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微型热敏打印机设计解决方案
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热敏打印机设计解决方案
Develop plan of thermal printer
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
GB/T 15425-2002 UCC/EAN—128 bar code EAN.UCC系统 128条码
GB/T 12904-2003 商品条码
Abbreviation | Description |
ADC | Analog-to-Digital Converter |
MCU | Micro control unit |
DTR | Data Terminal Ready |
DTX | Discontinuous Transmission |
| EMC | Electromagnetic Compatibility |
ESD | Electrostatic Discharge |
I/O | Input/Output |
IC | Integrated Circuit |
LED | Light Emitting Diode |
PCB | Printed Circuit Board |
Rx | Receive Direction |
TX | Transmit Direction |
UART | Universal Asynchronous Receiver & Transmitter |
FT | Fast pulse test |
S/N | Serial number |
CIT | New Cell |
FQA | New Cell |
1）工作频率：24Mhz
2）工作电压：DC9~12V / 2000mA
3）静态耗流：<50mA
4）打印纸宽：57.5±0.5mm
5) 有效打印宽度：48mm
6) 打印速度：50mm/s
7) 走纸速度：70mm/s
8) 可靠性：100万行
9）打印纸规格：TF50KS-E、AF50KS-E、F5041C
纸宽：57.5±0.5mm
外径：Ф50mm
内径：Ф13mm
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 打印机芯转接口
环境性能
Normal operation: -00°C to +50°C
Normal operation humidity: 20~85%
Storage temperature -20°C to +60°C
Storage humidity: 5~95%
Weight: circa 1.0 KG
Size: 143.8(W) × 96.5(D) × 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。
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、sn74ahc05pw、sn74hc573、sn74ahc001g构成。
RS-232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MCU的通用端口和串口构成。
通讯缓冲：采用MCU自带的SRAM空间。
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TPM100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sn74ahc123和mcu的一个通用i/o构成。
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。
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。
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/o。
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。
通讯部分由串口通讯和并口通讯构成（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），一组应答线(DSR/DTR)；
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。
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。
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。
