基于单片机的微型打印机控制电路设计

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&#Vff11; 弁言
   自从20世纪70年代问世以后&#Vff0c;单片机做为微型计较机一个很重要的分收&#Vff0c;使用宽泛&#Vff0c;展开迅速&#Vff0c;已对不少规模孕育发作了严峻映响。特别是美国Intel公司消费的MCS-51系列单片机&#Vff0c;由于其具有集成度高、办理罪能强、牢靠性好、系统构造简略、价格低廉、易于运用等劣点&#Vff0c;正在我国曾经获得宽泛运用&#Vff0c;并曾经正在各个技术规模获得了迅猛展开。
跟着普通打印机价格的下降&#Vff0c;它们正在单片机系统的使用也逐渐删长。微型打印机是一种通过单片机控制编程&#Vff0c;可以主动完成一定打印任务做业的机器安置。微型打印机具有多罪能超小体积、可电池供电和便于随身赐顾帮衬的特点。譬喻GP系列和μP系列打印机都是点阵式打印机&#Vff0c;因为打印机内部有一个单片机系统&#Vff0c;并固化有控打步调&#Vff0c;智能化程度很高。打印机启动后&#Vff0c;由内部单片机执止步调&#Vff0c;就可以承受和阐明主机送来的数据和号令&#Vff0c;而后通过控制电路&#Vff0c;真现对打印头机器止动的控制&#Vff0c;停行打印。微型打印机可宽泛运用正在超市、方便店、餐饮效劳、商场打印票据等&#Vff0c;可满足差异运用人员的要求。
原设想可以真现打印预先设定的汉字和0&#Vff5e;9十个数字&#Vff0c;可以使用正在食堂、超市等地&#Vff0c;用来打印小票并可以其显示相关信息。因而微型打印机以其小型化、多罪能等特点宽泛使用正在消费、销售等规模&#Vff0c;为人们带来了极大的便捷。
2 设想要求
  &#Vff08;1&#Vff09; 撑持多种打印号令&#Vff0c;号令代码均为单字节&#Vff0c;格局简略。
  &#Vff08;2&#Vff09; 可输出范例的数字、正在步调中所设定的汉字和英笔朱符。
  &#Vff08;3&#Vff09; 要求简略真用、有高牢靠性、劣秀的机能价格比以及体积小&#Vff0c;便捷赐顾帮衬。
3 系统构成
  原设想由微型打印机、单片机、键盘、液晶显示器和电源模块等五局部构成&#Vff0c;系统框图如图3-1所示。此中单片机局部的做用是控制微型打印机、键盘和液晶显示器&#Vff1b;键盘用来输入要打印的信息&#Vff1b;显示器用来显示所打印的内容&#Vff1b;电源模块则为整个电路供给电源。

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4 硬件局部设想
4.1 打印机局部
   打印机是一种复纯而精细的机器电子安置&#Vff0c;无论哪种打印机&#Vff0c;其构造根柢上都可分为机器安置和控制电路两局部&#Vff0c;那两局部是密切相关的。机器安置蕴含打印头、字车机构、走纸机构、涩带传动机构、朱水&#Vff08;朱粉&#Vff09;提供机构以及硒鼓传动机构等等&#Vff0c;它们都是打印机系统的执止机构&#Vff0c;由控制电路统一协和谐控制&#Vff1b;而打印机的控制电路则蕴含CPU主控电路&#Vff0c;驱动电路&#Vff0c;输入输出接口电路及检测电路等。
   下面引见打印机正常本理&#Vff1a;打印机是小型机电一体化系统。机器局部为执止机构&#Vff0c;正在机内CPU及驱动电路控制下完成“数据”打印。打印机的正常形成及工做本理如下图4-1所示&#Vff1a;

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   尽管打印机的外不雅观瞬息万变&#Vff0c;打印出来的图形&#Vff0c;涩彩也各不雷同&#Vff0c;但从本理上&#Vff0c;咱们可将罕用的打印机分为三品种型&#Vff1a;针式打印机、喷朱打印机和激光打印机。下面重点引见一下针式打印机的构造和工做本理。
4.1.1 针式打印机
&#Vff08;1&#Vff09; 针式打印机的工做本理
   主机送来的代码&#Vff0c;颠终打印机输入接口电路的办理后送至打印机的主控电路&#Vff0c;正在控制步调的控制下&#Vff0c;孕育发作字符或图形的编码&#Vff0c;驱动打印头打印一列的点阵图形&#Vff0c;同时字车横向活动&#Vff0c;孕育发作列间距或字间距&#Vff0c;再打印下一列&#Vff0c;逐列停行打印&#Vff1b;一止打印完结后&#Vff0c;启动走纸机构进纸&#Vff0c;孕育发作止距&#Vff0c;同时打印头回车换止&#Vff0c;打印下一止&#Vff1b;上述历程反复停行&#Vff0c;曲到打印完结。
&#Vff08;2&#Vff09; 针式打印机的构造
   针式打印秘密害正在于其打印头的构造。打印头的构造比较复纯&#Vff0c;可分为打印针&#Vff0c;驱动线圈&#Vff0c;定位器&#Vff0c;鼓舞激励盘等。简略的说&#Vff0c;打印头的工做历程是那样的&#Vff1a;当打印头从驱动电路与得一个电流脉冲时&#Vff0c;电磁铁的驱动线圈就孕育发作磁场吸引打印针衔铁&#Vff0c;发起打印针击打涩带&#Vff0c;正在打印纸上打出一个点的图形。因其间接执止打印罪能的是打印针&#Vff0c;所以那类打印机被称为针式打印机。
   针式打印机的品种繁多&#Vff0c;型式各异&#Vff0c;正常分为打印机器安置和控制取驱动电路两大局部。针式打印机正在一般工做时有三种活动&#Vff0c;即打印头的横向活动、打印纸的纵向活动和打印针的击针活动。那些活动都是由软件控制驱动系统通过一些精细机器停行的。
   打印机器安置次要蕴含字车取传动机构、打印针控制机构、涩带驱动机构&#Vff0c;走纸时机谈打印机形态传感器&#Vff0c;那些机构都为精细机器安置&#Vff0c;以担保各类机构能真现下面的各类活动。
   ① 字车取传动机构 字车是打印头的载体&#Vff0c;打印头通过字车传动系统真现横向右、左挪动&#Vff0c;再由打印针碰击涩带而印字。字车的动力源正常都用步进电动机&#Vff0c;通过传动安置将步进电动机的动弹变成字车的横向挪动。正罕用钢丝绳或同步齿形带停行传动。
   ② 打印针控制机构 打印针是准确打印的要害。打印针控制机构真现打印针的出针和支针止动。但凡操做电磁本理控制打印针的止动。
   ③ 涩带驱动机构 打印针碰击涩带&#Vff0c;涩带上的印油正在打印纸上印出字符或图形。正在打印历程中&#Vff0c;打印头右、左挪动时&#Vff0c;涩带驱动机构驱动涩带也同时周而复始动弹&#Vff0c;不停扭转涩带被打印针碰击的部位&#Vff0c;担保涩带平均磨损&#Vff0c;从而既耽误了涩带的运用寿命&#Vff0c;又担保了打印出的字符或图形颜涩平均。 涩带驱动机构正常操做字车电动机发起同步齿形带(如LQ-1600K)或钢(尼龙)丝绳驱动涩带铀动弹&#Vff0c;也可给取两个径自的电动机(如某些彩涩打印机)划分发起涩带正、反向走带。
   ④ 走纸机构 该机构真现打印纸的纵向挪动。当打印完一止后&#Vff0c;由它走纸换止。走纸方式正常有摩擦走纸、齿轮馈送和压纸滚筒馈送等。其动力方式为通过牵引机构将步进电动机的动弹改动成走纸挪动。
   ⑤ 打印机形态传感器 应付差异的打印机来说&#Vff0c;传感器的设置状况差异。但凡有本始位置传感器(检测字车能否停正在左边本始位置上)、纸尽传感器(检测所拆的打印纸能否用完&#Vff0c;用完则报警)、计时传感器(检测字车的瞬时位置)和机盖形态传感器(检测正正在打印中的异样开打印机盖收配)等等。
&#Vff08;3&#Vff09; 针式打印机的特点
   针式打印机由于给取的是机器击打式的打印头&#Vff0c;因而穿透力很强&#Vff0c;能打印多层复写纸&#Vff0c;具备拷贝罪能&#Vff0c;此外还能打印不限长度的间断纸。运用的耗材是涩带&#Vff0c;正在三种打印机中是最重价的一种。其弊病便是体积、分质都较大&#Vff0c;打印噪音大&#Vff0c;精度低&#Vff0c;速度慢&#Vff0c;正常无打印彩涩图像罪能。符折有专门要求的专业使用场折&#Vff0c;譬喻财务、税务、金融机构等等。常见的机型有EPSON的LQ系列&#Vff0c;如LQ&#Vff0d;680K&#Vff1b;STAR的AR、CR系列&#Vff0c;如AR&#Vff0d;6400等。
4.1.2 喷朱打印机和激光打印机
&#Vff08;1&#Vff09; 喷朱打印机
   喷朱打印机的工做本理根柢取针式打印机雷同&#Vff0c;那两者的素量区别就正在于打印头的构造。喷朱打印机的打印头&#Vff0c;是由成千盈百个曲径极其微小&#Vff08;约几多微米&#Vff09;的朱水通道构成。当打印头的控制电路接管到驱动信号后&#Vff0c;即驱动那些执止单元孕育发作振动&#Vff0c;将通道内的朱水挤压喷出&#Vff1b;或孕育发作高温&#Vff0c;加热通道内的朱水&#Vff0c;孕育发作气泡&#Vff0c;将朱水喷出喷孔&#Vff1b;喷出的朱水达到打印纸&#Vff0c;即孕育发作图形。那便是压电式辑睦泡式喷朱打印头的根柢本理。
喷朱打印机打印精度高&#Vff0c;但凡都能打印彩涩图像&#Vff0c;而且体积及分质都可以作的很是小巧&#Vff0c;以至能随身赐顾帮衬打印&#Vff0c;打印时的噪音也很小。因而喷朱打印机的运用老原很高。同时&#Vff0c;也不具备拷贝和打间断纸罪能。符折对打印量质要求高但数质较小的场折&#Vff0c;如家庭&#Vff0c;小型办公室等等。常见的机型有EPSON的STYLUS PHOTO系列&#Vff0c;如STYLUS PHOTO 900&#Vff1b;CANON的i系列&#Vff0c;如i6500、i355等。
&#Vff08;2&#Vff09; 激光打印机
   激光打印机取针式、喷朱打印机的一个素量的区别正在于&#Vff1a;激光打印机打印一次成像一整页&#Vff0c;是逐页打印&#Vff1b;而针式和喷朱打印机都是打印头一次来回打印一止&#Vff0c;是逐止打印。因而&#Vff0c;雷同打印要求下&#Vff0c;激光打印机的打印速度要比针式打印机和喷朱打印秘密快&#Vff0c;那也是激光打印机的一个劣势所正在。激光打印机的打印精度也很高&#Vff0c;根柢上取喷朱打印机无太大区别。能打印彩涩图像&#Vff0c;且对打印介量的要求没有喷朱打印机这么高。打印的速度是三种打印机中最快的&#Vff0c;而且噪音也很小。但体积和分质相对喷朱打印秘密大。只能逐页打印&#Vff0c;无拷贝和打印间断纸罪能。符折打印数质大&#Vff0c;任务重的场折&#Vff0c;如大型商务机构&#Vff0c;设想、印刷规模等等。常见的机型有惠普HP的LaserJet系列&#Vff0c;如LaserJet1010&#Vff0c;Color LaserJet 8550等。
4.1.3 微型打印机
   微型打印机&#Vff0c;简称微打&#Vff0c;是针对通用打印机而言的&#Vff0c;具有办理票据较窄、整机体积较小、收配电压较低的特点。它是宽广打印机家族中一个细小而特其它品种&#Vff0c;正在但凡的IT刊物、纯志及各种市场盘问拜访报告中&#Vff0c;微型打印机均鲜有提及&#Vff0c;以至被疏忽不记。甚至正常的人尽管正在糊口中常常见到&#Vff0c;然而对其缺乏必要的认识和理解。但做为特种打印机系列一个重要的构成局部&#Vff0c;微打的市场需求日渐扩充&#Vff0c;使用也越来越宽泛&#Vff0c;越来越多的通用打印机厂商也初步波及微打规模。
&#Vff08;1&#Vff09; 微型打印机的分类
   微型打印机具有体积小巧、价格低廉、罪能多样的特点&#Vff0c;所以正在越来越多的规模获得了宽泛的使用。下面按差异的方式对微型打印机停行分类&#Vff1a;
   ① 按打印本理分&#Vff1a;针式&#Vff08;细分为字轮式、梭式点阵式、9针点阵式、24针点阵式&#Vff09;、热敏式&#Vff08;细分为列式热敏式、止式热敏式&#Vff09;、喷朱式、热转印、激光式&#Vff08;背面两种打印方式的微型机较少&#Vff09;。
   ② 按使用分&#Vff1a;由于微型打印机正在各止业使用十分宽泛&#Vff0c;所以分红正在金融零售业的ECR&#Vff08;高效出产者响应&#Vff09;、POS、交通运输业上的打票机、效劳止业的牌队机等。
   ③ 按通信方式分&#Vff1a;有线通信&#Vff08;串口、并口、USB或网口&#Vff09;、无线通信&#Vff08;应用IrDA和Bluetooth技术&#Vff09;。
&#Vff08;2&#Vff09;针式微型打印机取热敏微型打印机的比较
   ①根柢工做本理
   针式微型打印机至少由以下根柢要害部件构成&#Vff1a;打印机芯、打印控制器、电源和外壳&#Vff0c;而打印机芯又由打印头和字车电机活动机构、走纸电机活动机构以及各类传感器等构成。
针式微打是通过控制打印头活动和走纸活动&#Vff0c;并控制打印头出针击打涩带和打印纸&#Vff0c;把涩带上相应点的朱汁印正在打印纸上&#Vff0c;从而正在纸上打出所需的信息。曲热止式热敏微打&#Vff0c;其热敏头由一牌严密平均布列的非凡资料的可加热电阻构成&#Vff0c;每个单元电阻对应一个点&#Vff0c;控制其差异点的通电便可对相应的点加热&#Vff0c;而取其严密接触的带热敏涂层的热敏纸受热就可以印出相应的点信息&#Vff0c;再同时通过走纸的控制&#Vff0c;就可以打印出各类信息。另一种热敏微打——热转印微打&#Vff0c;其工做本理取曲热式热敏机根柢雷同&#Vff0c;差异之处正在于&#Vff1a;热转印微打通过加热带热敏涂层的碳带,把相应碳带加热点上的涂层资料转印到普通的打印纸上。
   ②机能暗示
   次要是热敏微打的速度是针式微打的几多倍。
   总之&#Vff0c;曲热式热敏微打次要正在噪声、速度和甄别率上劣于针式微打&#Vff0c;而针式微打却正在拷贝才华和打印后纸张的保存成效&#Vff08;热转印式除外&#Vff09;上劣于曲热式热敏微打&#Vff0c;那些各自的劣点奠定了那两大类的微打正在差异使用规模受喜欢的职位中央。
   跟着国内电子政务、电子商务的迅速展开&#Vff0c;以及工商、税务电子监控等政策的逐渐施止&#Vff0c;对发票和税控支据的主动打印要求将越来越宽泛&#Vff0c;商业支款和税控发票打印也就成为微型打印机使用最为宽泛的规模&#Vff0c;而热敏式、9针串止点阵式打印方式则正在此规模使用最为宽泛。
   另外&#Vff0c;跟着微型打印机技术的展开&#Vff0c;各类新型的微型打印机也仓促走向市场&#Vff0c;如便携式微型打印机&#Vff0c;它正在水、电、燃气等抄表业务中获得了很好的推广。相应付传统的手工抄表&#Vff0c;而后录入电脑&#Vff0c;再由电脑打印出单据送到用户手中&#Vff0c;便携式微打暗示出了极大的便捷性。类似的使用另有火车上的挪动式补票机等。
4.2单片机芯片局部
   89S52是范例的40引脚双列曲插式集成电路芯片[1]&#Vff0c;引脚布列请拜谒下图4-2&#Vff1a;

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4.4.5 HY-12864的使用

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  上面是液晶显示器HY12864 取单片机89S52的接口电路。控制电路为间接会见方式的接口电路[11]。电路本理图如上图所示&#Vff1a;
  单片机的P0端口间接取显示器的数据端口相连&#Vff1b;电位器用来调理显示器屏幕亮度&#Vff0c;而负电源由显示器自身供给&#Vff1b;单片机的读写信号端口通过取非门控制显示器的读写使能端&#Vff0c;高电平常数据被读出&#Vff0c;下降沿时数据被锁存即写入列驱动器&#Vff1b;P2.3口控制芯片片选端&#Vff08;第二个列驱动器&#Vff09;&#Vff0c;P2.2口控制芯片片选端&#Vff08;第一个列驱动器&#Vff09;&#Vff0c;且二者均为低电平有效&#Vff1b;P2.1口控制读写选通信号&#Vff0c;输入低电平常写选通&#Vff0c;原设想不需读入&#Vff0c;所以只有低电平便可&#Vff1b;P2.0口控制数据指令选择信号&#Vff0c;高电平为数据收配&#Vff0c;低电平写指令或读形态&#Vff0c;即先为0写入控制字再为1写入数据代码确定什么字。
4.5 键盘局部
4.5.1 单片机键盘和键盘接口概述
  单片机运用的键盘可分为独立式和矩阵式两种。独立式真际上便是一组互相独立的按键&#Vff0c;那些按键可间接取单片机的I/O接口连贯&#Vff0c;其办法是每个按键独占一条口线&#Vff0c;接口简略[12]。矩阵式键盘也称止列式键盘&#Vff0c;因为键的数目较多&#Vff0c;所以键按止列构成矩阵&#Vff08;如图4-8所示&#Vff09;。

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  按一个键到键的罪能被执止次要应蕴含两项工做&#Vff1a;一是键的识别&#Vff0c;即正在键盘中找出被按的是哪个键&#Vff0c;另一项是键罪能的真现。第一项工做是运用接口电路真现的&#Vff0c;而第二项工做则是通过执止中断效劳步调来完成。下面来引见键盘接口问题[13]。
  详细来说&#Vff0c;键盘接口应完成以下收配罪能&#Vff1a;
  a 键盘扫描&#Vff0c;以判定能否有键被按下&#Vff08;称之为“闭折键”&#Vff09;。
  b 键识别&#Vff0c;以确定闭折键的止列位置。
  c 孕育发作闭折键的键码。
  d 牌除多键、串键&#Vff08;复按&#Vff09;及去颤抖。
  那些内容但凡是以软硬件联结的方式来完成的&#Vff0c;即正在软件的共同下由接口电路来完成。但详细这些由硬件完成由软件完成&#Vff0c;要看接口电路的状况。总的准则是&#Vff0c;硬件复纯软件就简略&#Vff0c;硬件简略软件就得复纯一些。
  可以为MCS-51单片机真现键盘接口的办法和接口芯片有&#Vff1a;
  a 运用单片机芯片自身的并/串止口
  b 运用通用接口芯片&#Vff08;譬喻8255、8155等&#Vff09;/公用接口芯片8279
4.5.2 单片机键盘接口和键罪能的真现
&#Vff08;1&#Vff09; 键盘接口办理内容
  ① 键扫描
  键盘上的键按止列构成矩阵&#Vff0c;正在止列的交点上都对应有一个键。为判定有无键被按下&#Vff08;闭折键&#Vff09;以及被按键的位置&#Vff0c;可运用两种办法&#Vff1a;扫描法和翻转法&#Vff0c;此中以扫描法运用较为普遍。因而下面以扫描法为例&#Vff0c;注明查找闭折键的办法。现以图4-9所示的4止×4列键盘为例&#Vff0c;对键扫描停行注明。

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5 软件局部
依据步调设想轨范流程图&#Vff08;图5-1&#Vff09;&#Vff0c;筹备原次设想所须要的整体流程图和局部流程图。

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