基于ARM的热敏打印机系统

摘 要： 介绍 了基 于ＡＲ Ｍ的行式热敏 打印机 。给 出了基 于 Ａ ＲＭ的行式热敏 打印机 的打印原理、 高速打印实现 方法、 件结构和软 件设计方 硬 法， 以及与普通针式打 印机的打印结果的比较。
１概述 每一点行 为 ５ ６ ７ 个点。假设数据 的传输频率 为 印头。打印头内置热敏电阻由 Ｔ Ｅ Ｍ Ｓ Ｏ 连 Ｈ Ｒ Ｉ Ｒ Ｔ 热敏打印机根据其热敏元件的排列方式可 １ Ｈ ， Ｍ ｚ每一点行的加热时间为 ｌ ｓ ｍ， 走纸电机的驱 接到外部检测电路 ， Ｌ ３ ９ 经过 Ｍ ３ Ｍ比 器， 一旦温 分 为行式热敏（ｈ ｒａ ｉｅＤ ｔＳｓ ｍ 和列式 动频率为 １Ｏ ｐ ｓ采用普通控制模式， Ｔ ｅｍ ｌＬｎ ｏ ｙｔ ） ｅ ５ Ｏ ｐ， 打印每一 度超过极限温度， 就通过 ＯＶ Ｒ Ｈ Ｔ脚发出低电 Ｅ ＿Ｏ 热敏（’ ａ Ｓｒ ｌ ｏ ｙｔｍ） ．Ｉ ｌ ｅｉ ｔ ｓ 。列式 Ｉ咖 ａ Ｄ Ｓ ｅ Ｉ 印 点行时问为： ７ ５ １０ ６ ＝． ｍ ，打印速度为 平给主控芯片． ０ ６＋ ＋ ． ７２ ３ ｓ ． ６ ４ 从而可以 及时采取相应的保护措 主要应用于打印速度要求不高的场合，国内已经 ４ ０ １ 点行砂 ； 而采用先进控制模式， 打印每一点行 施 。 有应用。行式热敏打印较列式热敏打印的打印速 的时间为 ：＋． ７ １ ６ ｍ ， １０ ６ ＝． ７ ｓ打印速度为 ５ ９点行， ６ ６ ９ ５热敏打印机软件功能 度快很多，目 前国内的最快速度达到 ２ ０ ｍ 。 秒 ， ２ｍ ￣ 由此可见， 软件的主要功能是接收来 自 主机通过串 口 行式热敏打印是现在热敏打印机的主流打印方 ４热敏打印机的硬件结构 或并 口 发来的数据， 然后判断数据的 类型。 如果是 法。 要想实现高速热敏打印， 选取高速热敏打 除了 ４ １系统结构。硬件系统 由控制器、走纸电 印的字符 ， 则从 Ｆ Ａ Ｈ中取出各字符的字形码 ， ＬＳ 印头外 ， 还必须有相应的控制板。 根据热敏打印机 机、 热敏打印头以 及检测和保护电路组成。 并进行转换，然后送往打印头的行缓冲区进行打 性能要求 ， 了 介绍 行式热敏打印机的原理、 组成和 ４ ２打 印头 。行式热敏打印机 ，在一条长 印 ； 如果数据是控制命令 ， 则转到相应控制命令的 容易 发生故障的处理。 ７ｒ ２ ｍ的基体 Ｅ ａ 均匀安装 ５ ６ ７ 个发热元件。 打印前 执行程序。 在对打印头传送数据时 ， 使用了 Ａ Ｍ Ｒ ２热敏打印机工作原理 将 Ｖ 连到打印机电源 ， ｐ 要打印的数据在时钟的配 控制器的 Ｓ Ｉ 因 Ａ Ｍ只需向打印头单向传送 Ｐ 口， Ｒ 热敏打印机的原理是， 在淡色材料上（ 通常是 合下由 Ｄ Ｔ端移到移位寄存器。当一个点行 的 数据， Ａ 仅是主从式工作方式 ， 所以只要通过 ３ 根 纸） 覆上一层透明膜 ， 将膜加热—段时问后变成深 ５６位数据 全部 移到 移位 寄存器 后 ，锁存 端 线——时钟线（ Ｋ Ｌ ） ７ Ｓ Ｃ Ｋ、 Ｐ 数据输 出线（ Ｌ Ｏ Ｏ Ｓ Ｍ Ｓ、 Ｐ 色 搬是黑色， 也有蓝色） 图象是通过加热 ， 。 在膜 ＡＴ Ｃ 低， 片选线（ Ｉ 行通信， 部通过 Ｓ Ｉ Ａ 寄存器完 Ｃｉ ｓ挂 内 ＰＤ Ｔ 中产生化学反应而生成的。这种化学反应是在一 锁存寄存器； 然后在数据选通端 ｓ 生低电平， 成转换。 定的温度下进行的。 高温会加速这种化学反应。 此时再根据输入的数据是 １ ０ 当 或 决定发热元件是 ６对比 针式打印机 温度低于 ６ ＇ｒ ， ｏ ｆ膜需要经过相当长， ｏ 甚至长达几 否发热 ， 从而在热敏纸 匕 产生要打印的点行 ， 每一 ６ ． １针式打印机原理。 针式打印机， 提指 年的时间才能变成深色；而当温度为 ２ｏ ￣ ， ｏｏ 这 点的规格均为 ０ ５ ｍ ０ ５ ｍ 利用这种点阵方 矩阵针式打印机。 ｃ ． ｍ ｘ２ ｍ 。 ２ 这种打印机主要是由打印头、 字 种反映会在 兀 微秒内完成。 式， 打印机可把组成文字和图像的打印点在热敏 车结构 、 色带、 输纸机构和控制电路组成。由于大 热敏打印机有选择地在热敏纸 的确定位置 纸 的 任意位置 匕 打印成像。这种技术已用于纸张 规模集成电路的发展 ， 使打印机中也出现了基于 上加热， 由此就产生了相应的图形。 加热是由与热 打印机和标签打印机上。热敏打印头的关键技术 微处理器控制的系统。 这样， 打印机 匕 所有的机械 敏材 相壕 打印 上的— 电 热器 料 触的 头 个小 子加 提 在于加热元件 ，热敏打印机芯上有—排微小的半 上的复杂动作、字符的形成等都可以经过微处理 供的。加热器排成疗 点或条的形式由打印机进行 导体元件。 这些元件排得很密， Ｚ Ｏｐ ６Ｏｐ 器进行存储记忆、 从 ９ｄｉ Ｏｄｉ － 控制和操作。 打印头是针式打印 逻辑控制 ， 当被驱动时 ， 就在热敏纸 Ｅ 产生—个与 不等。这些元件在通过—定电流时会很快产生高 机的核心部件， 它包括打印针、 电磁铁等。这些钢 当热敏纸的涂层遇到这些元件时 ， 在极短的时 针在纵向 排成单列或双列构成打印头 ， 某列钢针 加热元素相应的图 。 形 控制加热元素的同一逻辑 温 ， 电路， 同时也控制着进纸， 因而能在整个标签或纸 间内温度会升高 ， 涂层就会发生化学反应 ， 出 显 颜 在电 磁铁的带动下 ， 先打击色带（ 色带多数是由尼 张上印出图形。 色。以 Ｃ １ 型行式热敏打印头为例， ２６ 其打印宽度 龙丝绸制成 ， 带上浸涂有打印用的色料。 装色带的 ３ＡＲ Ｍ控制器 可达 ２ ６ｍｉ，即 １２ 点行 。 １ ｌ ｌ ７８ 机构有盒式和盘式两种 ， 由于盒式色带结构 比较 ３１控制器。热敏打印机选用高速微处理器 ． ４ ３走纸电路。打印机走纸控制采用双极斩 简单 ， 更好 重 ． ， 以 力便 所 我们平时的针式打印机 及快速存储器 ， 用以实现快速打印， 要求处理器给 波驱动的步进电机来实现。Ｐ ｉｐ 公司的 ｈｉ ｌｓ 专用双 上—般都用盒式色带 ） ， 色带后面是同步旋转的打 ／ ￣头传送数据的速度要快。所以 ３０ － 选用 Ａ Ｍ７ 全桥 Ｐ Ｒ 内 ＷＭ步进电机驱动器 Ａ ９ ９ Ｌ 来驱动电 印纸 ， ２ １Ｓ Ｂ 从而打印出字符点阵 ， 而整爪字符就是 由数 核芯片 Ａ ９ Ｆ ０６ 作为控制器， ｒ １ ４ １２ ｒ 该芯片具有 ２ 机 。驱动 器输 出双路可 直 接驱 动步 进 电机 ， 根钢针打印出来的点拼凑而成的。 Ｍ 的片内高速 Ｆ ｓ 存僻 器， ６ Ｂ的 Ｒ Ｍ容量 ， Ｐ ＡＳ １ Ｐ ＡＳ ２分另 由 Ａ ｌｈ ａ ｝ ２ Ｋ ５ ０ ４ Ｈ Ｅ和 Ｈ Ｅ Ｈ ＲＭ控制器输出相 ６ ２打印结果对 比。热敏打印具有打印速度 噪音低 ， 打印清晰 ， 使用方便的优点。 但热敏打 Ｋ Ｂ的片内高速 Ｓ Ａ 以 Ｒ Ｍ 在最高时钟速度下进 应脉冲来控制输 出脉冲 频率 ， 从而得到理想的速 快、 Ａ ９９Ｌ ２ Ｖ 芯片参 印机不能直接打印双联 ， 打印出 来的单据不能永 行单时钟周期访问探怍） ， 片上收发器 ， ８ ３ 字节可 度。 ２ １Ｓ Ｂ驱动电机工作电压为＋４ ， ２ 编程的 ｎＦ ， Ｏ 主从串行外设接口 Ｄ８ 位可 考供电电压为 Ｖ Ｃ 驱动芯片的电机驱动电流取 久保存 ， ， 以２ Ｏ ， 如果用最好的热敏纸 ， 能保存十年。而针 编程的数据长度 ， 个片选线。通过 Ｓ Ｉ 传送数 决于参考 电压 Ｖ Ｅ ４ Ｐ口 Ｒ Ｆ和参考电阻 Ｒ ，以及 Ｉ 和 式打印可以打印双联， Ｓ ｏ 而且如果用好的色带的话 ， 据控制打印头 。每—个字符的字形码从内存中取 Ｆ 高低电平的组合 ， Ｉ 在能带动打印纸的情况下 ， 应 打印单据可以保存 久 ， 良 但针式打印机打印速度 出。 并按照一定格式放入内存的打印点行缓冲区 ， 尽量采用较小的供电电流。 通过 Ｖ 与 Ｖ ２的组 慢 ， Ｒ１ Ｒ 噪音大， 打印字迹粗糙， 需要经常更换色带。 如 最后将点行缓冲区的内容送到打印头的移位寄存 合，可以给驱动电机提供不同的基准电压 Ｖ ， Ｒ从 果用户需要打印发票 ， 建议使用针式打印 ， 其他打 器中， 进行加热打印。打印的汉字采用 ２：４ ４２ 点 而给 ＜ 走纸电机提供不同的供电电流。 印其他单据时 ， 建议使用热敏打印。 阵， 这样对每—个汉字 ， 就要先由该汉字的机 内 码 ４ － ４打印头保护及
科
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的热敏 打 印机 系统
施坚强 － 吴 丹 ｚ
（ 、 尔滨点 时信息服务有限责任公司 ， １哈 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ２哈 尔滨铁路 电子公 司， ５０１ 、 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５０ ０