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根据上海航芯ACM32F403的热敏打印机设计方案

基于上海航芯ACM32F403的热敏打印机设计方案-ACM32F403芯片采用高性能内核,支持Cortex-M33和Cortex-M4F指令集。芯片内核支持一整套DSP指令用于数字信号处理,支持单精度FPU处理浮点数据,同时还支持Memory Protection Unit(MPU)用于提升应用的安全性。

跟着电子信息化、主动化程度进步,条码辨认技能的开展,热敏打印机的运用规模也在不断扩大,已从传统的作业和家庭传真文档,快速向商业零售、工业制造业、交通运输业、物流、金融、彩票、医疗、教育等新式专业运用领域拓宽。

本文将为我们介绍依据上海航芯ACM32F403的热敏打印机规划计划。

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打印原理

 

热敏打印机的原理是,在介质基底上(一般是纸)覆上一层热敏资料,将热敏资料加热一段时刻后变成深色(一般是黑色,也有蓝色)。这种化学反响是在必定的温度下进行的。高温会加快这种化学反响。当温度低于60℃时,热敏资料需求通过适当长,乃至长达几年的时刻才干变成深色;而当温度为200℃时,这种反响会在几微秒内完结。

热敏打印机有挑选地在热敏纸的确认方位上加热,由此就发生了相应的图形。加热是由与热敏资料相触摸的打印头上的一个小电子加热器供给的。加热器排成方点或条的方法由打印机进行逻辑操控,当被驱动时,就在热敏纸上发生一个与加热元素相应的图形。操控加热元素的同一逻辑电路,一起也操控着进纸,因此能在整个标签或纸张上印出图形。

 

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图1. 热敏打印机的原理

 

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运用芯片

 

本文描绘的热敏打印机计划,是依据上海航芯ACM32F403系列的MCU进行规划。

ACM32F403芯片选用高性能内核,支撑Cortex-M33和Cortex-M4F指令集。芯片内核支撑一整套DSP指令用于数字信号处理,支撑单精度FPU处理浮点数据,一起还支撑Memory ProtecTIon Unit(MPU)用于提高运用的安全性。

ACM32F403系列芯片最高作业频率可达180MHz,内嵌数学硬件加快,内置最大512KB的eFlash和最大192KB SRAM。芯片集成了一个12位多通道2M sps高精度ADC、一个12位2通道的DAC、多达3路运放、2路比较器,集成了1个高档守时器,6个通用16位守时器,1个通用32位守时器,2个根本16位守时器,1个体系看门狗,1个独立看门狗,一个低功耗的实时钟(RTC),内置多路UART、LPUART、SPII2C、I2S、CAN、全速USB等丰厚的通讯外设,内建AES、CRC、TRNG等算法模块。

 

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计划特色

 

ㆍ支撑蓝牙、USB、UART等多种通讯接口的打印方法

 

ㆍ支撑无使命时主动进入断电形式,续航时刻更长

 

ㆍ支撑打印高温、缺纸和低电量报警

 

ㆍSPI FLASH寄存字库,支撑在线更新字库,可调整字体、巨细、粗细等

 

ㆍ支撑MCU和BLE芯片固件在线晋级

 

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规划计划

 

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图2. 依据ACM32F403热敏打印机规划计划框图

 

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功用介绍

 

1.1多接口打印流程

 

本计划能够通过UART、USB和蓝牙接口接纳数据,并通过ACM32F403芯片的TImer,GPIO,ADC、SPI等模块进行热敏打印机头的打印作业。

 

详细流程如下:

 

1)通过UART、USB和蓝牙接口接纳数据,数据需求通过GBK码的方法发送,并存储到芯片内部;

 

2)将每个字的GBK码,通过SPI接口查询到SPI FLASH上字库中对应的数据,并传输到打印buffer中;

 

3)芯片通过TImer来操控步进电机运转的速度和打印机头加热的时刻,通过GPIO来操控加热使能和操控步进电机的行进和撤退,ADC来检测打印机温度,终究完结打印作业。

 

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图3. 多接口打印流程

 

1.2 字库更新流程

 

本计划内部firmware完结了一个UART接纳数据,SPI下载数据的体系,选用相似7816 T=1的数据格式进行传输,将字库的BIN文件下载到SPI FLASH中,以完结字库的下载和更新。由于片外SPI FLASH巨细的原因,默许只支撑24*24巨细的字体打印,假如替换字体,需求从头下载字库文件。

 

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图4. 字库下载流程

 

本计划支撑字库的更新,能够调理打印字体的字体、巨细,粗细等参数。字库更新后需求修正firmware代码,以完结不同字体的打印。

 

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图5. 字体设置参数

 

1.3 字库调用流程

 

本计划中的SPI FLASH中能寄存字体巨细为16*16或24*24的字库,而且有完好的配套firmware代码。

 

详细字库调用流程如下:

 

1)从UART、USB或BLE接口接纳需求打印文字的GBK码;

 

2)依据GBK码计算出该文字在字库中的内码;

 

3)通过SPI接口读取字库中内码的数据,数据长度依据字体巨细来定;

 

4)将读出的数据传输到打印机头,完结打印。

 

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图6. 字库调用流程

 

1.4 数据打印流程

 

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图7. 数据打印软件流程

 

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图8. 打印机芯和步进电机原理图

 

数据打印流程:

 

1)打印机开机流程;

 

2)将打印数据通过SPI接口传输到打印机缓存;

 

3)判别是否是榜首行,假如是翻开电机TImer,并行进一步;

 

4)判别是否是最终一行或许是否缺纸,假如是进入打印机关机流程;

 

5)开端加热,翻开加热Timer,并等候加热完结;

 

6)循环2)~5),直到打印结束。

 

打印机开机流程:

 

1)将打印机DST(选通脉冲)信号设为低电平;

 

2)将打印机LATCH(数据锁存)信号设为高电平;

 

3)翻开热敏头逻辑电源

 

4)翻开热敏头加热电源;

 

打印机关机流程:

 

1)中止加热Timer;

 

2)封闭热敏头加热电源;

 

3)将打印机DST(选通脉冲)信号设为低电平;

 

4)将打印机LATCH(数据锁存)信号设为高电平;

 

5)封闭热敏头逻辑电源。

 

1.5 电源操控体系介绍

 

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图9. 电源操控体系介绍

 

1)供电:体系选用单节锂电池4.2V或许USB 5V供电;

 

2)反常:当MCU内部程序跑飞/死机时,首要能够按下SW1复位MCU,再不可能够按住正常开/关机键,再刺进USB线使MCU复位;

 

3)开机:体系未通电时,按住开/关机键,此刻MCU上电,MCU开端从eFlash发动,初始化成功后将POWER_ON/OFF信号置高,双色灯中的绿灯点亮(InitPass_常亮、内部锂电池充电满_常亮),若初始化失利或检测到反常/过错(比方电池电量低,外设初始化失利、通讯不正常等),将双色灯中的红灯点亮(Err1_常亮、Err2_1s闪、Err3_快闪);

 

4)关机:体系通电时,按住开/关机键,Power_Check引脚会检测到一个下降沿,而且接着会有继续的低电平,松开按键后,再将电源操控信号拉低;

 

5)正常关机的次序是:先灭灯,然后断电机驱动电源和外设电源,再断MCU电源;

 

6)PB1为开/关机按键与体系唤醒键,SW1为体系唤醒按键与复位键,一般状况,用户按一下是要唤醒体系,长按是正常开关机;

 

7)没有打印使命时,需求封闭电机电源和外设电源,来节约锂电池电量;所以体系通过守时进入待机前,MCU封闭电机驱动电源/外设电源后,进入待机。

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