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隨著稱(chēng)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(shí)候用戶(hù)都需要保存或打印稱(chēng)重記錄，用以數(shù)據(jù)的核對(duì)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(hù)提出意見(jiàn)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(duì)以上情況，再結(jié)合市場(chǎng)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(wèn)題。
首先，現(xiàn)在熱敏打印機(jī)芯多采用易裝紙結(jié)構(gòu)，開(kāi)蓋、放紙、合蓋瞬間完成，操作非常簡(jiǎn)單。即使遇到卡紙情況，普通用戶(hù)也能自己解決，無(wú)需專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行專(zhuān)門(mén)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(hù)，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(gè)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(chǎng)合。但熱敏打印一個(gè)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(yáng)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(guò)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(shuō),開(kāi)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(gè)打印機(jī),但一般來(lái)說(shuō)直接選用生產(chǎn)商的熱敏打印機(jī)芯會(huì)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(jiǎn)化開(kāi)發(fā)難度，而且從專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)角度來(lái)看,他們這些專(zhuān)門(mén)的生產(chǎn)商長(zhǎng)時(shí)間對(duì)熱敏打印的研究及積累的豐富經(jīng)驗(yàn)是我們沒(méi)有的，使用他們生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)熱敏機(jī)芯會(huì)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(hù)換紙麻煩的問(wèn)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(cè)光耦,開(kāi)發(fā)起來(lái)非常方便；而更重要的是它不僅具有良好的性?xún)r(jià)比，還能提供配套的嵌入式外殼，進(jìn)一步降低開(kāi)發(fā)難度，縮短開(kāi)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(mǎn)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(shí)間只需2~4個(gè)時(shí)鐘周期,6倍于標(biāo)準(zhǔn)80C51器件，而且集成許多系統(tǒng)級(jí)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(gè)8位逐步逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC1),可直接測(cè)量打印機(jī)芯的溫度傳感器變化;模擬比較器檢測(cè)缺紙信號(hào);FC總線接口或SPI串行外圍接口與對(duì)應(yīng)的字庫(kù)芯片連接；看門(mén)狗定時(shí)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(chǔ)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(dòng)或停止，時(shí)序必須符合下圖要求：

在從停止?fàn)顟B(tài)（無(wú)勵(lì)磁狀態(tài)）起動(dòng)時(shí)，輸出了1個(gè)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(shí),對(duì)與打印步驟最后的相位相同的相位進(jìn)行65ms勵(lì)磁。所以建議采用專(zhuān)門(mén)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，如ROHM的BA6845FS或SANYO的LB1836。但需要注意的是,不是用了專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)芯片就萬(wàn)事無(wú)憂(yōu)，若長(zhǎng)時(shí)間工作步進(jìn)電機(jī)會(huì)因過(guò)熱而引起燒毀，但它又無(wú)溫度控制器,所以只能控制工作時(shí)間來(lái)進(jìn)行調(diào)溫。通過(guò)電機(jī)在不同工作電壓有不同占空比的情況，我們測(cè)量出它的工作時(shí)間后,計(jì)算出其休息時(shí)間,保證溫度保持正常，而且一次連續(xù)工作的時(shí)間不得大于30秒。然后還有步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)時(shí)的控制。為了確保走動(dòng)時(shí)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(zhǎng)打印機(jī)芯的壽命，步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)時(shí)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(duì)機(jī)芯頭片電源的防護(hù)。因熱敏打印是通過(guò)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(guò)簡(jiǎn)單的AD轉(zhuǎn)換就能讀出片頭溫度，當(dāng)溫度超過(guò)額定溫度時(shí)必須馬上停止加熱,待溫度下降到正常值時(shí)再繼續(xù)。雖說(shuō)看似這樣很簡(jiǎn)單，但是還有很多開(kāi)發(fā)者因?yàn)轭^片的溫度過(guò)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(wú)問(wèn)題,只要AD轉(zhuǎn)換正常，溫度不可能過(guò)高。但是他們忽略了一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，就是如果微控制器受到外部干擾引起死機(jī)，而這時(shí)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(huì)報(bào)廢了。所以針對(duì)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(shí)保護(hù)。通過(guò)一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74HC123對(duì)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(shí)給脈沖觸發(fā)74HC123,這時(shí)候才能打開(kāi)頭片電源,定時(shí)到則自動(dòng)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(cè)是否空紙的線路較為簡(jiǎn)單，可參考下圖：

VF是光電傳感器的電源輸入。一般用一個(gè)三極管來(lái)供電。三極管的基極通過(guò)一個(gè)幾K的電阻接CPU的輸出。由CPU決定什么時(shí)候檢測(cè)打印機(jī)有無(wú)紙，由于光電傳感器電流較大（近20mA）。所以在不檢紙的時(shí)候應(yīng)該將光電傳感器電源關(guān)閉。Vout（Co）經(jīng)一個(gè)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(xiě)沖突標(biāo)志保護(hù)。在與儀表的通信中，我們?cè)O(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(mǎn)或者其他原因返回錯(cuò)誤應(yīng)答，儀表收到后先進(jìn)行延時(shí)重發(fā)，再判斷是否岀錯(cuò)，如果繼續(xù)岀錯(cuò)，則提示使用者打印模塊岀現(xiàn)問(wèn)題。

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