit Centronics-Schnittstelle an den C64[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Es gibt zwei Möglichkeiten, den C64 mit einem Centronics-Drucker zu verbinden:
- Die komfortabelste Möglichkeit ist ein Interface, das an den seriellen IEC-Bus angeschlossen wird und die Daten an die Centronics-Schnittstelle des Druckers weiterleitet. Da ein solches Interface im Prinzip ein vollständiger Computer ist, ist es entsprechend teuer. Außerdem ist der serielle Bus relativ langsam, was sich insbesondere beim Drucken von Grafik bemerkbar machen kann. Dafür kann das Interface zusätzliche Aufgaben wie das Konvertieren von PETSCII- zu ASCII-Zeichencodes übernehmen.
- Eine weitaus günstigere Möglichkeit ist der Anschluss des Druckers über ein Userportkabel, allerdings muss dann auf dem C64 ein Treiberprogramm laufen oder die Software diese Schnittstelle explizit unterstützen. Weiterhin können die zusätzlichen Status- und Steuerleitungen der Centronics (PAPER END, AUTO FEED, SELECT usw.) nicht genutzt werden, da der Userport nur die unbedingt zur Datenübertragung nötigen Pins zur Verfügung stellt.
Anschluss über ein Centronics-Userport-Kabel[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Verbindungsplan des Userportkabels:
| C64 | Drucker | Bemerkung | ||
|---|---|---|---|---|
| GND | A | GND | 16 | Es können auch andere Masse-Pins sowohl auf Userport-Seite (1, 12, N) als auch auf Druckerseite (19-30, 33) verwendet werden |
| Flag2 | B | BUSY/ ACK |
11/ 10 |
je nach Wahl des Pins sind unterschiedliche Routinen zur Datenübermittlung nötig |
| PB0 | C | D0 | 2 | |
| PB1 | D | D1 | 3 | |
| PB2 | E | D2 | 4 | |
| PB3 | F | D3 | 5 | |
| PB4 | H | D4 | 6 | |
| PB5 | J | D5 | 7 | |
| PB6 | K | D6 | 8 | |
| PB7 | L | D7 | 9 | |
| PA2 | M | STROBE | 1 | |
| RESET | 3 | INIT | 31 | optional; wenn verbunden, wird bei einem C64-Reset auch der Drucker initialisiert |
Ansteuerung des Druckers[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- (nur wenn Flag2 mit BUSY verbunden ist): Warten, bis am Flag2-Eingang von CIA2 das BUSY-Signal von aktiv auf inaktiv gewechselt hat (also den Low-Pegel erreicht hat) => Gerät ist bereit für die Zeichenübertragung
- zu übertragendes Zeichen in Register PRB der CIA schreiben
- Bit 2 von PRA der CIA löschen und unmittelbar darauf wieder setzen = STROBE-Signal an Drucker senden
- (nur wenn Flag2 mit ACK verbunden ist): Warten, bis am Flag2-Eingang das ACK-Signal von inaktiv auf aktiv gewechselt hat (also eine Änderung erfahren hat) => Drucker hat Zeichen verarbeitet
Minimal-Implementation eines Druckertreibers[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Der folgende Druckertreiber wird in den Kassettenpuffer geladen und benutzt die Geräteadresse 4.
Der Quelltext ist im ACME-Format.
Diese vereinfachte Implementierung nutzt hier nur das BUSY-Signal, wobei hier nicht der Zustand selbst, sondern nur die Änderung von aktiv auf inaktiv erkannt werden kann und berücksichtigt nicht die durch das ACK-Signal angezeigte Datenübernahme, was aber in der Praxis keinen Nachteil darstellt.
!to "centronics.obj", cbm * = $33C ; assemblieren in den Kassettenpuffer vecCHROUT = $326 vecCHKOUT = $320 CIA2 = $DD00 CIA2_PRA = CIA2 CIA2_PRB = CIA2 + 1 CIA2_DDRA = CIA2 + 2 CIA2_DDRB = CIA2 + 3 CIA2_ICR = CIA2 + 13 Init: ; Aufruf aus BASIC mit SYS 828 ; CHROUT-Vektor umbiegen LDA #<newCHROUT STA vecCHROUT LDA #>newCHROUT STA vecCHROUT + 1 ; CHKOUT-Vektor umbiegen LDA #<newCHKOUT STA vecCHKOUT LDA #>newCHKOUT STA vecCHKOUT + 1 ; CIA-Register initialisieren LDA CIA2_PRA ORA #$04 ; STROBE auf High-Pegel STA CIA2_PRA LDA #$10 STA CIA2_ICR ; IRQ durch CIA2_ICR-Flag ausschalten LDA CIA2_DDRA ORA #$04 ; Datenrichtung für STROBE auf Ausgabe STA CIA2_DDRA LDA #$FF STA CIA2_DDRB ; Datenrichtung für DATA auf Ausgabe LDA #$00 BEQ toCentronics; NULL-Zeichen ausgeben, um BUSY-Flag zu intialisieren newCHROUT: PHA ; Zeichen auf Stack sichern LDA $9A ; aktuelle Gerätenummer lesen CMP #$04 ; auf Ausgabegerät 4 testen BEQ + JMP $F1CD ; wenn nicht, weiter in Originalroutine (Inhalt von $9A im Akku) + LDA #$10 ; auf fallende Flanke (von aktiv auf inaktiv) von Flag2-Pin prüfen SEI ; Keine Unterbrechungen und damit ohne Timing-Verzögerungen - BIT CIA2_ICR ; Bit-Muster in Akku mit Register verknüpfen BEQ - ; warten auf fallende Flanke des BUSY-Signals (im Register das Bit 1 ist) PLA ; Zeichen vom Stack holen toCentronics: STA CIA2_PRB ; Ausgabebyte auf den Userport legen PHA ; für Restauration beim Ausstieg LDA CIA2_PRA AND #!$04 ; STROBE kurz aktiv setzen (Low-Pegel) STA CIA2_PRA ORA #$04 ; und sofort wieder inaktiv (High-Pegel) STA CIA2_PRA CLI ; Unterdrückung von IRQs wieder aufheben PLA ; im Akku muss das Ausgabezeichen erhalten bleiben CLC ; Fehler-Flag löschen RTS ; und fertig newCHKOUT: ; entsprechend dem Original ab $F250 JSR $F30F ; File-Index ermitteln BEQ + JMP $F701 ; "file not open" Fehler + JSR $F31F ; aktuelle File-Parameter in Zeropage hinterlegen ; (File Number $B8, Device Number $BA, Secondary Address $B9) LDA $BA ; Gerätenummer des Files ermitteln CMP #$04 ; auf Ausgabegerät 4 testen BEQ + ; wenn nicht, dann JMP $F25B ; weiter in originaler CHKOUT-Routine ($BA wird erneut geladen) + STA $9A ; sonst aktuelle Ausgabegerätenummer setzen (vergl. $F275) CLC ; Fehler-Flag löschen RTS ; und fertig
Mit der Interrupt-Unterdrückung per SEI werden auch empfindlich auf das Timing reagierende Ausgabegeräte zuverlässig angesprochen. Nachteil ist allerdings, dass der Fortschritt des Systemtimers hier an Genauigkeit verliert.
Dennoch kann es passieren, dass ein dauerhaft gesetztes BUSY-Flag bei einem Gerät eine dauerhafte Blockierung verursacht. Diese kann dann nur noch durch die Tastenkombination für einen Warmstart RUN/STOP +RESTORE beendet werden oder eventuell auch durch ein Hardware-Reset beim jeweiligen Gerät.
Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
| Wikipedia: IEEE 1284 |
- Vergleichstest Centronics-Schnittstellen in der 64'er 7/1984 (Projekt 64'er)
