用于控制PC外围设备端口的最引人注目的新兴用例之一是家庭自动化，这种技术为我们的家庭提供了无限的可能性。 家庭自动化是一个社会方面的技术学科。 我们的方法是使用一些关键短语来提高生活质量 ，扩大沟通和自动化流程。 所有这一切似乎都很简单，但是这个新的家庭自动化世界固有的复杂性是令人兴奋的，让我们看看为什么。
家庭自动化是一个复杂的活动，有几个原因。 首先，家庭设备（传感器，智能家电，执行器...）的操作可以让您了解复杂的物理现象，如机械量子或光电效应。 此外，这些设备之一可以执行各种任务，而不一定只是一个简单的任务。 第二，谈论家庭自动化是在谈论由许多不总是易于互动的组件组成的系统（想象一个家庭安全系统，包括摄像机，存在检测器，通信设备，带有远程警告系统的报警器等） ...） 最后，最重要的是，它是复杂的，因为它面临着具有社会系统的技术系统的自动化。
术语定义
并口：
并行端口是计算机和外围设备之间的接口，其主要特征是数据位一起运行，一次发送一个数据包字节。 通过形成8行总线来实现每一位数据的电缆或物理通道。 通过并行端口，我们还可以控制外围设备，如灯，电机和其他设备。
网页界面：
Web界面允许用户通过Web浏览器来控制和与其设备进行交互。 这可以用于远程控制，图书馆管理，视觉反馈等诸多功能。
家庭自动化：
能够自动化家庭的所有系统的自动化，提供能源管理服务，安全，福利和通信，并且可以集成到有线或无线室内和室外通信网络中。
如何使用C中的并行端口
为了我们的主要目的，基本的家庭自动化，我们将使用并行端口来演示如何编写（或读取）一些字节来控制简单的设备。 PC ECP类型的并行端口具有母DB25型输出连接器，其图和信号如下图所示：
并行端口输出
根据Centronics标准，PC的并行端口由双向8数据位通信总线和一组协议线组成。 通信线路有一个保持器，保持写入它们的最后一个值，直到新数据写入，电气特性为：
- 高电平电压：3.3〜5V。
- 低电平电压：0 V.
- 最大输出电流：2.6 mA。
- 最大输入电流：24 mA。
电压和电流可以馈送一组控制设备，如LED，继电器和固态开关。 这些缓冲器需要关闭或更高功耗的元件。
解决
标准并行端口的寻址是重要的，因为它从计算机使用的各种资源和识别目的。 标准并行端口使用三个连续的地址，通常在以下范围之一：
| 3BCh | 3BDh | 3BEh |
| 378h | 379h | 37Ah |
| 278h | 279h | 27Ah |
该范围中的第一个地址是端口的基地址，也称为数据寄存器或只是端口地址。 第二个地址是端口的状态寄存器，第三个是控制寄存器。
EPP和ECP为每个端口预留额外的地址。 EPP通过基地址+ 7在地址+ 3的基础上添加5个寄存器，并且ECP通过基地址+ 402h在基地址+ 400h处添加三个寄存器。 对于基地址为378h，EPP寄存器为37Bh至37Fh，ECP寄存器为778h至77Fh。
DMA通道
ECP可以使用直接存储器访问（DMA）进行到并行端口的数据传输。 在DMA传输期间，CPU可以自由地执行其他操作，因此DMA传输可以导致整体更快的性能。 为了使用DMA，端口必须具有分配的DMA通道，范围为0到3。
访问Linux上的物理端口
由于PC上的端口硬件由Linux内核直接控制，所以我们必须访问与并行端口总线相关的特定头。 GCC编译器可以访问这些头，始终要牢记用户必须具有root权限以避免访问错误。 这些标题是：
- stdio.h ：“标准输入输出头”（标准头I / O）是包含宏定义，常量，C语言标准库中的函数声明执行操作，标准输入和输出的头文件，以及此类操作所需类型的定义。 出于兼容性原因，编程语言C ++（C派生）也有自己的这些函数的实现，它们使用cstdio文件头声明。 我必须使用的功能是fprintf ，如果有任何错误，它允许在终端窗口上打印。
- stdlib.h ：是通用编程语言C的标准库的头文件。它包含用于动态内存管理，过程控制等的C函数原型。 它支持C ++，它被称为cstdlib。 当我们收到错误时，我将使用的函数是退出
- unistd.h ：提供对POSIX操作系统API的访问的头文件。 在Unix系统上，由unistd.h定义的接口通常由系统调用包装器函数（如fork，pipe和I / O）（读，写，关闭等）组成。
- sys / io.h：这个系列函数用于进行低级别的端口输入和输出。 out *功能做端口输出，in *功能做端口输入; bPostfix功能为字节宽度，w-suffix函数为word-width; 直到I / O完成后，_p-suffix功能暂停。 这个家庭功能我会用outb 。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/io.h>
在Linux中，很容易访问和控制并行端口，但是，必须高度考虑根访问。 以上是本教程今天所需的所有库。
定义并行端口的内存地址
一旦包含库，我们必须定义分配给并行端口的内存地址，如上所述，第一个并行端口的默认地址为0x378。
#define base 0x378 /* parallel port base address */
如果您有任何问题尝试此地址，您应该尝试0x278。
使用数据总线作为输出端口
对于本第一部分教程，我将使用数据总线作为输出端口。 在下一章中，我们将看到如何将其用作数据输入端口，甚至用作混合端口。 在下图中，我们可以看到通过限流电阻将8个LED连接到并行端口进行控制，并行端口响应分配给地址0x378的值。 电阻的值可能在100欧姆到300欧姆之间变化，这对我们来说非常重要，因为如果我们不限制电流，我们可能损坏端口。
原理图
注意：LED的颜色不重要。
实电路
注意： 请注意并行端口连接器的处理，确保在关闭电脑之前不要断开电路。 这可能会损坏端口甚至主板。 我们不能对您的硬件设备造成任何损害 。
软件实现
为了我的目的，我将向您展示如何在端口中放置一些值，以及如何完成这些值的时间安排，这是一个非常简单的例程来向您展示它的工作原理。
现在我将解释控制软件中使用的所有命令和单词：
- 第1步：如果用户具有访问端口的root权限，则为条件。 此条件命令的参数是ioperm ，它为端口地址库设置端口访问权限位。
if (ioperm(base,1,1))
- 第2步：如果用户没有足够的权限访问并行端口，将显示访问错误，程序执行结束。
fprintf(stderr, "Access denied to %x\n", base), exit(1);
- 第3步：如果访问被授予，则for循环将通过预定义的值在端口中给出LED的一个开关序列。 我使用的定时功能是sleep() ，它使调用线程休眠，直到参数的秒数过去。
w=0;
for (x=0; x=7; x++)
{
y=pow(2,w);
outb(y, base);
sleep(1);
w=w+1;
}
当代码处理通过访问允许行时， 'fprintf（stderr，“拒绝访问％x \ n”，base），exit（1）;' ，并行端口的数据引脚可用于您的处置和想象力。 在我的情况下，我只用一个简单的序列，从第一次引导到最后一次，间隔一秒，使用基数2的权力（见视频链接 ）。 然而，可能性是无限的，事实上，不使用复用可以控制多达8个独立输出，多路复用输出可以增长到255种可能性。 根据应用，无论是在家庭自动化方面，我们都可以处理端口而不进行多路复用，放置适当的缓冲区来处理更高的当前负载，这将在另一个教程中稍后进行处理。
参考文献：
Martin H，Saez F. Domotica，Un EnfoqueSociotécnico 。 2006年6月。Ciudad Universitaria，s / n 28040-Madrid，ISBN：84-7402-335-1的Rogelio Segovia para el Desarrollo de las Telecomunicaciones。
Axelson J. 并行端口完成。 编程，接口和使用PC的并行打印机端口 。 亚马逊股份有限公司ISBN：0-9650819-1-5
Kerrisk M. Linux编程接口 。 Linux手册项目。 ISBN 978-1-59327-220-3
