《热敏打印机设计解决方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热敏打印机设计解决方案（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热敏打印机设计解决方案Develop plan of thermal printerAuthor： ShangHai C&W 瞿江洪第一篇综述摘要：介绍热敏打印机的工作原理，组成结构。论述驱动板的硬件和软件的组成，介绍设计过程中注意事项，并 提出解决的方案。关键词：热敏打印机、二相八拍、步进电机、模块化、任务调度、实时处理引言：热敏打印机是一种常规的票据打印设备，它具有体积小、重量轻、打印点密集清晰以及低噪声的特点。热敏打印机广泛用于实验室、售卖设备等领域。热敏打印机是集软硬件于一体的嵌入式实时处理系统。热敏打印机系统架构热敏打印机由硬件平台和驱动软件两部分构成。按照功能性的组成分为以下几个功
2、能单元：步进电机、打印点数 据通讯、发热单元控制、传感器信号单元、钱箱控制、通讯接口、键盘、指示灯组、字库、非易失性数据单元、 可操作的外部扩展数据空间、复位电路，供电回路、外部震荡、核心处理单元等。设计依据GB/T 15425-2002 UCC/EAN128 bar code EAN.UCC 系统 128 条码GB/T 12904-2003 商品条码IEEE 1284-1995 计算机并口术语、定义和缩略语AbbreviationDescriptionADCAnalog-to-Digital ConverterMCUMicro control unitDTRData Terminal Rea
3、dyDTXDiscontinuous TransmissionEMCElectromagnetic CompatibilityESDElectrostatic DischargeI/OInput/OutputICIntegrated CircuitLEDLight Emitting DiodePCBPrinted Circuit BoardRxReceive DirectionTXTransmit DirectionUARTUniversal Asynchronous Receiver & TransmitterFTFast pulse testS/NSerial numberCITNew C
4、ellFQANew Cell第二篇总体性能产品性能概况1）工作频率：24Mhz2）工作电压：DC912V / 2000mA3）静态耗流：50mA4）打印纸宽：57.50.5mm5）有效打印宽度：48mm6）打印速度：50mm/s7）走纸速度：70mm/s8）可靠性： 100万行9）打印纸规格：TF50KS-E、AF50KS-E、F5041C纸宽：57.50.5mm外径：50mm内径：13mm纸厚：6070um,5360g/m2接口性能1）电源接口 ： PSII-LPS 接口2）25pin标准并口 /串口通讯接口3）14pin JTAG 接口4）RJ11-6pin 接口5）26pin打印机芯转接
5、口6）1*2键盘和双LED指示灯显示接口环境性能Normal operation: -00C to +50CNormal operation humidity: 2085%Storage temperature -20C to +60CStorage humidity: 595%Weight: circa 1.0 KGSize: 143.8(W) X 96.5(D) X 1.6(H) mm主要应用方向和工作流程微型热敏打印机作为一种常规的票据打印设备，广泛应用于售卖系统、试验室以及非存根型单据系统中。第三篇硬件总体硬件总体架构TPM100的总体和应用架构如下图示:钱箱硬件总体框架图TPM100
6、 硬件总体方案为 upsd32* + cs51414 + 16219r + x4043 + lm393 + max202 + 25p80 + sn74ahc1 23 + sn74ahc74 + sn74ahc001g + sn74ahc05pw + lm7806 + sn74hc573。CS51414NCT50MAT202SN74AE1CID5SN74AHG573SW4AE1C001GSN74AH电源连按器0-5VV/3.3X4C43MHZ7.4V1r曹L6219RLM393&5P80SM74AHC12S按 连 按 器打E卩机芯连接器TPM100硬件由通讯、电源、微控制器、功率电路、打印数据管
7、理、字库管理以及键盘和指示灯等几部分构成。 电源电源部分提供了 3组不同电平的输出：7.4V、5V、3.3V。输入电源为912V。7.4V作为功率部分的供电电源；5V 作为逻辑部分的主电源；而3.3V则作为外扩字库的供电电源。通讯TPM100可支持标准并口和RS-232串口通讯方式，在出厂时就需要进行相关设置，确定通讯方式。通讯部分作为 与外部的信息交互单元由硬件电路通讯电路和通讯缓冲两个部分构成。标准并口：数据总线宽度8bits,控制总线4bits ,占用一个外部中断源。电路由MCU、sn74ahc74、sn74ahc05 pw、sn74hc573、sn74ahc001g 构成。RS-232
8、串口：由两根数据线TXD、RXD,两根应答线DTR、DSR组成，占用一个UART中断源。电路由max202和M CU的通用端口和串口构成。通讯缓冲：采用MCU自带的SRAM空间。通讯方式的选择：用一个跳帽选择对应的通讯方式。功率电路TPM100的功率电路有两个部分，即发热单元和步进电机。它们都采用7.4V的供电电源。发热单元：其功率控制部分由热敏打印头内部集成，在TPM1OO设计过程中仅仅需要给打印头提供7.4V电源和相 关的逻辑控制线。为了保护发热单元不受到损坏，设计过程中需要考虑硬件保护的问题，硬件保护电路由sn74a hcl23和mcu的一个通用i/o构成。步进电机：通过步进电机驱动芯片
9、将逻辑信号转换成功率信号驱动步进电机。电路由l6219r和mcu的6个通用i /o组成，送出一组2相8拍的功率信号。打印数据管理打印数据管理分为两个部分：打印数据缓冲管理和打印数据的发送。打印数据缓冲管理：在MCU自带的SRAM空间开辟一个空间作为打印缓冲。打印数据的发送：占用MC U三个通用i/。，模拟串口发送数据致打印头。字库管理TPM100的字库包括三个部分：标准汉字字库、内部西文字库（产家设定的西文字库）和自定义字库。 标准汉字字库采用spi外扩方式存放在外部flash memory 25p80中，采用3.3V供电。内部字库存放在程序空间。自定义字库存放在MCU自带的SRAM空间，可自
10、定义数量为96个（12*24点阵）。键盘和指示灯支持两个按键和一个可控制指示灯以及一个电源指示灯（5v），按键占用一个外部中断源和一个通用i/o,可控 制指示灯占用一个通用i/oo指示灯状态及说明：序号指示灯状态说明1亮在线2灭离线3闪烁告警按键说明：键盘由SEL在线控制按键和LF走纸按键构成，在线方式下，按下SEL进入离线方式，在这个状态下，TPM100 不接受下传数据，按下LF可走纸，松开即停止。再按SEL 可恢复在线方式。按住SEL,然后接通电源，可进入自检模式。微控制器TPM100采用upsd32*作为微控制器，协调各个功能单元的工作。硬件单元功能描述及接口要求通讯部分通讯部分由串口通
11、讯和并口通讯构成（注：两种通讯方式不能共存并由出产设置决定采用定制通讯方式）。TPM100的串口通讯部分采用RS232IE标准串口电器规范，共一组数据线（RXD/TXD）, 组应答线（DSR/DTR）； TPM100的并口通讯部分采用兼容pacsz1284并口通讯规范，数据宽度8bits,控制总线宽度4bits。外接部分外接部分由键盘和LED指示灯两部分构成；键盘有两个按键：SEL和LF按键。SEL为在线控制线，LF为走纸键。LED指示灯一为电源指示灯，一为状态指示灯。打印机芯控制部分打印机芯控制分为三个部分：步进电机控制、发热单元控制以及传感器信号的处理。当前采用打印机芯内置步进电机是一个两
12、相八拍的电机，对应的在设计过程中也需要采用两相八拍的电机驱动芯 片，根据电机性能设定输出电流不超过350mA。步进电机控制芯片控制信号说明：序号信号名称、说明对应MCU引脚 输入输出I/O）1Mrlnl电磁制信号12电漏關信号23电瀟颈信号j4LdhM电流控信号斗乂Phase 1电树目位16PhaseJ.发热单元控制由打印点数据通讯发热控制两个盼组成，駆刃通过品行方式将数据 送人打冃机芯怨后逋过发热控制模块腔制对应点的发热单元保护輾序号信号名称说明对应MCU别脚输人输出(VO)1Trig融发信号0 瑟Paper纟时鞠信号/3Temp週支信号74Protect保扔言号/耐点序号信号名称说明对应叮
13、6号脚 输人输岀0/Q)1nLAT锁存信号02CIX时楠号0.3DI咖言号04WTB,选通信号m器单元由纟飛感器.黑和感器以及溫度传感器组廉由于老瑋程中的摩擦可能 导致静飲匝 设计过程中采用匕敢器隔离的方式削扇静电数应的諛向。元序号信号名称说明对应何CU引脚 输入/输出0/01ThErinistor打瞅构温度出/2PHE打印机构編口73/P那r温度信号刃理后的输出I4/Temp厮口黑标信号处理后晞岀I字库管理部分打印机的字库由西文字库和标准汉字字库组成。西文字库分为两块：打印机默认的西文字库和开放给用户的用户自定义字库空间，用户可以通过指令定义自己需 要的西文字符。汉字字库作为标准字库，不允许
14、做修改，字库存放在25p80的flash memory中，通过标准SPI接口进行数据交 互。电源管理系统需要三组电源：3.3V/5V/7.4V,其中，3.3V为字库供电电源；5V为逻辑电路供电电源；7.4V为功率电路供 电电源。主要器件的原理和性能指标略连接器PIN脚定义1.1.1串口通讯序号信号名称说明对应MCU引脚输人输岀Wo)1TXDTJAKT输出22RXDUAKT输入33BSR应筛入64DTK应潇出205NC空剩余的引脚6GND谱單也18-251.1.2序号信号名称说明对应连接器引脚输入/输出(0)IAIJAIJAIJAIJAyAIJA叭、11 A世佔佔 油 输输输输输输输输输输输输 输1倉b12DATA0w23DATA134DATA245DATA35
