基于单片机的微型打印机的设计

沈阳大学毕业设计（论文）沈阳大学毕业设计（论文）目录引言...................................................................................错误!未定义书签。1微型打印机的概述..........................................................................................31.1背景和意义..................................................................错误!未定义书签。1.2微型打印机的发展和现状.............................................错误!未定义书签。1.3常见的微型打印机........................................................错误!未定义书签。2针式微型打印机的驱动原理............................................................................32.1微型打印机的组成.....................................................................................32.2打印原理...................................................................................................43电路分析.........................................................................................................63.1硬件系统组成............................................................................................63.2复位检测电路...............................................................错误!未定义书签。3.3直流电机驱动............................................................................................73.4驱动放大电路............................................................................................93.5打印同步信号检测...................................................................................113.6微型打印机通讯控制...............................................................................124芯片资料及主要功能..........................................................错误!未定义书签。4.1单片机的介绍及应用....................................................错误!未定义书签。4.2芯片功能介绍...............................................................错误!未定义书签。4.3内部结构......................................................................错误!未定义书签。4.4引脚功能说明...............................................................错误!未定义书签。4.5芯片主要性能...............................................................错误!未定义书签。4.6芯片工作概况...............................................................错误!未定义书签。5软件设计.......................................................................................................145.1打印格式.................................................................................................145.2程序设计.................................................................................................16结论...............................................................................错误!未定义书签。致谢...............................................................................错误!未定义书签。参考文献................................................................................错误!未定义书签。附录..........................................................................................................20附录1：原理图.............................................................................................20附录2：主要程序...............................................................错误!未定义书签。沈阳大学毕业设计（论文）No1沈阳大学毕业设计（论文）No2本论文所完成的任务是在单片机上对微型打印机控制实现的设计方法进行研究，得到最优结果第1章微型打印机的概述，本章介绍了微型打印机的基础知识及其发展。第2章针式打印机的驱动原理，本章简要介绍了针式打印机组成及其打印的原理、打印方式。第3章硬件组成，本章主要介绍了复位检测电路，直流电机驱动，驱动放大电路，打印信号同步检测及通讯控制电路。第4章芯片资料及其功能，本章主要介绍芯片AT89C2051的功能概述，引脚功能说明及其工作概况，进一步了解芯片的使用及编程。第5章软件设计，本章是全文的重点，通过前几章的介绍对单片机对微打印机的控制提出了设计方法。首先，本章介绍了打印机的详细工作原理及打印过程、打印格式。然后，根据设计思路介绍了部分软件设计方法，并总结出了主程序运行流程图。第6章结论，对全文进行总结，并对该课题的前景进行展望。沈阳大学毕业设计（论文）No31微型打印机的概述2针式微型打印机的驱动原理2.1微型打印机的组成EPSONM-150II微型打印机机芯主要由直流电机(Motor)、测速感应线圈(TimingDetector)、干簧管复位开关(ResetDetector)、电磁打印针(PrintSolenoid)ABCD、色带、与电机连接的滑槽轮以及蜗杆等部分组成[6]。图1打印机终端分配沈阳大学毕业设计（论文）No4微型打印机的终端分配如图1所示，对应的12个脚分别为：1.点反馈，即复位检测端；2.地；3.电机控制；4.电机电源；5.针头电源；6~9.针头D、C、B、A；10.行反馈，即时间检测端；11.电源检测。其中点反馈与行反馈分别控制单片机的一个I/O口，点反馈用来在打印完一个点之后反馈下一点的信息，查询下一个要打印的点；行反馈用来在打印完一行之后，控制打印机进行走纸并且将针头从右边返回到左边。M-150II打印机一行可打印96个点，若英文字符采用5乘7点阵的话，则一行可打印16个字符，打印速度为1行/秒，它采用45MM宽的普通打印纸打印，日常维护和更换较方便。它的可靠使用寿命为500000行，体积很小，为73.4mm乘42.6mm乘12.8mm，重量只有60g，非常适用于安装在各种仪表内部。2.2打印原理打印时，单片机控制隔离开关给电机供电,电机带动滑槽轮及蜗杆转动，使打印机的机头滑架左右移动，从而不断改变同一点行上的打点位置。蜗杆的转动一方面通过凸轮带动走纸机构走纸，另一方面驱动色带移动。随着电机的转动，测速感应线圈输出一个3V的正弦信号，经过整形电路后成为方波,方波再输入到单片机以检测打印同步信号。打印头每移动一点行，单片机可以检测到196个高、低电平作为打印同步信号，其中前96个高、低电平对应特定的打印点的位置，后72个高、低电平对应打印头从最右端返回起始位置所用时间。打印针从沈阳大学毕业设计（论文）No5方波的第1个高电平信号到第96个低电平信号按A-B-C-D的次序循环打印，直至完成一点行的打印任务。当机头滑架返回到最左边时，磁铁使干簧管闭合，单片机检测到这一同步信号，开始下一点行的打印。正如前面所说的，针式打印机是依靠打印针击打所形成色点的组合来实现规定字符和汉字打印的。因此，在打印方式上，针式打印机均采用字符打印和位图像打印两种打印方式，其中字符打印方式是按照计算机主机传来的打印字符（ASCII码形式），由打印机自己从所带的点阵字符库中取出对应字符的点阵数据（打印数据），经过字型变换处理后，送往打印针驱动电路进行打印；而位图像打印方式则是由计算机进行要打印数据的生成，并将生成的数据送往打印机，打印机不需要进行打印数据的处理，可以直接将其打印出来。在这种方式下，计算机生成的打印数据可以是一幅图像，也可以是汉字[7]。本文所研究的主要是微打印机的字符打印方式。沈阳大学毕业设计（论文）No63电路分析3.1硬件系统组成硬件系统主要由复位检测电路、打印同步信号检测电路、反相器及光耦电路、打印机驱动电路、单片机晶振电路、RS232通讯电路等部分组成。单片机执行程序存贮器中的程序，控制电机带动滑槽轮及蜗杆转动，使打印机的机头滑架左右移动，从而不断改变同一点行上的打点位置。蜗杆的转动一方面通过凸轮带动走纸机构实行走纸，另一方面驱动色带移动。电机转动时感应线圈产生的正弦信号输入到单片机，用来控制打印针的动作。本文主要设计了EPSON打印头驱动控制电路的部分。该部分由单片机及其外围晶振复位电路，反相器及光耦电路，打印机驱动电路等部分组成，其硬件结构框图如图2所示。图2系统硬件构成AT89C2051通讯电路反相器及光耦电路打印机驱动电路打印同步信号检测电路单片机晶振电路复位检测电路沈阳大学毕业设计（论文）No73.3直流电机驱动图4DC电机驱动电路单片机通过P1.0的输出控制电机的启动与停止，如图4所示。若P1.0输出为低，开关管G1导通，电机开始转动；若P02输出为高，开关管G1关断，电机停止转动，D2、D3在制动过程中可以起到电机反向电流保护作用。电路中用光耦P521实现了单片机与感性负载与电机的隔离，大大增