Hardware Access/pt: what changed

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Title: Hardware Access/pt

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1	+	## Visão Geral
2	+
3	+	Está página é o inicio de um tutorial sobre acesso a dispositivos de hardware no Lazarus. Estes dispositivos incluem, mas não se limitam a: Placas ISA e PCI, as portas paralela e serial e USB.
4	+
5	+	Acessar o hardware de uma maneira completamente multi-plataforma não é implementada pela biblioteca RunTime do Free Pascal ou pela LCL, assim este tutorial cobre métodos diferentes para diferentes plataformas. O código pode ser compilado em ambientes diferentes utilizando compilação condicional. Abaixo segue um exemplo disso:
6	+
7	+	``` pascal
8	+	uses
9	+	Classes, SysUtils, LResources, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, ExtCtrls,
10	+	{$IFDEF WIN32}
11	+	Windows;
12	+	{$ENDIF}
13	+	{$IFDEF Linux}
14	+	ports;
15	+	{$ENDIF}
16	+	```
17	+
18	+	Não se sabe ainda, até esse momento, se Mac OS x/x86 permitirá acesso HW. Ele pode não permitir isso, embora eu assuma neste caso , em tempo, que drivers como io.dll aparecerão.
19	+
20	+	## Comparação entre Paralelo e Serial
21	+
22	+	Placas ISA, Placas PCI e a Porta Paralela comunicam-se com o computador utilizando um protocolo de comunição paralela. A Porta Serial e dispositivos USB trabalham com um protocolo serial. Como o processando e, consequentemente, as linguagens de programação trabalham com uma abordagem paralela aos dados, esse tipo de acesso é mais fácil de ser implementado no lado do software. Ao acessar uma variável do tipo inteiro, por exemplo, você pode acessar seu conteúdo inteiro com um único comando. Com o protocolo serial apenas um bit é enviado de cada vez e é preciso juntá-los para depois poder compreender os dados.
23	+
24	+	A Comunicação serial é difícil de ser implementada diretamente, mas pode ser muito fácil se utilizarmos um componente pronto. Ela também é mais difícil no lado do hardware, logo muitos dispositivos utilizam Circuitos Integrados especialmente desenvolvidos ou até microcontroladores para implementar o protocolo serial.
25	+
26	+	Agora uma breve comparação dos protocolos de comunicação:
27	+
28	+	\| \| Velocidade \| Dificuldade de implementação do hardware \|
29	+	\|----\|----\|----\|
30	+	\| Porta Serial \| Muito lenta (\< E5 bit/s) \| Média \|
31	+	\| Porta Paralela \| Lenta (~ E6 bit/s) \| Fácil \|
32	+	\| Placa ISA \| Média (~ E7 bit/s) \| Média \|
33	+	\| USB \| Média (~ E7 bit/s) \| Difícil \|
34	+	\| Placa PCI \| Muito Rápida (\> E9 bit/s) \| Muito difícil \|
35	+
36	+	## Comunicação Paralela
37	+
38	+	### Utilizando a inpout32.dll para Windows
39	+
40	+	O Windows tem diferentes formas para acessar dispositivos de hardware na série 9x e na série NT. A série 9x (95, 98, Me) os programas podem acessar as portas diretamente, da mesma maneira que era feito no DOS. A série NT, porém, não permite isto e todos acesso as portas devem ser feitos através de Dispositivos Drivers. Isto é um mecanismo de segurança, mas pode complicar o desenvolvimento de aplicativos pequenos que apenas precisam acessar uma determinada porta.
41	+
42	+	Felizmente existe uma biblioteca que carrega dentro de si um driver. Quando ela é chamada para acessar uma determinada porta ela detecta se o Windows em operação é da série NT e, em caso afirmativo, descomprime o driver Hwinterface.sys e o instala no kernel. Se a série 9x for detectada ele simplesmente utiliza instruções de assembler para acessar o hardware.
43	+
44	+	Mas como utilizar a biblioteca? Simples! Ela possuí apenas duas funções, Inp32 e Out32, e seu uso é bastante intuitivo.
45	+
46	+	Nós estaremos carregando a biblioteca dinamicamente, então é bom definir as funções antes:
47	+
48	+	``` pascal
49	+	type
50	+	TInp32 = function(Address: ShortInt): ShortInt; stdcall;
51	+	TOut32 = procedure(Address: ShortInt; Data: ShortInt); stdcall;
52	+	```
53	+
54	+	- Address representa o endereço da porta a ser acessada.
55	+	- Out32 envida Dados para a porta.
56	+	- Inp32 returna um byte da porta no Address.
57	+
58	+	Agora podemos carregar a biblioteca. Isto pode ser implementado num lugar como o evento OnCreate do seu formulário principal:
59	+
60	+	``` pascal
61	+	type
62	+	TMyForm = class(TForm)
63	+	.........
64	+	private
65	+	{ private declarations }
66	+	Inpout32: THandle;
67	+	Inp32: TInp32;
68	+	Out32: TOut32;
69	+	.........
70	+	implementation
71	+	.........
72	+	procedure TMyForm.FormCreate(Sender: TObject);
73	+	begin
74	+	{$IFDEF WIN32}
75	+	Inpout32 := LoadLibrary('inpout32.dll');
76	+	if (Inpout32 <> 0) then
77	+	begin
78	+	@Inp32 := GetProcAddress(Inpout32, 'Inp32');
79	+	if (@Inp32 = nil) then Caption := 'Error';
80	+	@Out32 := GetProcAddress(Inpout32, 'Out32');
81	+	if (@Out32 = nil) then Caption := 'Error';
82	+	end
83	+	else Caption := 'Error';
84	+	{$ENDIF}
85	+	end;
86	+	```
87	+
88	+	Se você carregar a biblioteca no evento OnCreate não esqueça de descarrega-la no evento OnDestroy:
89	+
90	+	``` pascal
91	+	procedure TMyForm.FormDestroy(Sender: TObject);
92	+	begin
93	+	{$IFDEF WIN32}
94	+	FreeLibrary(Inpout32);
95	+	{$ENDIF}
96	+	end;
97	+	```
98	+
99	+	Aqui está um exemplo de uso da função Inp32:
100	+
101	+	``` pascal
102	+	{$IFDEF WIN32}
103	+	myLabel.Caption := IntToStr(Inp32($0220));
104	+	{$ENDIF}
105	+	```
106	+
107	+	Este código foi testado com uma placa ISA própria na porta\$0220, utilizando o Lazarus 0.9.10 no Windows XP. Obviamente é necessário possuir a unidade Windows na cláusula "uses" para que este código possa funcionar. Para distribuir um aplicativo que utilize a biblioteca você precisa apenas incluir a "inpout32.dll" no mesmo diretório do executável.
108	+
109	+	Está é a página principal da biblioteca: [www.logix4u.net/inpout32.htm](http://www.logix4u.net/inpout32.htm)
110	+
111	+	### Usando assembler no Windows 9x
112	+
113	+	No Windows 9x você pode também utilizar código assembler. Supondo que você deseja escrever em \$CC para a portal \$320. O seguinte código fará isso:
114	+
115	+	``` pascal
116	+	{$ASMMODE ATT}
117	+	...
118	+	asm
119	+	movl $0x320, %edx
120	+	movb $0xCC, %al
121	+	outb %al, %dx
122	+	end ['EAX','EDX'];
123	+	```
124	+
125	+	### Troubleshooting no Windows
126	+
127	+	Uma possível fonte de confusão usando hardware paralelo que não suporta Plug and Play no Windows é que o Windows pode associar a porta utilizada pelo seu hardware para outro dispositivo. Você pode procurar instruções na URL a seguir sobre como falar para o Windows não associar o endereço de seu dispositivo para dispositivos Plug And Play:
128	+
129	+	<http://support.microsoft.com/kb/135168>
130	+
131	+	### Utilizando ioperm para acessar portas no Linux
132	+
133	+	A melhor maneira de acessar dispositivos de hardware no Linux é através de drivers, mas, devido a complexidade envolvida na criação de um, às vezes um método mais simples é muito útil.
134	+
135	+	Para utilizar a unidade "[[doc:rtl/ports\|ports]]" no Linux, seu programa deve ser executado como super-usuário (ex: root) e a função IOPerm deve ser chamada para definir as permissões de acesso as portas. Você pode encontrar documentação sobre a unidade "[[doc:rtl/ports\|ports]]" [aqui](http://www.freepascal.org/docs-html/rtl/ports/index.html).
136	+
137	+	A primeira coisa a ser feita é estabelecer um vínculo com o (g)libc e chamar a função IOPerm. Uma unidade que estabelece vínculos para todo o (g)libc existe no Free Pascal, mas ela causa problemas quando é utilizada diretamente pela aplicação e vinculação estática, além do que não é uma boa idéia porque ela mudança frequentemente entre versões em uma incompatível maneira. Funções como ioperm, entretanto, são improváveis de serem modificadas.
138	+
139	+	``` pascal
140	+	{$IFDEF Linux}
141	+	function ioperm(from: Cardinal; num: Cardinal; turn_on: Integer): Integer; cdecl; external 'libc';
142	+	{$ENDIF}
143	+	```
144	+
145	+	- "from" representa a primeira porta a ser acessada.
146	+	- "num" é o número de portas após a primeira a serem acessadas, assim ioperm(\$220, 8, 1) dará ao programa acesso a todos portas entre e incluindo \$220 e \$227.
147	+
148	+	Após vincular OIPerm você pode utilizar port\[\<Endereço\>\] para acessar as portas.
149	+
150	+	``` pascal
151	+	{$IFDEF Linux}
152	+	i := ioperm($220, 8, 1);
153	+	port[$220] := $00;
154	+	myLabel.Caption := 'ioperm: ' + IntToStr(i);
155	+	i := Integer(port[$220]);
156	+	myOtherLabel.Caption := 'resposta: ' + IntToStr(i);
157	+	{$ENDIF}
158	+	```
159	+
160	+	Este código for testado com uma placa ISA própria na porta \$0220, utilizando o Lazarus 0.9.10 no Mandriva Linux 2005 e no Damn Small Linux 1.5.
161	+
162	+	### Acesso geral ao Hardware UNIX
163	+
164	+	``` pascal
165	+	{$IFDEF Unix}
166	+	Uses Clib; // recupera o nome da biblioteca libc.
167	+	{$ENDIF}
168	+
169	+	{$IFDEF Unix}
170	+	function ioperm(from: Cardinal; num: Cardinal; turn_on: Integer): Integer; cdecl; external clib;
171	+	{$ENDIF}
172	+	```
173	+
174	+	Nota Note que o FPC fornece uma abstração para ioperm chamada "fpioperm" na [[doc:rtl/x86/index.html\|unit x86]], e também define funções out e inport. Essas funções atualmente são implementadas por Linux/x86 e FreeBSD/x86.
175	+
176	+	Não é recomendado vincular libc a menos que seja absolutamente necessário para possibilitar o desenvolvimento e portabilidades das funções. Também a vinculação manual da libc (declarando importações pontuais libc para funções que estão disponíveis noutros países) como feito anteriormente não é recomendado (ex: a importação libc na linha acima irá falhar se, desnecessariamente, o padrão lib C não é chamado libc, como por exemplo libroot no BeOS, ou em plataformas com simbolos não-padrão C estragados).
177	+
178	+	Nota 2 Usar _unit_ libc não é recomendado sob quaisquer outras cirscunstâncias do que a compatibilidade com Kylix. Isso porque a unit é relativamente não-portável (garanta a exposição das estruturas e outros símbolos privados) e deve ser modificada tão pouco quanto possível fora das questões de compatibilidades com Kylix.
179	+
180	+	## Comunicação Serial
181	+
182	+	A seção de [[Hardware Access/pt\|Links Externos]] tem tutoriais de portas seriais UNIX e Windows.
183	+
184	+	## USB
185	+
186	+	### libusb
187	+
188	+	Uma possibilidade multi-plataforma para Linux, BSDs e Mac OS X é a [libusb](http://libusb.sourceforge.net/).
189	+
190	+	Os cabeçalhos estão listado em <http://www.freepascal.org/contrib/db.php3?category=Miscellaneous>:
191	+
192	+	\| nome \| autor \| versão \| data \| link \| comentários \|
193	+	\|----\|----\|----\|----\|----\|----\|
194	+	\| libusb.pp \| nowrap \\| Uwe Zimmermann \| 0.1.12 \| nowrap \\| 2006-06-29 \| <http://www.sciencetronics.com/download/fpc_libusb.tgz> \| \|
195	+	\| libusb.pas \| Johann Glaser \| \| nowrap \\| 2005-01-14 \| <http://www.johann-glaser.at/projects/libusb.pas> \| \|
196	+	\| fpcusb \| Joe Jared \| 0.11-14 \| nowrap \\| 2006-02-02 \| <http://relays.osirusoft.com/fpcusb.tgz> \| nowrap \\| link download quebrado \|
197	+
198	+	### FTDI
199	+
200	+	Se você usa um dos chips da [FTDI](http://www.ftdichip.com/), você pode os cabeçalhos pascal da sua interface de dll para o chip.
201	+
202	+	## Links Externos
203	+
204	+	Comparação de velocidade de Protocolos de Comunicação
205	+
206	+	1. <http://en.wikipedia.org/wiki/Serial_port#Speed>
207	+	2. <http://www.lvr.com/jansfaq.htm> - Jan Axelson's Parallel Port FAQ
208	+	3. <http://en.wikipedia.org/wiki/USB#Transfer_Speed>
209	+	4. <http://en.wikipedia.org/wiki/PCI#Conventional_PCI_bus_specifications>
210	+
211	+	Links de Comunicação Serial:
212	+
213	+	1. Em UNIX: [1](http://www.easysw.com/~mike/serial/serial.html)
214	+	2. Em Windows: <http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/dnfiles/html/msdn_serial.asp>
215	+	3. Componente Synaser: <http://synapse.ararat.cz/>
216	+	4. Pacote Delphi Comport: <http://sourceforge.net/projects/comport/>
217	+
218	+	ISA Digital Oscilloscope - Um exemplo de acesso ao hardware com fonte completo incluso:
219	+
220	+	[2](http://eletronicalivre.incubadora.fapesp.br/portal/english/oscilloscope/)
221	+
222	+	---
223	+	From the Free Pascal wiki, page "Hardware Access/pt", as it stood on 2020-02-16 after a change by Trev, out of the wiki's dump of 2024-05-26. Copyright stays with the author who wrote it, according to the old wiki's [[Licensing]] page. If you have concerns about this material, [message the admin](/wiki-contact).

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