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隨著稱重技術(shù)的日益進(jìn)步,其周邊配套設(shè)施也日益完善,尤其是打印機(jī)方面。因?yàn)楹芏鄷r候用戶都需要保存或打印稱重記錄，用以數(shù)據(jù)的核對和備份。而一般自帶微打的儀表，都是配置針式微打，其換紙不方便、打印濃度深淺不一等缺點(diǎn)一直是用戶提出意見較多的地方。而且針式微打還有噪音大、色帶易耗損的缺點(diǎn)，都是其自身工作特性所決定的，不能徹底解決。針對以上情況，再結(jié)合市場調(diào)研，我們認(rèn)為采用熱敏打印的方式可以很好地解決這些問題。
首先，現(xiàn)在熱敏打印機(jī)芯多采用易裝紙結(jié)構(gòu)，開蓋、放紙、合蓋瞬間完成，操作非常簡單。即使遇到卡紙情況，普通用戶也能自己解決，無需專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行專門維護(hù)，具有良好的普及性。而且還有自帶切紙刀的機(jī)芯，不僅方便用戶，而且減少因撕紙方式不當(dāng)而造成的機(jī)芯損壞，讓機(jī)芯更經(jīng)久耐用。
其次，熱敏打印較針式打印分辨率高，普遍采用的是48mm打印384個點(diǎn)的方案，不僅可清晰打印出條形碼，配合條碼掃描儀使用外，還能打印出各種自定義圖形，如公司的LOGO等，而且打印字體美觀、速度快、噪音小，可廣泛適用于各種場合。但熱敏打印一個較大的缺點(diǎn)，就是打印的記錄不能永久保存，一般在遮光條件下能保存1~3年，如使用特殊熱敏紙也只能達(dá)到10年，而且只能在室內(nèi)使用，不能與太陽光直接接觸,限制了其使用環(huán)境。但瑕不掩瑜，熱敏微打較針式微打的優(yōu)點(diǎn)還是非常明顯的。
以下是設(shè)計(jì)打印模塊過程：
在元器件的選擇方面，打印部分是最重要的環(huán)節(jié)。從理論上說,開發(fā)者可以自行設(shè)計(jì)用熱敏頭片、步進(jìn)電機(jī)、溫度傳感器等組成一個打印機(jī),但一般來說直接選用生產(chǎn)商的熱敏打印機(jī)芯會較為方便，因其已內(nèi)置了邏輯電路，接收控制芯片的操控，簡化開發(fā)難度，而且從專業(yè)化生產(chǎn)角度來看,他們這些專門的生產(chǎn)商長時間對熱敏打印的研究及積累的豐富經(jīng)驗(yàn)是我們沒有的，使用他們生產(chǎn)的專業(yè)熱敏機(jī)芯會更安全、快捷、省心。而在眾多品牌中，我們選用了APS的打印機(jī)芯ELM205o首先是因?yàn)樗且籽b紙結(jié)構(gòu)，解決了用戶換紙麻煩的問題;其次，它的打印寬度為48mm,紙寬54mm,尺寸和我們針式微打常用的EPSON的150II相同,具有良好的可替換性;再有它內(nèi)置頭片溫度傳感器、缺紙檢測光耦,開發(fā)起來非常方便；而更重要的是它不僅具有良好的性價(jià)比，還能提供配套的嵌入式外殼，進(jìn)一步降低開發(fā)難度，縮短開發(fā)周期。
在控制芯片的選擇上，我們需要一塊高速可配合打印機(jī)芯工作、體積小適合線路板設(shè)計(jì)、低成本的微控制器。而NXP的P89LPC934恰能滿足我們的需求。LPC934采用了高性能的處理器結(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行時間只需2~4個時鐘周期,6倍于標(biāo)準(zhǔn)80C51器件，而且集成許多系統(tǒng)級功能，可大大減少元器件數(shù)目、電路板面積以及系統(tǒng)成本。例如其自帶一個8位逐步逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC1),可直接測量打印機(jī)芯的溫度傳感器變化;模擬比較器檢測缺紙信號;FC總線接口或SPI串行外圍接口與對應(yīng)的字庫芯片連接；看門狗定時器防止程序意外跑飛；內(nèi)部數(shù)據(jù)EEPR0M讓控制板保存重要參數(shù);FLASH程序存儲器提供在電路編程（ICP）、在系統(tǒng)編程（ISP）以及在應(yīng)用中編程（IAP）,方便程序下載調(diào)試。
打印機(jī)芯的步進(jìn)電機(jī)是較難掌握的一部分。先參考下表了解步進(jìn)電機(jī)的規(guī)格:

而要令步進(jìn)電機(jī)啟動或停止，時序必須符合下圖要求：

在從停止?fàn)顟B(tài)（無勵磁狀態(tài)）起動時，輸出了1個步驟的與停止步驟相同的相位后，轉(zhuǎn)入打印步驟的序列;要停止步進(jìn)電機(jī)時,對與打印步驟最后的相位相同的相位進(jìn)行65ms勵磁。所以建議采用專門的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片，如ROHM的BA6845FS或SANYO的LB1836。但需要注意的是,不是用了專門的驅(qū)動芯片就萬事無憂，若長時間工作步進(jìn)電機(jī)會因過熱而引起燒毀，但它又無溫度控制器,所以只能控制工作時間來進(jìn)行調(diào)溫。通過電機(jī)在不同工作電壓有不同占空比的情況，我們測量出它的工作時間后,計(jì)算出其休息時間,保證溫度保持正常，而且一次連續(xù)工作的時間不得大于30秒。然后還有步進(jìn)電機(jī)起動時的控制。為了確保走動時的送紙力，還有避免打印機(jī)芯因老化造成的打印重疊現(xiàn)象，延長打印機(jī)芯的壽命，步進(jìn)電機(jī)起動時需從慢到快,加速控制。以下為在5V工作狀態(tài)下步進(jìn)電機(jī)頻率、步進(jìn)的數(shù)值參考數(shù)據(jù)：

第一步6．67ms 第二步2．76ms
第三步2．12ms 第四步1．79m
第五步1．57ms 第六步1．42ms
第七步1．31ms 第八步1．22ms
第九步1．14ms 第十步1．08ms
第十一步1．03ms 第十二步0．98ms
第十三步0．94ms 第十四步0．91ms
第十五步0．88ms 第十六步0．85ms
第十七步0。83ms 以后勻速

在線路設(shè)計(jì)方面,很主要的一塊就是讓軟件和硬件相結(jié)合完成對機(jī)芯頭片電源的防護(hù)。因熱敏打印是通過熱敏頭片的加熱使熱敏紙產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而變色的，所以一般機(jī)芯都配有加熱頭片的溫度傳感器，通過簡單的AD轉(zhuǎn)換就能讀出片頭溫度，當(dāng)溫度超過額定溫度時必須馬上停止加熱,待溫度下降到正常值時再繼續(xù)。雖說看似這樣很簡單，但是還有很多開發(fā)者因?yàn)轭^片的溫度過高報(bào)廢了不少的打印頭。為什么？先從技術(shù)角度看他們的設(shè)計(jì)應(yīng)無問題,只要AD轉(zhuǎn)換正常，溫度不可能過高。但是他們忽略了一個實(shí)際問題，就是如果微控制器受到外部干擾引起死機(jī)，而這時候又剛好是加熱狀態(tài)，那除非是切斷電源，不然打印機(jī)芯肯定會報(bào)廢了。所以針對這種情況，為了增加打印模塊的可靠性，在打印機(jī)的頭片電源還需加定時保護(hù)。通過一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74HC123對控制片頭電源的功率MOS-FET管進(jìn)行操控，微控制器需要打印時給脈沖觸發(fā)74HC123,這時候才能打開頭片電源,定時到則自動關(guān)閉，即使控制芯片受干擾跑飛，也能強(qiáng)制關(guān)閉頭片電源，有效提高了打印模塊的自保護(hù)能力。
而檢測是否空紙的線路較為簡單，可參考下圖：

VF是光電傳感器的電源輸入。一般用一個三極管來供電。三極管的基極通過一個幾K的電阻接CPU的輸出。由CPU決定什么時候檢測打印機(jī)有無紙，由于光電傳感器電流較大（近20mA）。所以在不檢紙的時候應(yīng)該將光電傳感器電源關(guān)閉。Vout（Co）經(jīng)一個l/2Vcc（Vdd）的比較器再接到CPU的輸入端。
在通信接口方面,一般打印機(jī)都是設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)并口或RS232方式,但考慮標(biāo)準(zhǔn)并口需留給外接打印機(jī)使用,RS232留給上位機(jī)使用，為避免占用資源,而且作為外圍元件的統(tǒng)一性，我們采用了SPI接口與儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。SPI是一種全雙工、高速、同步的通信總線，有兩種操作模式：主模式和從模式。在主模式和從模式中均支持高達(dá)3Mbit/s的速率,還具有傳輸完成標(biāo)志和寫沖突標(biāo)志保護(hù)。在與儀表的通信中，我們設(shè)計(jì)把儀表作為主模式，打印模塊作為從模式，每次都是由儀表發(fā)起通信連接，打印模塊在正常情況下返回正確應(yīng)答，當(dāng)打印模塊接收緩沖區(qū)滿或者其他原因返回錯誤應(yīng)答，儀表收到后先進(jìn)行延時重發(fā)，再判斷是否岀錯，如果繼續(xù)岀錯，則提示使用者打印模塊岀現(xiàn)問題。

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