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1、 单片机与微型打印机的接口技术 摘要：微型打印机是各种智能化仪表、仪器及各种单片机系统的重要输出设备。而单片机又具有集成度高、处理能力强、系统结构简单、价格低廉、体积小等优点，所以以单片机控制微型打印机的技术已经在许多领域得以应用，本文研究应用EL-MUT-111单片机/微机实验系统及8086CPU通过与打印机并行通信方法来控制其实现打印功能的设计。关键字：单片机；打印机；并行；接口 Single-chip and micro-printer interface technologyGUO JUNAbstract：The micro-printer is a variety of intell
2、igent instruments, equipment, and a variety of single-chip system and output device. The single-chip and high integration, processing capability, the system of simple structure, low cost, small size, etc., so a single-chip micro-printer control technology has been applied in many fields, this paper,
3、 the application of EL-MUT - 111 single-chip microcomputer / microprocessor systems and experiment with the printer 8086CPU parallel communication methods to achieve control over their design and printing method. The use of micro-printer market shuttle popular dot-matrix printers, this article and c
4、ontrol of single-chip micro-printer hardware design and realization of assembly language study briefly.Keywords：Single-chip；dot matrix printer；parallel；Interface 前言：打印机作为各种计算机的最主要输出设备之一，随着计算机技术的发展和日趋完美的用户需求而得到较大的发展。单片机在工业控制中的应用越来越广泛，因为其内部具有ROM、RAM、定时计数器及IO接口，单片机已经成为一个完整的计算机系统。由于它具有简单实用、高可靠性、良好的性能价格比
5、以及体积小等优点，已经在各个技术领域得到了迅猛发展。微型打印机在单片机应用系统中的应用也相当广泛，在工业测控、医疗设备、电力系统、计价器以及商场、超市、餐饮等办公设备中几乎成为标准配置。微型打印机的种类很多，有针式和热敏、台式和面板式、非汉字和汉字之分。如按接口类型划分，则有并口和串口两大类，其中串口类又可分为RS232C、RS485、USB及无线接口、红外线接口等。本文在分析微型打印机机芯的结构和驱动原理的基础上，对针点式微型打印机的开发设计的关键细节做了详尽的论述。1 单片机和微型打印机的种类及特点1.1 单片机的种类及特点单片机的种类有很多，其中ATMEL公司的AVR单片机,是增强型RI
6、SC内载Flash的单片机,芯片上的Flash存储器附在用户的产品中,可随时编程,再编程,使用户的产品设计容易,更新换代方便。Motorola是世界上最大的单片机厂商.从M6800开始,开发了广泛的品种,4位,8位,16位32位的单片机都能生产Motorola单片机的特点之一是在同样的速度下所用的时钟频率较Intel类单片机低得多,因而使得高频噪声低,抗干扰能力强,更适合于工控领域及恶劣的环境。Micro Chip单片机采用Harvard双总线结构,运行速度快,低工作电压,低功耗,较大的输入输出直接驱动能力,价格低,一次性编程,小体积. 适用于用量大,档次低,价格敏感的产品. EPSON单片机
7、以低电压,低功耗和内置LCD驱动器特点著名于世,尤其是LCD驱动部分做得很好. 8051单片机最早由Intel公司推出,其后,多家公司购买了8051的内核,使得以8051为内核的MCU系列单片机在世界上产量最大,应用也最广泛,有人推测8051可能最终形成事实上的标准MCU芯片.单片机的应用越来越广泛，种类已不仅限于此。1.2 微型打印机种类及特点从打印方式分类：针式微型打印机，热敏微型打印机、热转印微型打印机等。针式微型打印机是比较常见的微型打印机，针打有个好处就是打印的单据可以长时间保存，很多便利店中所用的微打都是针打，并且因为针式打印头控制简单，可以采用比较便宜的控制板方案来生产，所以比较
8、便宜。但是针打也有很多缺点：噪音大，打印速度慢、打印头损耗快，需要经常更换色带，因为其原理的关系，这些是不可克服的。热敏微型打印机比针式微型打印机出来得要晚一些，热敏打印机打印速度快，噪音小，打印头很少出现机械损耗，并且不需要色带，免去了更换色带的麻烦。但它也有缺点，因为其使用的是热敏纸，所以不能无限期保存。目前除了条码打印机和车票打印机，在其他领域国内使用很少，现在出租车上的打印机属于微型字模打印机。2 单片机与微型打印机的接口类型接口类型指的是指微型打印机与计算机之间采用的接口类型，通过这项指标也可以间接反映出打印机输出速度的快慢。目前市场上打印机产品的主要接口类型包括常见的并行接口和US
9、B接口。USB接口依靠其支持热插拔和输出速度快的特性，在打印机接口类型中迅速崛起，因此目前市场主流的打印机有些型号则兼具并行与USB两种打印接口。2.1 并行接口并行接口又简称为“并口”，是一种增强了的双向并行传输接口。优点是不需在PC中用其它的卡，无限制连接数目（只要你有足够的端口），设备的安装及使用容易，最高传输速度为1.5Mbps。目前，计算机中的并行接口主要作为打印机端口，接口使用的不再是36针接头而是25针D形接头。所谓“并行”，是指8位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，容易出错。2.2 USB接口USB的
10、全称是Universal Serial Bus，USB支持热插拔，即插即用的优点，所以USB接口已经成为微打的最主要的接口方式。USB有两个规范，即USB1.1和USB2.0。USB1.1是目前较为普遍的USB规范，USB2.0规范是由USB1.1规范演变而来的。可以用USB 2.0的驱动程序驱动USB 1.1设备。也就是说，所有支持USB 1.1的设备都可以直接在USB 2.0的接口上使用而不必担心兼容性问题，而且像USB线、插头等等附件也都可以直接使用。 2.3 串口串口叫做串行接口，现在的PC机一般有两个串行口COM1和COM2。串行口不同于并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位地
11、传送出去的。虽然这样速度会慢一些，但传送距离较并行口更长，因此若要进行较长距离的通信时，应使用串行口。通常COM1使用的是9针D形连接器，也称之为RS-232接口，而COM2有的使用的是老式的DB25 针连接器，也称之为RS-422接口，这种接口目前已经很少使用。3 系统的硬件设计3.1 单片机与微型打印机选取3.1.1 单片机的选取MCS-51单片机是指由美国INTEL公司生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如8031、8051、8751、8032、8052、8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所
12、以人们习惯于用8051来称呼MCS-51系列单片机，而8031是前些年在我国最流行的单片机，所以很多场合会看到8031的名称。INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机，当然，功能或多或少有些改变，以满足不同的需求，其中89C51是这几年在我国非常流行的单片机。8051与80C51的区别：80C51单片机是在8051的基础上发展起来的，也就是说在单片机的发展过程中是先有8051，然后才有80C51的。8051单片机与80C51单片机从外形看是完全一样的，其指令系统、引脚信号、总线等完全一致（完全兼容），在8051下开发的软件完全可以在8
13、0C51上应用，反过来，在89C51下开发的软件也可以在8051上应用。这两种单片机是完全可移植的。虽然这两种单片机外形及内部结构都一样，它们之间的主要差别在于芯片的制造工艺上。80C51的制造工艺是在8051基础上进行了改进。8051系列单片机采用的是HMOS工艺：高速度、高密度；80C51系列单片机采用的是CHMOS工艺：高速度、高密度、低功耗；也就是说80C51单片机是一种低功耗单片机。另外，80C51系列单片机是一类经典的8位微处理器，其设计方法和体系结构一直是其他各类单片机设计的参考典范，是比较成熟的。3.1.2 微型打印机的选取对于微型打印机，针式打印机以其结构简单、技术成熟、性能
14、价格比好、消耗费用低等优点在众多领域得到广泛应用，其基本工作原理是利用机械和电路驱动原理，使打印针撞击色带和打印介质，进而打印出点阵，再由点阵组成字符或图形来完成打印任务的。打印机在联机状态下，通过接口接收PC机发送的打印控制命令、字符打印或图形打印命令，再通过打印机的CPU处理后，从字库中寻找与该字符或图形相对应的图象编码首列地址（正向打印时）或末列地址（反向打印时），如此一列一列地找出编码并送往打印头驱动电路，激励打印头出针式打印，与热敏式打印机相比，不仅在工作方式上简单、易于操作，而且现代针式打印机在控制驱动电路中还广泛采用了微处理器、ROM和RAM存储器。其中ROM主要用来存储针式打印
15、机的管理程序、字符库和汉字库，不加汉字库时容量一般在10KB以上，加上汉字库后容量更大。而RAM则主要作为打印机接收主机信息数据缓冲区，一部分在针式打印机加电初始化后存储来自ROM的字符集，另一部分在程序执行中供动态参数交换使用。不同的针式打印机其RAM是不同的，汉字针式打印机的RAM一般在几十KB，而非汉字钉打的RAM一般只有1KB左右。显然，现代针式打印机不仅可以自身完成控制打印任务，还可独立打印汉字。所以结合各种单片机与微型打印机的工作原理及特点，本设计以80C51单片机和微型针式打印机的接口设计为主。3.2 微型打印机的接口信号分析微型打印机与单片机是通过一条20芯扁平电缆及插件相连接
16、的，打印机有20线扁插座，信号引脚排列如图3-1所示。 图3-1 微型打印机接口信号引脚图 具体引脚功能：(1)DB0DB7:数据线单向传输。由单片机输给打印机。(2) :数据线选通信号，在该信号上升沿时，数据线上的8位并行数据被打印机读入机内锁存。(3)BUSY:打印机“忙”状态信号。当该信号有效(高电平)，表示打印机正忙于处理数据，此时，单片机不能使用 信号有效，向打印机送入新的数据。(4) ：打印机的应答信号，低电平有效。表明打印机已取走数据上的数据。(5) ：“出错”信号。3.3 微型打印机与80C51单片机的接口设计80C51通过扩展8255的PA口与微型打印机相连接，采用查询方式，通过读取8255A的PC0脚的状态来判断送给打印机一个字节的数据是否处理完毕，也以用中断法，即BUSY直接与单片机
