一种基于单片机系统点阵式微型打印机的低成本设计

介绍了基于Mitsubishi公司生产的16位单片机M30802SGP系统的StarMicronics公司生产的MP411点阵式微型打印机的低成本设计。

科一

科技论坛 lI l赵文通梁春和

种基于单片机系统点阵式微型打印低成本设计机的(、 1齐齐哈尔自来水集团有限公司，黑龙江齐齐哈尔 1 10 2浙江正原深圳研发中心， 6 00、广东深圳 5 84 ) 10 8摘要：介绍了基于 Miu i i t bs公司生产的 1 g l￣ M38 2 G s h 6./￣单f 0 0 S P系统的 Sa co is t Mirnc公司生产的 MP 1点阵式微型打印机的低成本设计。 r 41 表 1 MT 2 o F相位控制的逻辑表 D o3关键词： 0 0 S P微型打印机； 4 1 M D 0 3 M3 82 G; MP l; T 2 0 F引言

微型打印机，简称微打，是由微型打印机机芯+驱动部分+控制部分构成微型打印机。所谓的微型打印机是相对通用办公用打印机而言，所打印的票据较窄，整机体移，,擞、】 J使用电压较低，是打印机家族的—个分支，作为特种打印机，前，目已广泛的应用到商业，,,交通金融工业仪器仪表等众多领域。目前市场 E的微打有热敏打印机和针式打印机两种，所用的票据的纸宽有 4 rm、8 m、6 m和 4 5r 7m a a 8 r等规格，主要的品牌有 E S N,T, 9m a P O S AR S I OS N U G CTZ N E K,A S N,IIE等。市面上单片机主要通过串口或并口以命令的方式控制微型打印机， 微型打印机作为应用系统的—个模块，这种方式控制简单旦 f在有些考虑成本的应用系统中，这类方案就不可取了。而本文基于成本考虑，介绍的是 1位 6单片机 M3 8 2 G 0 0 S P的应用系统直接驱动 S A TR公司打印 5mm纸宽的针式微型打印机机芯 8MP 1 41。

制。其内部集成了功率元件与控制逻辑，只需在外部连接少量的兀元件就 可实现对 MP 1机芯马达的控制。 4l MP 1微打机芯马达驱动电路如图 41 1( .打印驱动电路) 1所示。 在图 1 ( .打印驱动电路 ) U是 1中，3走纸马达驱动 I U C,4是字车马达驱动 I二者者选用具有 2 C,陧位数字电流选择， 4位相位输入实现 2 2相，— - 1 2相的激励漠式的 M D 0 3。 T 2 0 F通过单片机等控制逻辑对 M D 0 3的 4 T 20F位相位输人控制的}逻鞋关系如表 l所示，单片机等控制逻辑对数字电流 1和 I的 0 1控制

的逻辑关系如表 2所示。输出的驱动电流大小没计由下面公式决定：I (O (r( s 0 1, o 10% V/1 R) . 5 0 ) 0 - V= c,s0 8欧。在图 1 rV c= . R 6 .设计 1中，时选用压降小，恢复时陕肖的特基二极管 D F 4 1 S来分担一部分功耗从而达到对 M D 0 3保护作用。 T 2oF 在图 1 ( .打印驱动电路 )我们 1中，选用了 T 4 1 L 3的电压调整电路选定参考电压。 打印针驱动电路：微打机芯 MP 1有 9 4 1根打印针，每个打印针就是—个线圈绕组， 9第根针我们没有使用，只使用 8根针就可以了。为了使电路简洁，维护方便，设计打印针驱动电路时没有使用离散元件，而是使用了专用的打印针驱动集成电路 M A 0 M, T 0 1如图 l ( 2打印针驱动电路)所示。在图 1 (印针驱动电路 )通过 2打中， MT 0 1 A 0 M增强了打印针的驱动能力，同时 M A 0 M具有可开关的门控信号， T01在这个电路中 我们使用了单稳态的触发器通过硬件来控制打印 针的出针时间 t,这个时问由单稳态触发器 1 4脚和 1脚的电阻和电容值决定， R。按微打机芯 5 t C= M 4的技术参数要求 t3 4 s P1 1= 6 u,考虑到阻容本身的误差，实际值 t不要超过 34 s 6u。 逻辑检测电路：微打机芯 M 4 P 1有四个需要 1单片机检测的逻辑状态： O E位置、 HM温度、纸尽和黑标信号，如图 1 ( 3逻辑检测电路 )所示。在这部分电路中，我们使用比寝器K 3 9部的 4 A3内路比较器分别检测这四个信号。 3M 4 l P 1机空制部分对微打 MP 1 4 1机芯步进马达驱动部分的控制逻辑输入、打印针驱动的输人及机芯状态检测需要微处理器来完成，这就是机芯的控制部分。由于 M 4 P 1机芯控制部分所占用微处理器的口 l线资源比较多，同时应用系统还会有诸如显示、键盘以及其他控制音 陀痧磐碱少的用到一些口线资源， 般的单片机很难满足这样的需求，除非使用接口 芯片扩展，这样一来，既增加了系统的成本，同时， 多一片 I, c就会带来系统的不可靠性风险的增加。 为此，我们特别选用三菱公司的 1位单片机 6—

1微型打印机机芯 MP 1的介绍 4l微打机芯 MP 1是 S A 41 T R公司制造的 9针

点阵式微型打印机机芯，由 9根打印针信号，根 4走纸马达相位信号，根字车马达相位信号和温 4度，纸尽，黑标，打印头位置检测信号组成。主要的性能指标如下： 驱动电压是直流 2 V-1%,逻辑电压为直 4 i0 -流5 5 V±%;打印方向：双向打印； 打印纸宽为 5 .+ . m打印的区域是 7 0m, 5 54 mm; 8

i+

粤……………

图 1 MP 1机芯驱动电路 41

每行打印点数： 0( 1每个点大小水平方向 6是 0m .皿垂直方向是 0 5 m; 3 3 3 m) 打印速度： 5, 行秒；打印的字符：字符大小 (×: m 宽高) 2 m× 124 mm; .2

走纸速度：最大 10/连续走纸) 4 mm秒(; 打印寿命： 10 0万行字符； 票据层数： 3 层纸。 2微型打印机机芯 MP 1的驱动电路 4 1微型打印机机芯 M 4自己不能工作， P1 1它是个靠步进马达驱动芯片驱动 MP 1机芯携带的 4 1两个马达和打印针驱动芯片驱动 M 4 P 1携带的 1打印针来完成打印字符和图表任务的被动执行机构。 下面分别介绍下它们的驱动电路。 马达的驱动电路：微型打印柳机芯 MP 1有 4 1两个步进马达：沿卷式票据纸方向运动的走纸马达和左右运动的字车马达，它们是一种双相双极型步进马达，该马达有两个绕组，控制时按照一定的时序改变绕组的电流方向，马达内部的磁场就相应地产生旋转，马达转子在磁场的作用下一步一步的按照磁场方向运动。马达的驱动电路就是按着控制逻辑输出的脉冲信号，控制步进马达产生电流的换向。而双向双极型步进马达驱动集成电路 MT 2 0 F正是适用于 MP 1微打机芯马达的控 D 03 4 1—

M 00S P 3 8 2 G作为控制部分的核心。M 0 0 S P 382G 具有丰富的系统资源：内部 1K的S AM,9个内 0 R 2部、个外部中断源， 8 5个输出、个输入 1位定时 6 6器，串口，O位 8通道的 AD, 2通道的 5个 1/ 8位 DA,个输出片选，2个可编程的I l—个看/4 13/ I, OZ门狗，还有 C C D A R,M C等，可谓是功能强大的单片机了，尤其是具有这 1 3 2个可编程的 I资/ O口源，就很方便的设计 M 4 P 1微打的控制逻辑及状 1态检测部分电路。我们将 M3 82 G

0 0 S P整个 P 2口 1 作为打印针驱动的输入控制，1 P 0口部分和 P l口部分使用其 I/ 0口功能作为马达驱动部分的输入控制，1 P 0口的一个 I口作为单稳触发器的门/ O控，控制打印的出针时间。P O I口的部分 I和/ 0口 P 1口的—个 I 1/ O口作为 MP 1机芯的逻辑状态 41检测的信号。限于篇幅 M3 8 2 G 0 0 S P与 M 4机 P1 1芯的控制部分连接图未画出。不难发现这些控我们制部分的信号完全是微处哩器自身的资源，不需外扩一片其他 I, M 0 0 S P c而 3 8 2 G器件其他丰富的资源又能满足应用系统别的需求，可见 M 0 0 S P 3 8 2G 的实际使用价值更高。 结束语关于这个 M 4 P 1微打的设计， 1是本人工作实践中应用系统的一部分，非常简洁实用，同大多数的系统中外挂—个成品微型打印机相比，尤其是作为产品考虑成本的时候，就会有非常明显的市场优势。

参考文献[MP o eisseict nmau1 1 4 0sr pcf ai n a] e i o .￣M3 82 G a he I 0 0 S P D t set a .责任编辑：赵丽敏

一

1— 4