Todo acerca de los puertos paralelos

Es ya bastante obvio para casi todo el mundo que las computadoras son dispositivos sumamente útiles. Por lo tanto, si el lector es un hobbysta electrónico que sabe como comunicarse con ellas para su proyecto, pueden ser tan divertidas como funcionales. En este momento, algunos de los lectores que no están demasiado familiarizados con las computadoras podrían pensar que estoy por lanzarme a dar explicaciones a nivel de "científico espacial" sobre buses de computadoras, etc. Relájense: de ninguna manera voy a hacerlo. En cambio, me gustaría explicar como trabaja un puerto paralelo básico. Es sencillo trabajar con los puertos paralelos, que se pueden enganchar a casi cualquier proyecto que Ud. desee controlar con su computadora. El truco consiste en saber como trabajan.

Presentare aquí alguna información sobre las señales y el funcionamiento de los puertos paralelos, de modo que los mas ambiciosos de los lectores podrán diseñar y construir proyectos con interfaces paralelas. Incluira tambien algunos datos sobre los perifericos paralelos, de modo que, como minimo, el lector sea capaz de diagnosticar problemas en los cables paralelos. Trataremos tambien un par de trabajos de cableado basicos y comunes para dar una idea de lo sencillo que es conectar un cable simple. Recuerden que la informacion y las tecnicas aqui presentadas se aplican a casi cualquier dispositivo paralelo (graficadores y equipos de prueba especiales, por ejemplo) y no solamente a impresoras.

El lnterfaz de la computadora comun

Puesto que los interfaces paralelos de la mayoria de las computadoras son casi identicos, tomemos por ahora como ejemplo el mas universal de ellos (que se encuentra en la mayoria de las tarjetas enchufables IBM-compatibles). La informacion debe ser suficiente para darles una buena base sobre el funcionamiento de cualquier interfaz paralelo -en realidad, los conectores pueden variar aunque casi todas las lineas de señal son las mismas- de manera que les va a ser uitil, aun al que no tenga una compatible.

A proposito, no traten de colgar equipos en paralelo sobre la base de las descripciones de las patas solamente. El hacerlo crea el riesgo de dañar sus equipos. Espere por favor hasta que haya leido todas las precauciones que se recomiendan en el transcurso de este articulo antes de continuar.

La mayoria de los puertos paralelos de la parte posterior de las computadoras IBM-compatibles poseen un conector DB-25. Esto es extraño, puesto que este conector es el de serie que se utiliza para los interfaces serie. El conector es normalmente hembra (tiene orificios en lugar de patitas) para distinguirlo de los conectores serie que son habitualmente machos y que puede tener tambien la computadora. La Amiga I 000, sin embargo, utiliza un conector DB-25 macho para su interfaz paralelo (por ser algo diferente).

La funcion de cada terminal del conector DB-25 se muestra en la fig. 1. Las señales que ocupan esas terminates se pueden dividir en cuatro grupos basicos: tierras, salidas de datos, entradas de dialogo y salidas de dialogo. En la fig. 1, las tierras se indican con circulos, las entradas de dialogo se indican con flechas que apuntan al conector y las salidas (tanto de datos como de dialogo) tienen flechas que apuntan hacia afuera del conector. (Note que algunas de las lineas tienen una abreviatura convencional que se indica entre parentesis.)

Lineas de tierras y de datos

Las tierras cumplen dos funciones: la primera es que vinculan las tierras de señal de los dos dispositivos que se interconectan de modo que puedan compartir una tierra comun como referencia para la serñal.

La otra es que, puesto que, la conexion entre los dos dispositivos se realiza a menudo mediante un cable tipo cinta, las tierras (Ilamadas muchas veces retornos de tierra en este contexto) actuan como blindajes de las lineas mas importantes. Por ejemplo, el conductor conectado al terminal 19 de un cable de cinta apantalla a la 6 de la 7, y viceversa. Esto impide que las señales D4 (cuya funcion veremos enseguida) afecten capacitivamente la Iinea D5, y viceversa. En los cables de calidad que no se hacen de tipo cinta, cada retorno de tierra se retuerce alrededor de una Iinea de señal formando un par retorcido, para proporcionar un poco de blindaje.

Como su nombre lo indica, la salida de datos transfiere informacion desde la computadora a un periferico en paralelo. Esto se hace con ocho bits (un byte) por vez utilizando los terminates 2-9.

DO se considera el bit menos significativo (LSB) y D7 el mas significativo (MSB). (Nota: algunas computadoras emplean las designaciones D1 -D8 en lugar de D0-D7). Algunos puertos de computadora no soportan el MSB. Por supuesto que en esos casos no debe diseñar sus proyectos de modo que lo necesiten. De la misma manera, algunos perifericos solo utilizan datos de 7 bits.

En tales circunstancias, el MSB se ignora o a veces se emplea como bit de paridad. Va a necesitar un software bastante sofisticado para proporcionar bits de paridad, de modo que tal vez prefiera inhibir la verificacion de paridad del dispositivo (consulte el manual del usuario para hacerlo).

Los bits, como tambien las demas señales, se representan mediante niveles de tension TTL convencionales: una señal entre 2,4 y 5 voltios es un nivel alto o 1 binario. Cualquier cosa entre 0,8 y 2,4 voltios se considera dato no valido.

Dialogo de datos

Puesto que la computadora es mucho mas rapida que cualquier periferico con el que se comunique, puede ficilmente transmitir mas datos que los que el periferico puede manejar. Par ello, los perifericos utilizan señales especiales para decirle a la computadora que detenga momentaneamente el envio de datos cuando tienen suficientes para trabajar. Esto le permite al periferico alcanzar a la computadora, que puede realizar otras tareas mientras tanto. Una vez que el periferico queda libre, le pide a la computadora que transmita mas datos, y el proceso continua.

Este juego computarizado de "luz roja, luz verde" se logra enviando señales por cables dedicados a ese proposito. El proceso de utilizar señales para controlar el flujo de datos se denomina dialogo (handshaking), de modo que las señales empleadas para ello se Ilaman "señales de dialogo".

Las señales de estrobo, ocupado y acuse de recibo son las señales de dialogo mas importantes. Para ayudar a explicar como se relacionan y controlan el flujo de datos, observe la fig. 2.

Alli se muestran las ocho Iineas de datos concentradas como una sola Iinea en la parte superior. No se deje confundir, el valor de los bits individuales no tiene importancia. Lo que si importa es el tiempo en que los datos sufren transiciones (representadas por las lineas cruzadas) y el tiempo en que permanecen constantes (las bandas).

Los datos que salen por las Iineas D0-D7 comienzan a formarse en el tiempo t1 y se establecen y quedan listos para utilizarse en el instante t2. Un momento despues (t3) la computadora manda un pulso momentaneo negativo (Ilamado señal de "estrobo") al periferico, para indicar que los datos estan listos y en espera en las lineas de datos. Luego de t3, el perif6rico puede responder en una de dos maneras: puede tirar de la linea ocupada hasta que este listo para mas datos o puede esperar hasta que haya utilizado los nuevos datos y enviar entonces un pulso negativo de acuse de recibo a la computadora cuando desea mas.

Cualquiera de las respuestas retiene a la computadora hasta que el periferico informe que esta preparado. (Hay unos pocos perifericos que detienen a la computadora de ambas maneras, aunque hacerlo asi es algo redundante). Luego que la linea ocupada se pone baja o se recibe un pulso de acuse de recibo, la computadora configura las Iineas de datos para el siguiente byte, y se repite el procedimiento.

La Iinea ocupada se utiliza algunas veces para detener la computadora por otras razones. Por ejemplo, si se acabb el papel o esta fuera de linea (lo que explicare enseguida).

Dialogo de estado

A lo largo de aigunas Iineas, a veces los perifericos paralelos (especialmente las impresoras) utilizan cables dedicados para indicar su estado. Puesto que el estado de un periferico puede afectar el flujo de datos, esto se puede considerar tambien una forma de dialogo. Por ejemplo, si una impresora, un graficador u oscilografo necesita informar a la computadora que se queda sin papel, puede hacerlo manteniendo alta la linea de papel vacio hasta que se aprovisione nuevamente. Esto impide que la computadora envie datos al periferico cuando el dispositivo es incapaz de hacer algo con ellos. La mayoria de los puertos paralelos de tipo IBM soportan esta caracteristica, pero no la soportan muchas otras computadoras domesticas. Asimismo, un periferico puede informar a la computadora que esta alimentado y en Iinea manteniendo alta la linea de "seleccion" del terminal 13 (observe que hay dos Iineas de seleccion en la fig. 1, no las confunda). Esta es a veces una Iinea de señal necesaria porque aigunos perifericos se pueden mantener alimentados pero fuera de Iinea, enviandoles un caracter especial de "deseleccion" (denominado DC1 o XON, que tiene el valor ASCII 17). Debe observar el manual del usuario de su periferico o el manual de programacion para ver si se soporta esa caracterfstica.

Un periferico puede hasta pedir ayuda sosteniendo baja la linea de error. Al igual que la Iinea ocupada, los perifericos utilizan a veces la linea de error para indicar que simplemente estan fuera de linea o que se acabo el papel.

La computadora puede hacer tambien requerimientos especiales o proporcionar datos de configuracion enviando señales desde las restantes salidas de dialogo. (Tenga en cuenta que un periferico puede contener interruptores DIP que pueden configurarlo para que ignore los requerimientos de la computadora).

Por ejemplo, en algunos perifericos la caracteristica de seleccion/deseleccion la puede habilitar e inhibir el puerto de la computadora. Para esos dispositivos, si la computadora mantiene alta la linea de salida de seleccion del terminal 17 (no confundirla con la linea de entrada de seleccion del terminal 13), la caracteristica DC1 /DC3 se habilita. Al mantenerse esa Iinea baja, la caracteristica se inhibe.

Asimismo, al mantener baja la Iinea de avance automatico, la computadora solicita al periferico que acompañe cada retorno de carro con un avance de Iinea (es decir, la computadora informa at periferico que probablemente no enviara caracteres de avance de Iinea, de Modo que el periferico debera agregarlos).

Por otra parte, si el computador envia un pulso negativo por la iinea de inicializacion (denominada tecnicamente linea de imput prime o IP), el periferico que responde a esa Iinea se pondra en cero (pasara a reset). Esto significa que el periferico adoptara cierta configuracion por omision y actua normalmente como si recien se hubiera encendido. Tan poderosa como es, esta Iinea la soportan las computadoras IBM compatibles y muy pocas mas, puesto que hay a menudo mandatos especiales que se pueden enviar por las Iineas de datos para lograr lo mismo.

El extremo del perierico

Si bien hemos tratado casi todas las señales que es probable que Ud. encuentre, hay aun algunas cosas que debe saber acerca de lo que hallara en el extremo del periferico del cable. La informacion adicional le ayudara a construir sus propios cables para perifericos ya construidos.

Un conector hembra de 36 conductores es la terminacion mas adecuada que se encuentra en los perifericos paralelos. Las funciones convencionales de cada terminal de ese conector se muestran en la flg. 3.

Las flechas que señalan hacia el conector indican que el terminal es una entrada al periferico. Las flechas hacia afuera significan salidas del periferico, y los circulos son tierras.

Observe que este conector soporta unas cuantas funciones mas que el conector DB-25. Para nombrarlas, hay una tierra de chasis y dos lineas de 5 voltios. No todos los equipos paralelos las soportan. Tanto la tierra de chasis como las lfneas de 5 V pueden causar inconvenientes si se conectan incorrectamente, de modo que mas adelante dare algunas indicaciones sobre como conectarlas en forma adecuada.

Las lineas de 5V las proporcionan algunos perisfericos para mantener alta una linea de dialogo si es necesario. Por ejemplo, supongamos que un puerto de computadora no genera un nivel alto para la Iinea de avance automatico, pero el periferico necesita esa Iinea alta para funcionar correctamente. El preparador del cable puede resolver el problema con las funciones de terminates que se muestran (aunque se deben invertir las flechas de la fig. 3) en lugar del conector DB-25 antes mencionado. Si descubre ese conector, tanto en la computadora como en el periferico, puede tentarse a utilizar un cable directo (uno que conecte terminal a terminal) iNo lo haga! Puede dañar ambos equipos.

Explicare como construir el cable adecuado para esa situacion, luego de presenter un par de indicaciones de seguridad.

Sea procavido

Antes de lanzarse a cablear o construir proyectos de interfaz, es conveniente decir algunas cosas: se debe proceder con precaucion cuando se trata de un interfaz paralelo. Aunque las lineas de dialogo de los puertos paralelos son del tipo de colector abierto (es decir, se pueden cortocircuitar a tierra), las salidas de datos de una PC se pueden dañar con los cortocircuitos. Mas aun, las tensiones mayores de 5V pueden dañar todas las Iineas. La clave para la conexion segura del interfaz entre equipos TTL es conocer las entradas y las salidas, de modo que pueda conectar la salida de un dispositivo a la entrada del otro, y viceversa. Si es prudente, debe efectuar siempre una doble comprobacion de su cableado antes de alimentar los equipos.

Dos trabajos convencionales de cableado

El mas sencillo trabajo paralelo que puede hacer es crear lo que Ilamare un "cable casi directo". Ese cable se puede utilizar para conectar una computadora a un periferico siempre que tengan conectores de 36 terminates de tipo paralelo y de acuerdo con la norma Centronics que describi anteriormente, Si ambos dispositivos tienen el conector corrector pero no esta seguro acerca de las funciones de los terminates, verifiquelas con un voltimetro para ver si coinciden con la norma. Si no coinciden lo suficiente, tendra que investigar su documentacion para mas datos; un cable casi directo simplemente no funcionara.

Si parece que ambos dispositivos son compatibles con Centronics, cablee un cable que los conecte terminal a terminal excepto los 1 7, 18 y 35. Deje los tres sin conectar en ambos extremos. Los terminates 18 y 35 no se deben conectar entre los dispositivos porque pueden unir los buses de alimentacion de ambos. Esto ocasionaria que las alimentaciones competirian por predominar, lo que, como minimo, causara el quemado de un fusible. Podria tambien causar una falla fatal en ambos dispositivos.

Al dejar las patitas 17 de los dos equipos sin conectar, las tierras de sus chasis se mantienen aisladas entre si. La aislacion mejora las posibilidades de que uno de los dispositivos sobreviva en la improbable eventualidad de que se produzca en el otro un cortocircuito interno que lleve su chasis a la tension de linea antes que un ruptor de circuito o fusible tenga oportunidad de actuar. Tambien permite que un dispositivo que tenga la tierra de su chasis conectada a su tierra de sañal pueda conectarse con un equipo que debe tener esas dos tierras separadas.

A proposito, la conexion de los terminates 15 y 34 es opcional, ya que esos terminales no los soporta la norma. Si utiliza conectores de desplazamiento de aislacion (o IDC, como se denominan comunmente) la desconexion de esos terminates causa mas inconvenientes que beneficios. Si utiliza conectores de tipo de rebordeado o de soldadura, ignore sencillamente esos terminales para ahorrar tiempo.

Para desconectar cualquier conexion cuando utiliza IDC, una simplemente los dos conectores de la forma en que lo haria normalmente, y rebane con cuidado una pequeña seccion de cada cable no deseado con un cuchillo. Asegurese que no corte la aislacion de ninguno de los cables que no va a desechar.

Otro trabajo comun de cableado es conectar un puerto de computadora DB-25 a una terminacion compatible con Centronics de 36 terminates. Si va a utilizar conectores de rebordeado o soldadura, debera hacer uno como el indicado en la tabla 1.

Observese que las conexiones de los terminales 1 -14 son conexiones de terminal a terminal. Si utiliza conectores IDC y cable tipo cinta de 25 conductores, puede aprovechar eso y crear un cable adecuado en pocos minutos. Comience posicionando el terminal 1 de ambos conectores sobre el mismo borde del conector de cinta (consulte la fig. 4) antes de apretarlos. Con esto quedaran 11 terminales sin conectar en el conector Centronics, lo cual es correcto. El truco consiste en cortar una pequeña seccion del cuarto cable hacia adentro a partir del cable del terminal 1. El circuito abierto permitira que la entrada de error de la computadora flote alta (en el estado "sin error') y ¡eso es todo!.

Entre la informacion de las señales paralelas, su actividad y su cableado, posee asi un competente conocimiento de como trabaja un interfaz paralelo. Con suerte, sera capaz de diseñar unos cuantos hermosos proyectos basados en esa informacion. ¡Que se divierta y feliz interfaz! .

Autor:

Gianluca Gentili