URZĄDZENIA PERYFERYJNE SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH Marek Niedostatkiewicz Katedra Miernictwa Elektronicznego ETI PG 2003

URZĄDZENIA PERYFERYJNE SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH 4. Urządzenia wyjściowe Marek Niedostatkiewicz Katedra Miernictwa Elektronicznego ETI PG 2003

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki laserowe Drukarki tworzące obraz metodą przenoszenia stałego barwnika (tonera) przez pokryty materiałem światłoczułym bęben na papier. najlepsze rozdzielczości duża szybkość wydruku duża cena zakupu niskie koszty eksploatacji

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki laserowe pierwsza drukarka laserowa: Xerox 9700, rok 1977, cena $350000 rozdzielczość 300DPI HP LaserJet 1984 drukarka 600DPI: Lexmark 1991 drukarki kolorowe HP Colour LaserJet 5 1996

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki laserowe - zasada działania (1) Podstawowe elementy: bęben światłoczuły - zjawisko fotorezystywności toner generator WN wprasowywarka termiczna tonera do papieru drukarka wykorzystuje zjawisko elektrostatyki jako “tymczasowego kleju” przenoszącego toner z zasobnika, przez bęben, na papier zasada działania jest zbliżona do fotokopiarki

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki laserowe - zasada działania (2) Cykl pracy Bęben jest ładowany dodatnio przy pomocy elektrody z drutu wysokim napięciem

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki laserowe - zasada działania (3) Cykl pracy Zespół lasera omiata bęben wykreślając na jego powierzchni wzór który ma się pojawić na papierze; W miejscach oświetlonych, materiał staje się przewodnikiem i odprowadza ładunek; na bębnie tworzy się odwzorowanie obrazu w rozkład ładunku elektrostatycznego write-black - naświetlone -> zadrukowane write-white - naświetlone -> niezadrukowane

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki laserowe - zasada działania (4) Cykl pracy do powierzchni bębna przyciągany jest naładowany ładunkiem przeciwnym toner, nanoszony z zasobnika tonera papier jest ładowany ładunkiem silniejszym niż bęben, dzięki czemu w miejscu styku bębna z papierem, toner jest przeciągany na papier

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki laserowe - zasada działania (5) Cykl pracy Elektroda rozładowuje papier Zadrukowany papier przechodzi przez gorące wałki układu utrwalającego, wprasowujące toner w papier Bęben jest rozładowywany lampą lub elektrodą. Układ czyszczący usuwa resztki tonera z bębna

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki laserowe - zasada działania (6) Cykl pracy papier jest ładowany ładunkiem silniejszym niż bęben, dzięki czemu w miejscu styku bębna z papierem, toner jest przeciągany na papier Kolejna elektroda rozładowuje papier Zadrukowany papier przechodzi przez gorące wałki układu utrwalającego, wprasowujące toner w papier Bęben jest rozładowywany lampą lub elektrodą. Układ czyszczący usuwa resztki tonera z bębna

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki laserowe - zasada działania (7)

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki laserowe - budowa (1) Bęben Jest pokryty światłoczułym materiałem fotorezystywnym OPC (organic photoconductive cartridge) krzem amorficzny - bębny są trwalsze i pozwalają na drukowanie na papierze makulaturowym i o zmiennej gramaturze

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki laserowe - budowa (2) Zespół naświetlający wariant I laser ruchome lustro soczewki wariant II linijka diod LED naświetla bęben zamiast lasera 2500 diod w dwóch szeregach dla 300dpi Typy naświetlania write-black - naświetlone -> zadrukowane obraz jest naświetlony i zadrukowany (bardziej ciemne) write-white - naświetlone -> niezadrukowane tło jest rozładowane i niezadrukowane (lepsze detale)

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki laserowe - budowa (3) Toner Barwiący proszek złożony z pigmentu i plastiku. Naniesiony elektrostatycznie jest wtapiany termicznie w papier Od jakości tonera zależy jakość wydruku

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki laserowe - budowa (4) Drukarki kolorowe Zwielokrotnienie mechanizmu nanoszenia tonerów o barwach CMYK na papier kilka przekładanych rewolwerowo zasobników z tonerem, nakładanych kolejno na papier kolejne warstwy kolorów nakładane na bęben, a następnie na raz na papier w drogich drukarkach stosuje się niezależne całe mechanizmy (toner, bęben, laser)

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki laserowe - budowa (4) Drukarki kolorowe Zwielokrotnienie mechanizmu nanoszenia tonerów o barwach CMYK na papier kilka przekładanych rewolwerowo zasobników z tonerem, nakładanych kolejno na papier kolejne warstwy kolorów nakładane na bęben, a następnie na raz na papier w drogich drukarkach stosuje się niezależne całe mechanizmy (toner, bęben, laser)

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki - generowanie obrazu W zależności od sposobu generowania obrazu w drukarce, można wyróznić: urządzenia wyposażone w procesor obrazu Sterownik drukarki na podstawie otrzymanych danych PCL lub Postscript (np. wyboru kroju pisma i tekstu, grafiki, ustawień strony) dokonuje syntezy układu strony. RIP (Raster Image Procesor) dokonuje konwersji strony na obraz bitowy, przeznaczony dla układu naświetlającego. Obrazy są przechowywane w pamięci roboczej drukarki, z możliwością wydruku wielu kopii, lub kolejkowania zadań drukarki GDI (grafical device interface) Synteza punktowa obrazu odbywa się w komputerze Drukarka otrzymuje dane graficzne - obciąża hosta przetwarzaniem obrazu

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki - języki programowania (1) ESC/P Epson Standard Code for Printers - język sterowania drukarek igłowych (i niektórych atramentowych), język posiada wiele odmian, najpopularniejsze to EPSON oraz IBM Proprinter Instrukcje mają postać jednobajtowych komend przypisanych do niektórych znaków ASCII ( CR, LF, FF) lub dwubajtowych, poprzedzonych znakiem ESC (0x1b) polecenia obejmują wysów papieru, przesów ręczny głowicy, wybór kroju pisma, sterowanie podajnikiem i obcinaczem papieru

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki - języki programowania (2) PCL Printer Control Language - język opisu strony dla drukarek laserowych, pierwsza wersja dla HP LaserJet 1984, wersje kompatybilne w górę, duża liczba funkcji, w tym złożonych strona jest drukowana dopiero po otrzymaniu polecenia FF lub w przypadku przepełnienia pamięci strony lub tekstu Najnowsze wersje mają zaimplementowane języki HP-GL i PJL

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki - języki programowania (3) PostScript język opisu strony, powstał w celu standartyzacji systemów składu elektronicznego (drukarek, naświetlarek, itp.) Warnock i Geschke, twórcy firmy Adobe Język całkowicie niezależny od sprzętu, rozszerzony w 1992 o mechanizmy fontów dla języków hieroglificznych, kompresji i dekompresji, kilka sposobów opisu kolorów, itp. standardowo: 35 fontów, występują fonty rastrowe i wektorowe, proporcjonalne lub nie (szerokość), kerneling, korekcje dla małych rozdzielczości. język ma właściwości strukturalne (pętle, skoki itp.), składnia oparta na odwrotnej notacji polskiej - kilka stosów - duzy stopień “upakowania” języka

Urządzenia wyjściowe - plotery Urządzenie przeznaczone do tworzenia wielkoformatowych, precyzyjnych rysunków metodą grafiki wektorowej. Podział ploterów: ze względu na sposób transportu papieru plotery płaskie Papier umocowany do płaskiej powierzchni przypięty przytrzymywany magnetycznie przytrzymywany elektrostatycznie Silnik krokowy przesuwa w jednej z osi sanie na których umieszczona jest głowica pisząca. Głowica pisząca porusza się wzdłuż sań w drugiej z osi.

Urządzenia wyjściowe - plotery Podział ploterów: ze względu na sposób transportu papieru plotery rolkowe Głowica pisząca porusza się wzdłuż jednej osi (X) nad papierem Papier przesuwany jest w drugiej osi przez jedną lub dwie rolki Silnik krokowy przesuwa w jednej z osi sanie na których umieszczona jest głowica pisząca. Plotery rolkowe mają większą szybkość działania lecz mniejszą rozdzielczość (do 28m2/h)

Urządzenia wyjściowe - plotery Podział ploterów: ze względu na element rysujący plotery pisakowe Wybierają z zasobnika pisak o określonym kolorze i grubości i wykreślają zadany element (elementy) rysunku Jednocześnie może być wykorzystywany tylko jeden pisak Umożliwiają pracę wyłącznie z grafiką wektorową Plotery pisakowe to najczęściej plotery płaskie plotery z głowicą atramentową Budowa i zasada działania głowicy analogiczna do drukarek atramentowych Zbiorniki atramentu umieszczone w głowicy lub zewnętrzne Plotery z głowicą atramentową to najczęściej plotery rolkowe Umożliwiają pracę z grafiką wektorową i rastrową

Urządzenia wyjściowe - plotery Podział ploterów: ze względu na element rysujący fotoplotery naświetlają powierzchnię pokrytą materiałem światłoczułym wiązką światła (zamiast pisaka) żródłem światła jest laser lub lampa halogenowa wykorzystywane do produkcji klisz poligraficznych oraz klisz do PCB rozdzielczość 1200-4000dpi plotery tnące posiadają głowicę z ostrzem lub pisak ostrzowy (do zwykłych ploterów) Umożliwiają wycianie w foli winylowej, kartonie i papierze o grubościach do 2mm

Urządzenia wyjściowe - plotery Podział ploterów: ze względu na element rysujący plotery grawerujące / wiertarki wyposażone w stalowe lub diamentowe ostrza / wiertła umożliwiają obróbkę tworzyw sztucznych i niektórych metali stanowią bazę do konstrukcji maszyn modelujących 3D

Urządzenia wyjściowe - plotery Języki sterujące ploterami HP-GL i HP-GL/2 opracowane przez firmę Hewlett-Packard. Standard w który wyposażane były np. oscyloskopy Tektronix RD-GL DPML PostScript Zagadnienie optymalizacji ilości wymian pisaków całkowitej drogi pokonywanej podczas rysowania Interfejsy ploterów RS232 port równoległy GPIB

Urządzenia wyjściowe - plotery Parametry ploterów szybkość rysowania szybkość rysowania przy opuszczonym pisaku rozdzielczość liczba adresowalnych kroków możliwych do wykonania na długości 1 cala lub wymiar najmniejszego kroku powtarzalność zdolność powracania do punktu w którym pisak był poprzednio wykorzystywany (ważna przy rysowaniu zamkniętych krzywych) Przykładowe parametry plotera HP Rozdzielczość adresowalna: 0.025 mm (0.001 cal) Rozdzielczość mechaniczna 0.00625 mm (0.00025 cal) Powtarzalność dla 1 pisaka: 0.1mm (0.004 cal) Max prędkość pisaka opuszczonego 80.0 cm/s (31.5 inches/s)

Interfejsy drukarek Port równoległy pierwotnym przeznaczeniem była obsługa drukarek ze względów handlowych zastosowano złącze DB-25 i kabel przejściowy do złącza tzw. Centronics, czyli Amphenol 57/157 poziom sygnałów zgodny z poziomami TTL długość kabla nie powinna przekraczać 5m transfer do 100kB, (500kB przy zastosowaniu FIFO) 4 linie sterujące: /STR, ALF, /INI, /DSL 5 linii statusu: PAP,BUSY,/ACK, ONOFF,/ERR 8 lini danych jednokierunkowych (Centronics) w niektórych komputerach dwukierunkowych SPP można traktować jako uniwersalny interfejs 12out / 5inp

Interfejsy drukarek Port równoległy - SPP

Interfejsy drukarek Port równoległy - SPP cykl: BUSY > dane > STR > ACK > BUSY

Interfejsy drukarek Port równoległy potrzeba zwiększenia przepustowości łącza równoległego: rozwój rynku drukarek atramentowych i laserowych - duże ilości danych, języki programowania dołączanie do portu równoległego urządzeń peryferyjnych wymagających dużych prędkości transmisji skanery przenośne dyski twarde / nagrywarki CD-R adaptery sieciowe / modemy różne próby rozszerzenia możliwości interfejsu Centronics ustandaryzowała norma IEEE1284 tryb kompatybilny (Compatibility Mode - SPP) tryb połówkowy (Nibble Mode) tryb bajtowy (Byte Mode) EPP (Enchanced Parallel Port) (Intel, Xircom, Zenith Data Systems) ECP (Extended Cabability Port) (Microsoft, Hewlett-Packard) problem dodatkowych rejestrów sterujących w przestrzeni IO rozwiązano w PC wykorzystując dodatkowe linie adresowe oprócz AD0-AD9 (0x778 i 0x378)

URZĄDZENIA PERYFERYJNE SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH Marek Niedostatkiewicz Katedra Miernictwa Elektronicznego ETI PG 2003 13.03.2003