微型打印機控制電路的設(shè)計論文資料
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級學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(論文)中期報告
系別
班級
學(xué)生
姓名
指導(dǎo)
教師
課題名稱: 微型打印機控制電路的設(shè)計
簡述開題以來所做的具體工作、取得的進展及下一步主要工作:
1、 開題以來所做的具體工作和取得的進展或成果
經(jīng)過查閱大量的相關(guān)資料,現(xiàn)在已經(jīng)對微型打印機的原理有了一個清晰深入的了解,對單片機控制系統(tǒng)及其原理進行了詳細(xì)分析,并對單片機與鍵盤、微型打印機以及液晶顯示器的接口電路都進行了詳細(xì)的了解。
現(xiàn)在正在完成相關(guān)電路的制作及相關(guān)程序的編寫,并解決在此過程中所遇到的問題,收集制作過程中的相關(guān)資料,為畢業(yè)論文的撰寫準(zhǔn)備資料。
2、存在的具體問題
在制作過程當(dāng)中要不斷的對程序進行修改,由于對單片機編程掌握不是很熟練,在實際調(diào)試過程中有一定的困難。關(guān)于HD61202液晶顯示控制驅(qū)動器資料掌握不全面,以及顯示器程序編制相關(guān)知識運用不熟練。因此在實際的電路制作、調(diào)試以及相關(guān)程序的編寫中存在一定的困難。
3、下一步的主要研究任務(wù),具體設(shè)想與安排
繼續(xù)電路制作以及相關(guān)程序調(diào)試,得出結(jié)果。制作出實用的由單片機控制的微型打印機,即采用89S52單片機控制,利用并行接口技術(shù),同時通過液晶顯示器顯示打印的數(shù)據(jù)和文字信息??梢詫崿F(xiàn)打印一段固定的漢字和單個任意的數(shù)字,同時把打印的內(nèi)容顯示在液晶顯示器上。爭取做的簡單實用、有高可靠性、有良好的性能價格比以及體積小、方便攜帶的微型打印機。
根據(jù)掌握的畢業(yè)設(shè)計的相關(guān)資料以及在調(diào)試過程中所遇問題的解決的相關(guān)資料,著手撰寫論文。
學(xué)生簽字:
指導(dǎo)教師的建議與要求:
指導(dǎo)教師簽字:
注:本表格同畢業(yè)設(shè)計(論文)一同裝訂成冊,由所在單位歸檔保存。
畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書
題 目
(包括副標(biāo)題)
微型打印機控制電路的設(shè)計
教師姓名
系 別
職 稱
學(xué)生姓名
班 級
學(xué) 號
課題成果形式
論文□ 設(shè)計說明書□ 實物■ 軟件□ 其它□
1.畢業(yè)設(shè)計(論文)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求(如原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等):
⒈ 畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容
⑴ 設(shè)計一個微型打印機控制電路
⑵ 完成相關(guān)的技術(shù)文檔和畢業(yè)設(shè)計論文
⒉ 畢業(yè)設(shè)計的主要指標(biāo)
⑴ 用單片機控制微型打印機,具有并行接口
⑵ 可打印字符、數(shù)據(jù)
⒊ 工藝制作任務(wù)
⑴ 畫出硬件框圖
⑵ 畫出硬件原理圖
⑶ 畫出軟件流程圖
⑷ 軟件程序編寫(包括輸入、輸出控制,鍵盤控制,打印主程序等)
⑸ 調(diào)試電路及程序
⑹ 寫出完整的設(shè)計論文
⒋ 畢業(yè)設(shè)計基本要求
⑴ 有較豐富的打印命令,命令代碼均為單字節(jié),格式簡單
⑵ 可輸出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字、在程序中所設(shè)定的漢字和英文字符
⑶ 要求簡單實用、有高可靠性、良好的性能價格比以及體積小,方便攜帶
⒌ 應(yīng)收集的文獻資料
⑴ MCS-51系列單片機實用接口技術(shù)
⑵ 單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(第三版)
⑶ 單片機基礎(chǔ)(修訂版)
⑷ 單片機人機接口實例集
2.畢業(yè)設(shè)計(論文)工作進度計劃:
周 次
工作內(nèi)容
早進入階段
第一周
第二周
第三周
第四周
第五周
第六周
第七周
第八周
第九周
第十周
第十一周
第十二周
查閱資料
系統(tǒng)方案設(shè)計
系統(tǒng)制作
系統(tǒng)制作
系統(tǒng)制作
系統(tǒng)調(diào)試
系統(tǒng)調(diào)試
調(diào)試程序
調(diào)試程序
調(diào)試程序
撰寫課題論文
撰寫課題論文
撰寫課題論文
教研室(學(xué)科組)主任簽字:
畢業(yè)設(shè)計(論文)前期檢查表
填表時間:
專業(yè)班級
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
職稱
課題名稱
微型打印機控制電路的設(shè)計
選
題
方
面
是否屬專業(yè)內(nèi)容
屬 于
結(jié)合實際程度
緊密結(jié)合實際
先進性可行性
可行性強
難易程度
適 當(dāng)
任
務(wù)
書
填
寫
規(guī)范程度
規(guī) 范
主要技術(shù)指標(biāo)是否具體
具 體
工作量大小
適 中
圖紙及實物要求具體程度
符合要求
參考文獻填寫規(guī)范程度
規(guī) 范
開題報告或
方案論證
可行性
是
必要性
是
先進性
是
經(jīng)濟技術(shù)分析
是
有
何
建
議
教研室主任簽字: 系主任簽字:
畢 業(yè) 設(shè) 計(論文)
題 目 微型打印機控制電路的設(shè)計
副標(biāo)題
性 質(zhì): 畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)論文
學(xué)生姓名
班 級
系 別
專 業(yè)
指導(dǎo)教師
評定成績 優(yōu) 良 中 及格 不及格
微型打印機控制電路的設(shè)計
摘 要: 目前,電子領(lǐng)域正向著數(shù)字化、信息化、微型化的方向發(fā)展。打印機作為數(shù)據(jù)輸出設(shè)備之一也朝著多功能、高性能的方向發(fā)展,微型打印機是電子信息領(lǐng)域中一種很重要的輸出設(shè)備。本設(shè)計基于TPμP-40A微型打印機,采用89S52單片機控制,利用并行接口技術(shù),同時通過液晶顯示器顯示打印的數(shù)據(jù)和文字信息??梢詫崿F(xiàn)打印一段固定的漢字和單個任意的數(shù)字,同時把打印的內(nèi)容顯示在液晶顯示器上。它具有速度快、噪聲低、體積小、重量輕、運行可靠、維護成本低等特點。
關(guān)鍵詞:微型打印機 單片機 液晶顯示器 鍵盤
The design of control circuit in Micro-printer
Abstract:Nowadays, electronic field is developing towards the direction of digitization、informatization and micromation. As one of data output equipments, the printer is also spreading out in multifunction、high-performance. And the Micro-printer is a very important output equipment in electronic information field. Based on Micro-printer——TPμP-40A, this design adopts micro-controller (89S52), makes use of parallel-interface technique and in the meantime displays printing data and word information on Liquid Crystal Display. It can print a paragraph of regular Chinese characters and single discretional number. At the same time the Liquid Crystal Display can display print content. It possesses the characteristics of high-speed、low-noise、small-volume 、lightweight、reliable running and low cost of maintenance.
Keywords: Micro-printer Single Chip Computer Liquid Crystal Display Keyboard
目 錄
1 引言…………………………………………………………………………………1
2 設(shè)計要求……………………………………………………………………………1
3 系統(tǒng)組成……………………………………………………………………………1
4 硬件部分設(shè)計………………………………………………………………………2
4.1打印機部分………………………………………………………………………2
4.2單片機芯片部分………………………………………………………………5
4.3 單片機與微型打印機的接口……………………………………………………7
4.4單片機與液晶顯示器的接口……………………………………………………11
4.5鍵盤部分…………………………………………………………………………15
4.6 電源模塊設(shè)計……………………………………………………………………18
5 軟件部分……………………………………………………………………………20
5.1 程序設(shè)計整體流程圖……………………………………………………………20
5.2 鍵處理流程圖…………………………………………………………………21
6 顯示與測試結(jié)果……………………………………………………………………22
7 結(jié)論…………………………………………………………………………………23
參考文獻………………………………………………………………………………24
致謝……………………………………………………………………………………25
附錄 1:程序…………………………………………………………………………26
附錄2:整機電路圖…………………………………………………………………47
英文資料及中文翻譯…………………………………………………………………48
附件2
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
微型打印機控制電路的設(shè)計
系 別:
專 業(yè):
學(xué)生姓名:
指導(dǎo)教師:
20 年 月 日
開題報告填寫要求
1.開題報告作為畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一,應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下,由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(論文)工作前期完成,經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見、專家組及系主任審查后生效;
2.開題報告必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式(可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載)打印,禁止打印在其它紙上后剪貼;
3.工程設(shè)計與軟件開發(fā)類的開題報告應(yīng)包括以下內(nèi)容:
(1)主要任務(wù)以及主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo);
(2)設(shè)計的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢;
(3)研究路線與關(guān)鍵技術(shù);
(4)實驗條件;
(5)進度計劃;
(6)參考文獻等;
4.科研論文類的開題報告應(yīng)包括以下內(nèi)容:
(1)研究的目的;
(2)研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢;
(3)主要研究內(nèi)容與關(guān)鍵問題;
(4)擬采用的研究手段;
(5)進度計劃;
(6)參考文獻等;
5.開題報告的撰寫應(yīng)符合科技文獻規(guī)范,且不少于2000字;參考文獻應(yīng)不少于15篇,包括科技期刊、教科書、專著等。
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
課題題目
微型打印機控制電路的設(shè)計
課題類型
實做
課題來源
自擬
成果形式
實物及論文
同組同學(xué)
無
開題報告內(nèi)容(可另附頁)
內(nèi)容見附頁
畢業(yè)設(shè)計開題報告:
(后接附頁)
指導(dǎo)教師意見(課題難度是否適中、工作量是否飽滿、進度安排是否合理、工作條件是否具備等)
指導(dǎo)教師簽名:
月 日
專家組及系里意見(選題是否適宜、各項內(nèi)容是否達到畢業(yè)設(shè)計(論文)大綱要求、整改意見等)
專家組成員簽字: 教學(xué)主任(簽章):
月 日
附頁:開題報告
微型打印機控制電路的設(shè)計
一、主要任務(wù)以及主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)
主要任務(wù):
打印字符、數(shù)據(jù)
要求簡單實用、有高可靠性、良好的性能價格比以及體積小,方便攜帶
二、 設(shè)計的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
微型打印機是一種通過單片機控制編程,可以自動完成一定打印任務(wù)作業(yè)的機械裝置?;蛘吒_切的說,多功能超小體積,可電池供電,便于隨身攜帶的微型打印機。
微型打印機從其打印原理上分為兩種,熱敏式打印機和針式打印機。國內(nèi)外發(fā)展熱門的大都在微型票據(jù)打印機。熱敏式票據(jù)打印機通過發(fā)熱體直接使熱敏紙變色產(chǎn)生印跡,它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧、重量輕、噪音小、功耗低、印字質(zhì)量高、無需更換色帶等優(yōu)點,但由于其價格較高,一般用于特定場合的微型票據(jù)打印機。針式打印機通過打印頭出針擊打色帶把色帶上的色跡印在紙上,針式打印機打印速度相對較慢,噪音較大,但由于其低廉的價格及特殊環(huán)境下的打印輸出功能(如多層打印等),使得它成為微型票據(jù)打印機的主流工作方式。還有的具有?超強復(fù)寫能力:票據(jù)打印機采用了超強擊打力度的打印頭,具有很強的穿透力,在打印多聯(lián)票據(jù)時可以一次完成,提高了工作效率。很多機型甚至提供了1+6層的復(fù)寫能力,可清晰打印7聯(lián)復(fù)寫票據(jù)
㈠ 微型打印機的發(fā)展現(xiàn)狀
由于單片機具有簡單實用、高可靠性、良好的性能價格比以及體積小等優(yōu)點,已經(jīng)在各個技術(shù)領(lǐng)域得到了迅猛發(fā)展。?隨著普通打印機價格的下降,它們在單片機系統(tǒng)的應(yīng)用也逐漸增多。例如GP系列和μP系列打印機都是點陣是打印機,因為打印機內(nèi)部有一個單片機系統(tǒng),并固化有控打程序,智能化程度很高。因此打印機不但功能強,而且與主機接口簡單。一般每行可打印40個字符。隨著技術(shù)的發(fā)展,微行打印機的雖變得價格低廉,但功能強大,支持并口打印,核心部件為長壽命打印機芯,采用了目前先進的換紙技術(shù),即開蓋、關(guān)蓋便可完成換紙;更方便使用;可廣泛使用在超市、便利店、餐飲服務(wù)、商場打印票據(jù)等,滿足不同使用人員的要求。
㈡ 微型打印機的發(fā)展趨勢
微型打印機在許多生產(chǎn)領(lǐng)域的使用實踐證明,它在提高工作效率,節(jié)約各種材料,便于工作中攜帶,功能增多等方面,有著令世人矚目的作用,引起了世界各國和社會各層人士的廣泛關(guān)注。在新的世紀(jì),研發(fā)新型微型打印機的工業(yè)必將得到更加快速的發(fā)展和更加廣泛的應(yīng)用。
㈢ 微型打印機的技術(shù)發(fā)展趨勢
? 從近幾年世界微型打印機推出的產(chǎn)品來看,微型票據(jù)打印機的技術(shù)正在向智能化、輕便化和快速化的方向發(fā)展,其發(fā)展趨勢主要為:緊湊的設(shè)計,超小體積,方便操作,字符與非字符量增大,節(jié)約資源(低耗材),耐用性強,打印精度高,具有紙張全自動糾錯、自動對邊、自適應(yīng)厚度打印,且保證打印噪音低。??
三、研究方向與關(guān)鍵技術(shù)
本設(shè)計主要采用89S52單片機控制,利用并行接口技術(shù),同時通過液晶顯示器顯示打印的數(shù)據(jù)和文字信息,系統(tǒng)框圖如下圖所示??梢詫崿F(xiàn)打印一段固定的漢字和單個任意的數(shù)字,同時把打印的內(nèi)容顯示在液晶顯示器上。支持多種打印命令,命令代碼均為單字節(jié),格式簡單;可輸出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字、在程序中所設(shè)定的漢字和英文字符;要求簡單實用、有高可靠性、良好的性能價格比以及體積小,方便攜帶。打印機啟動后,由內(nèi)部單片機執(zhí)行固化程序,就可以接受和分析主機送來的數(shù)據(jù)和命令,然后通過控制口驅(qū)動電路,實現(xiàn)對打印頭機械動作的控制,進行打印。
液晶顯示器
單片機MCU
鍵盤
微型打印機
電源
四、實驗條件
需具備穩(wěn)壓電源、示波器、電腦、仿真器、下載器、信號發(fā)生器各一臺
五、進度計劃
周 次
工作內(nèi)容
早進入階段
第一周
第二周
第三周
第四周
第五周
第六周
第七周
第八周
第九周
第十周
第十一周
第十二周
查閱資料
系統(tǒng)方案設(shè)計
系統(tǒng)制作
系統(tǒng)制作
系統(tǒng)制作
系統(tǒng)調(diào)試
系統(tǒng)調(diào)試
調(diào)試程序
調(diào)試程序
調(diào)試程序
撰寫課題論文
撰寫課題論文
論文答辯
六、參考文獻
1. 李廣弟,朱月秀,王秀山 . 單片機基礎(chǔ)(修訂版[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社 2001年
2. 李朝青. 單片機原理及接口技術(shù)(簡明修訂版[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社 2000年
3. 沈德金等. MCS-51系列單片機接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗齕M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社 1990年
4. 高明等. 單片機微機接口與系統(tǒng)設(shè)計[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 1995年
5. 公茂法,馬寶甫,孫晨等. 單片機人機接口實例集[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社 1998年
6. 張洪潤,藍清華等. 單片機應(yīng)用技術(shù)教程[M]. 北京:清華大學(xué)出版社 1997年
7. 李華. MCS-51系列單片機實用接口技術(shù)[M]. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社 1993年
8. 馬忠梅,籍順心. 單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(第三版)[M]. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社 1997年
9. 周航慈著. 單片機應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù)[M]. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社 1987年
10. 陳粵初等. 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與實踐[M]. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社1991年
11. 趙曉安. MCS-51單片機原理及應(yīng)用[M]. 天津:天津大學(xué)出版社 2001年
12. 趙志航,鄭志輝. MCS-51單片機C語言應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)及實例[M].北京:航空工業(yè)出版社 1996年
13. 何立民. 單片機應(yīng)用技術(shù)選編(5)[M]. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社 1997年
14. 陳龍三. 8051單片機C語言控制與應(yīng)用[M]. 北京:清華大學(xué)出版社 1999年
15. 李蘭友等. 單片機應(yīng)用開發(fā)十例[M]. 北京:電子工業(yè)出版社 1994年
畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)檢查工作記錄表
系別
班級
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
課題名稱
微型打印機控制電路的設(shè)計
時間(學(xué)期、周次)
內(nèi)容及指導(dǎo)記錄
布置畢業(yè)設(shè)計題目,講解畢業(yè)設(shè)計要求。學(xué)生初步了解畢業(yè)設(shè)計任務(wù)
根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù),學(xué)生查找照資料
設(shè)計相關(guān)電路
完成實際電路的制作
調(diào)試各單元電路及程序,完成論文寫作
指導(dǎo)教師簽字:
注:本表格同畢業(yè)設(shè)計(論文)一同裝訂成冊,由所在單位歸檔保存。
1 引言
自從20世紀(jì)70年代問世以后,單片機作為微型計算機一個很重要的分支,應(yīng)用廣泛,發(fā)展迅速,已對很多領(lǐng)域產(chǎn)生了重大影響。尤其是美國Intel公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機,由于其具有集成度高、處理功能強、可靠性好、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、易于使用等優(yōu)點,在我國已經(jīng)得到廣泛使用,并已經(jīng)在各個技術(shù)領(lǐng)域得到了迅猛發(fā)展。
隨著普通打印機價格的下降,它們在單片機系統(tǒng)的應(yīng)用也逐漸增多。微型打印機是一種通過單片機控制編程,可以自動完成一定打印任務(wù)作業(yè)的機械裝置。微型打印機具有多功能超小體積、可電池供電和便于隨身攜帶的特點。例如GP系列和μP系列打印機都是點陣式打印機,因為打印機內(nèi)部有一個單片機系統(tǒng),并固化有控打程序,智能化程度很高。打印機啟動后,由內(nèi)部單片機執(zhí)行程序,就可以接受和分析主機送來的數(shù)據(jù)和命令,然后通過控制電路,實現(xiàn)對打印頭機械動作的控制,進行打印。微型打印機可廣泛使用在超市、便利店、餐飲服務(wù)、商場打印票據(jù)等,可滿足不同使用人員的要求。
本設(shè)計可以實現(xiàn)打印預(yù)先設(shè)定的漢字和0~9十個數(shù)字,可以應(yīng)用在食堂、超市等地,用來打印小票并可以其顯示相關(guān)信息。因此微型打印機以其小型化、多功能等特點廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、銷售等領(lǐng)域,為人們帶來了極大的方便。
2 設(shè)計要求
(1) 支持多種打印命令,命令代碼均為單字節(jié),格式簡單。
(2) 可輸出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字、在程序中所設(shè)定的漢字和英文字符。
(3) 要求簡單實用、有高可靠性、良好的性能價格比以及體積小,方便攜帶。
3 系統(tǒng)組成
液晶顯示器
單片機MCU
鍵盤
微型打印機
電源
圖3-1 系統(tǒng)框圖
本設(shè)計由微型打印機、單片機、鍵盤、液晶顯示器和電源模塊等五部分組成,系統(tǒng)框圖如圖3-1所示。其中單片機部分的作用是控制微型打印機、鍵盤和液晶顯示器;鍵盤用來輸入要打印的信息;顯示器用來顯示所打印的內(nèi)容;電源模塊則為整個電路提供電源。
4 硬件部分設(shè)計
4.1 打印機部分
打印機是一種復(fù)雜而精密的機械電子裝置,無論哪種打印機,其結(jié)構(gòu)基本上都可分為機械裝置和控制電路兩部分,這兩部分是密切相關(guān)的。機械裝置包括打印頭、字車機構(gòu)、走紙機構(gòu)、色帶傳動機構(gòu)、墨水(墨粉)供給機構(gòu)以及硒鼓傳動機構(gòu)等等,它們都是打印機系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu),由控制電路統(tǒng)一協(xié)調(diào)和控制;而打印機的控制電路則包括CPU主控電路,驅(qū)動電路,輸入輸出接口電路及檢測電路等。
下面介紹打印機一般原理:打印機是小型機電一體化系統(tǒng)。機械部分為執(zhí)行機構(gòu),在機內(nèi)CPU及驅(qū)動電路控制下完成“數(shù)據(jù)”打印。打印機的一般構(gòu)成及工作原理如下圖4-1所示:
接口電路
CPU及控制電路
驅(qū)動電路
打印頭
電源
打
印
機
圖4-1打印機一般原理圖
單片機或PC系統(tǒng)
雖然打印機的外觀千變?nèi)f化,打印出來的圖形,色彩也各不相同,但從原理上,我們可將常用的打印機分為三種類型:針式打印機、噴墨打印機和激光打印機。下面重點介紹一下針式打印機的結(jié)構(gòu)和工作原理。
4.1.1 針式打印機
(1) 針式打印機的工作原理
主機送來的代碼,經(jīng)過打印機輸入接口電路的處理后送至打印機的主控電路,在控制程序的控制下,產(chǎn)生字符或圖形的編碼,驅(qū)動打印頭打印一列的點陣圖形,同時字車橫向運動,產(chǎn)生列間距或字間距,再打印下一列,逐列進行打?。灰恍写蛴⊥戤吅?,啟動走紙機構(gòu)進紙,產(chǎn)生行距,同時打印頭回車換行,打印下一行;上述過程反復(fù)進行,直到打印完畢。
(2) 針式打印機的結(jié)構(gòu)
針式打印機關(guān)鍵在于其打印頭的結(jié)構(gòu)。打印頭的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,可分為打印針,驅(qū)動線圈,定位器,激勵盤等。簡單的說,打印頭的工作過程是這樣的:當(dāng)打印頭從驅(qū)動電路獲得一個電流脈沖時,電磁鐵的驅(qū)動線圈就產(chǎn)生磁場吸引打印針銜鐵,帶動打印針擊打色帶,在打印紙上打出一個點的圖形。因其直接執(zhí)行打印功能的是打印針,所以這類打印機被稱為針式打印機。
針式打印機的種類繁多,型式各異,一般分為打印機械裝置和控制與驅(qū)動電路兩大部分。針式打印機在正常工作時有三種運動,即打印頭的橫向運動、打印紙的縱向運動和打印針的擊針運動。這些運動都是由軟件控制驅(qū)動系統(tǒng)通過一些精密機械進行的。
打印機械裝置主要包括字車與傳動機構(gòu)、打印針控制機構(gòu)、色帶驅(qū)動機構(gòu),走紙機構(gòu)和打印機狀態(tài)傳感器,這些機構(gòu)都為精密機械裝置,以保證各種機構(gòu)能實現(xiàn)下面的各種運動。
① 字車與傳動機構(gòu) 字車是打印頭的載體,打印頭通過字車傳動系統(tǒng)實現(xiàn)橫向左、右移動,再由打印針撞擊色帶而印字。字車的動力源一般都用步進電動機,通過傳動裝置將步進電動機的轉(zhuǎn)動變?yōu)樽周嚨臋M向移動。一般用鋼絲繩或同步齒形帶進行傳動。
② 打印針控制機構(gòu) 打印針是正確打印的關(guān)鍵。打印針控制機構(gòu)實現(xiàn)打印針的出針和收針動作。通常利用電磁原理控制打印針的動作。
③ 色帶驅(qū)動機構(gòu) 打印針撞擊色帶,色帶上的印油在打印紙上印出字符或圖形。在打印過程中,打印頭左、右移動時,色帶驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動色帶也同時循環(huán)往復(fù)轉(zhuǎn)動,不斷改變色帶被打印針撞擊的部位,保證色帶均勻磨損,從而既延長了色帶的使用壽命,又保證了打印出的字符或圖形顏色均勻。 色帶驅(qū)動機構(gòu)一般利用字車電動機帶動同步齒形帶(如LQ-1600K)或鋼(尼龍)絲繩驅(qū)動色帶鈾轉(zhuǎn)動,也可采用兩個單獨的電動機(如某些彩色打印機)分別帶動色帶正、反向走帶。
④ 走紙機構(gòu) 該機構(gòu)實現(xiàn)打印紙的縱向移動。當(dāng)打印完一行后,由它走紙換行。走紙方式一般有摩擦走紙、齒輪饋送和壓紙滾筒饋送等。其動力方式為通過牽引機構(gòu)將步進電動機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樽呒堃苿印?
⑤ 打印機狀態(tài)傳感器 對于不同的打印機來說,傳感器的設(shè)置情況不同。通常有原始位置傳感器(檢測字車是否停在左邊原始位置上)、紙盡傳感器(檢測所裝的打印紙是否用完,用完則報警)、計時傳感器(檢測字車的瞬時位置)和機蓋狀態(tài)傳感器(檢測正在打印中的異常開打印機蓋操作)等等。
(3) 針式打印機的特點
針式打印機由于采用的是機械擊打式的打印頭,因此穿透力很強,能打印多層復(fù)寫紙,具備拷貝功能,另外還能打印不限長度的連續(xù)紙。使用的耗材是色帶,在三種打印機中是最廉價的一種。其缺點就是體積、重量都較大,打印噪音大,精度低,速度慢,一般無打印彩色圖像功能。適合有專門要求的專業(yè)應(yīng)用場合,例如財務(wù)、稅務(wù)、金融機構(gòu)等等。常見的機型有EPSON的LQ系列,如LQ-680K;STAR的AR、CR系列,如AR-6400等。
4.1.2 噴墨打印機和激光打印機
(1) 噴墨打印機
噴墨打印機的工作原理基本與針式打印機相同,這兩者的本質(zhì)區(qū)別就在于打印頭的結(jié)構(gòu)。噴墨打印機的打印頭,是由成百上千個直徑極其微?。s幾微米)的墨水通道組成。當(dāng)打印頭的控制電路接收到驅(qū)動信號后,即驅(qū)動這些執(zhí)行單元產(chǎn)生振動,將通道內(nèi)的墨水?dāng)D壓噴出;或產(chǎn)生高溫,加熱通道內(nèi)的墨水,產(chǎn)生氣泡,將墨水噴出噴孔;噴出的墨水到達打印紙,即產(chǎn)生圖形。這就是壓電式和氣泡式噴墨打印頭的基本原理。
噴墨打印機打印精度高,通常都能打印彩色圖像,而且體積及重量都可以做的非常小巧,甚至能隨身攜帶打印,打印時的噪音也很小。因此噴墨打印機的使用成本很高。同時,也不具備拷貝和打連續(xù)紙功能。適合對打印質(zhì)量要求高但數(shù)量較小的場合,如家庭,小型辦公室等等。常見的機型有EPSON的STYLUS PHOTO系列,如STYLUS PHOTO 900;CANON的i系列,如i6500、i355等。
(2) 激光打印機
激光打印機與針式、噴墨打印機的一個本質(zhì)的區(qū)別在于:激光打印機打印一次成像一整頁,是逐頁打??;而針式和噴墨打印機都是打印頭一次來回打印一行,是逐行打印。因此,相同打印要求下,激光打印機的打印速度要比針式打印機和噴墨打印機要快,這也是激光打印機的一個優(yōu)勢所在。激光打印機的打印精度也很高,基本上與噴墨打印機無太大區(qū)別。能打印彩色圖像,且對打印介質(zhì)的要求沒有噴墨打印機那么高。打印的速度是三種打印機中最快的,而且噪音也很小。但體積和重量相對噴墨打印機要大。只能逐頁打印,無拷貝和打印連續(xù)紙功能。適合打印數(shù)量大,任務(wù)重的場合,如大型商務(wù)機構(gòu),設(shè)計、印刷領(lǐng)域等等。常見的機型有惠普HP的LaserJet系列,如LaserJet1010,Color LaserJet 8550等。
4.1.3 微型打印機
微型打印機,簡稱微打,是針對通用打印機而言的,具有處理票據(jù)較窄、整機體積較小、操作電壓較低的特點。它是廣大打印機家族中一個細(xì)小而特別的種類,在通常的IT刊物、雜志及各類市場調(diào)查報告中,微型打印機均鮮有提及,甚至被忽略不記。以致一般的人雖然在生活中經(jīng)常見到,然而對其缺乏必要的認(rèn)識和了解。但作為特種打印機系列一個重要的組成部分,微打的市場需求日漸擴大,應(yīng)用也越來越廣泛,越來越多的通用打印機廠商也開始涉及微打領(lǐng)域。
(1) 微型打印機的分類
微型打印機具有體積小巧、價格低廉、功能多樣的特點,所以在越來越多的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。下面按不同的方式對微型打印機進行分類:
① 按打印原理分:針式(細(xì)分為字輪式、梭式點陣式、9針點陣式、24針點陣式)、熱敏式(細(xì)分為列式熱敏式、行式熱敏式)、噴墨式、熱轉(zhuǎn)印、激光式(后面兩種打印方式的微型機較少)。
② 按應(yīng)用分:由于微型打印機在各行業(yè)應(yīng)用十分廣泛,所以分成在金融零售業(yè)的ECR(高效消費者響應(yīng))、POS、交通運輸業(yè)上的打票機、服務(wù)行業(yè)的排隊機等。
③ 按通信方式分:有線通信(串口、并口、USB或網(wǎng)口)、無線通信(運用IrDA和Bluetooth技術(shù))。
(2)針式微型打印機與熱敏微型打印機的比較
①基本工作原理
針式微型打印機至少由以下基本關(guān)鍵部件組成:打印機芯、打印控制器、電源和外殼,而打印機芯又由打印頭和字車電機運動機構(gòu)、走紙電機運動機構(gòu)以及各種傳感器等組成。
針式微打是通過控制打印頭運動和走紙運動,并控制打印頭出針擊打色帶和打印紙,把色帶上相應(yīng)點的墨汁印在打印紙上,從而在紙上打出所需的信息。直熱行式熱敏微打,其熱敏頭由一排緊密均勻排列的特殊材料的可加熱電阻組成,每個單元電阻對應(yīng)一個點,控制其不同點的通電即可對相應(yīng)的點加熱,而與其緊密接觸的帶熱敏涂層的熱敏紙受熱就可以印出相應(yīng)的點信息,再同時通過走紙的控制,就可以打印出各種信息。另一種熱敏微打——熱轉(zhuǎn)印微打,其工作原理與直熱式熱敏機基本相同,不同之處在于:熱轉(zhuǎn)印微打通過加熱帶熱敏涂層的碳帶,把相應(yīng)碳帶加熱點上的涂層材料轉(zhuǎn)印到普通的打印紙上。
②性能表現(xiàn)
主要是熱敏微打的速度是針式微打的幾倍。
總之,直熱式熱敏微打主要在噪聲、速度和分辨率上優(yōu)于針式微打,而針式微打卻在拷貝能力和打印后紙張的保存效果(熱轉(zhuǎn)印式除外)上優(yōu)于直熱式熱敏微打,這些各自的優(yōu)點奠定了這兩大類的微打在不同應(yīng)用領(lǐng)域受青睞的地位。
隨著國內(nèi)電子政務(wù)、電子商務(wù)的迅速發(fā)展,以及工商、稅務(wù)電子監(jiān)控等政策的逐漸實施,對發(fā)票和稅控收據(jù)的自動打印要求將越來越廣泛,商業(yè)收款和稅控發(fā)票打印也就成為微型打印機應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域,而熱敏式、9針串行點陣式打印方式則在此領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。
此外,隨著微型打印機技術(shù)的發(fā)展,各種新型的微型打印機也慢慢走向市場,如便攜式微型打印機,它在水、電、燃?xì)獾瘸順I(yè)務(wù)中得到了很好的推廣。相對于傳統(tǒng)的手工抄表,然后錄入電腦,再由電腦打印出單據(jù)送到用戶手中,便攜式微打表現(xiàn)出了極大的方便性。類似的應(yīng)用還有火車上的移動式補票機等。
4.2單片機芯片部分
89S52是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片[1],引腳排列請參見下圖4-2:
圖4-2 89S52芯片引腳
4.2.1 信號引腳介紹
(1) 輸入/輸出口線
P0.0 ~ P0.7 P0口8位雙向口線
P1.0 ~ P1.7 P1口8位雙向口線
P2.0 ~ P2.7 P2口8位雙向口線
P3.0 ~ P3.7 P3口8位雙向口線
(2) 地址鎖存控制信號(ALE)
在系統(tǒng)擴展時,ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址送入鎖存器鎖存起來,以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送。此外由于ALE是六分之一晶振頻率的固定頻率輸出的正脈沖,因為可作為外部時鐘或外部定時脈沖使用。
(3) 外部程序存儲器讀選通信號(/PSEN)
在讀外部ROM時/PSEN有效(低電平),以實現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。
(4) 訪問程序存儲器控制信號(/EA)
當(dāng)/EA信號為低電平時,對ROM的讀操作限定在外部程序存儲器;而當(dāng)/EA信號為高電平時,則對ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲器開始,并可延續(xù)至外部程序存儲器。
(5) 復(fù)位信號(RST)
當(dāng)輸入的復(fù)位信號延續(xù)2個機器周期以上高電平時即為有效,用以完成單片機的復(fù)位操作。
(6) 外接晶體引線端(XTAL1和XTAL2)
當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時,此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容;當(dāng)使用外部時鐘時,用于接外部時鐘脈沖信號。
(7) 地線(Vss)
(8) +5V電源(Vcc)
以上就是89S52單片機芯片40條引腳的定義及簡單功能說明[2]。
4.2.2 信號引腳的第二功能
由于工藝及標(biāo)準(zhǔn)化等原因,芯片的引腳數(shù)目是有限制的,例如MCS-51系列單片機芯片引腳的數(shù)目是40條,但單片機為實現(xiàn)其功能所需要的信號數(shù)目卻遠遠超過此數(shù),因此就出現(xiàn)了供需問題。
解決這一問題唯一可行的辦法是“復(fù)用”,即給一些信號引腳賦予雙重功能。如果我們把前述的信號定義為引腳第一功能的話,則根據(jù)需要再定義的信號就是它的第二功能。第二功能信號定義主要集中在P3口線中,另外再加上幾個其它信號線。
(1) EPROM 存儲器程序固化所需要的信號
P3的8條口線都定義有第二功能,詳見表4-1。
表4-1 P3口線的第二功能
口線
第二功能
信號名稱
P3.0
RXD
串行數(shù)據(jù)接收
P3.1
TXD
串行數(shù)據(jù)發(fā)送
P3.2
/INT0
外部中斷0申請
P3.3
/INT1
外部中斷1申請
P3.4
T0
定時器/計數(shù)器0計數(shù)輸入
P3.5
T1
定時器/計數(shù)器1計數(shù)輸入
P3.6
/WR
外部RAM寫選通
P3.7
/RD
外部RAM讀選通
有內(nèi)部EPROM的單片機芯片(例如87C51),為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源,它們也是由信號引腳以第二功能的形式提供的,即:
編程脈沖: 30腳(ALE//PROG)
編程電壓(25V):31腳(/EA/VPP)
(2) 備用電源引入
MCS-51單片機的備用電源也是以信號引腳第二功能的方式由9腳(RST/VPD)引入的。當(dāng)電源發(fā)生故障,電壓降低到下限值時,備用電源經(jīng)此端向內(nèi)部RAM提供電壓,以保護內(nèi)部RAM中的信息不丟失。
4.3 單片機與微型打印機的接口
4.3.1微型打印機TPμP-40A的主要性能、接口要求及時序
TPμP-40A是一種單片機控制的微型智能打印機。每行打印40個字符[3]。
(1) TPμP-40A主要技術(shù)性能
① 采用單片機控制,具有2KB控達程序標(biāo)準(zhǔn)的Centronic并行接口。
② 具有較豐富的打印命令,命令代碼均為單字節(jié),格式簡單。
③ 可產(chǎn)生全部標(biāo)準(zhǔn)的ASCII代碼字符,以及128個非標(biāo)準(zhǔn)字符和圖符。有16個代碼字符(6×7點陣)可由用戶通過程序自行定義。并可通過命令用此16個代碼字符去更換任何駐留代碼字型,以便用于多種文字的打印。
④ 可打印出8×240點陣的圖樣(漢字或圖案點陣)。代碼字符和點陣圖樣可在一行中混合打印。
⑤ 字符、圖符和點陣圖可以在寬和高的方向放大為×2、×3、×4倍。
⑥ 每行字符的點行數(shù)(包括字符的行間距)可用命令更換。即字符行間距空點行在0~256間任選。
⑦ 帶有水平和垂直制表命令,便于打印表格。
⑧ 具有重復(fù)打印同一字符命令,以減少輸送代碼的數(shù)量。
⑨ 帶有命令格式的檢錯功能。當(dāng)輸入錯誤命令時打印機立即打印錯誤信息代碼。
(2) 接口信號
TPμP-40A微型打印機與單片機間是通過一條20芯扁平電纜及接插件相連(如圖4-3所示)。打印機有一個20線扁平插座,信號引腳排列如表4-2所示:
表4-2 打印機信號引腳排列
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
/ACK
/ERR
/STB
DB0
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7
BUSY
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
●●●●●●●●●●
●●●●●●●●●●
插入
扁平電纜
插頭
從打印機背面視圖
圖4-3 扁平電纜和插件接口
2
20
19
1
其中:
① DB0~DB7:數(shù)據(jù)線,單向傳輸,由單片機輸入給打印機。
② /STB(STROBE):數(shù)據(jù)選通信號。在該信號的上升沿時,數(shù)據(jù)線上的8位并行數(shù)據(jù)被打印機讀入機內(nèi)鎖存。
③ BUSY:打印機“忙”狀態(tài)信號。當(dāng)該信號有效(高電平)時,表示打印機忙于處理數(shù)據(jù)。此時,單片機不得使STB信號有效,向打印機送入新的數(shù)據(jù)。
④ /ACK:打印機的應(yīng)答信號。低電平有效,表明打印機已取走數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)。
⑤ /ERR:“出錯”信號。送入打印機的命令格式出錯時,打印機立即打印一行出錯信息提示出錯。在打印出錯信息之前該信號線出現(xiàn)一個負(fù)脈沖,脈沖寬度為30μs。
(3) 接口信號時序[4]
20ns
50ns
NEXTXT
0~50ns
﹥6μs
BUSY
時間不定
(不同命令、數(shù)據(jù)而異)
20~30μs
DB0~DB7
/STB
/ACK
圖4-4接口信號時序圖
接口信號時序如圖4-4所示。選通信號/STB寬度需大于0.5μs。/ACK應(yīng)答信號可與/STB信號作為一對應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號,可使用/STB與BUSY作為一對應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號[5]。
4.3.2 字符代碼及打印命令
TPμP-40A全部代碼共256個,其中00H無效,代碼01H~0FH為打印命令;代碼10H~1FH為用戶自定義代碼;代碼20H~7FH為標(biāo)準(zhǔn)ASCII代碼;代碼80H~FFH為非ASCII代碼,其中包括少量漢字、希臘字母、塊圖圖符和一些特殊的字符。
(1) 字符代碼
TPμP-40A中全部字符代碼為10H~FFH,回車換行代碼0DH為字符串的結(jié)束符。但當(dāng)輸入代碼滿40個時,打印機自動回車。幾個例子如下:
① 打印“$2356.73”
輸送代碼串為:24,32,33,35,36,2E,37,33,0D。
② 打印“23.7㎝”
輸送代碼為:32,33,2E,37,63,6D,9D,0D。
③ 打印“This is Micro-Printer”
輸送代碼串為:54H,68H, 69H,73H, 20H,69H,73H,20H, 4DH,69H,63H,72H, 6FH,2DH,70H,72H,69H,6EH,74H,65H,72H,2EH,0DH。
(2) 打印命令
打印命令由一個命令字和若干個參數(shù)字節(jié)組成,命令結(jié)束符為0DH,除下述表中代碼06H的命令必須用它外,均可省略。TPμP-40A命令代碼及功能見表4-3。
表4-3 TPμP-40A命令代碼及功能
命令代碼
命令功能
01H
打印字符、圖等,增寬(×1、×2、×3、×4)
02H
打印字符、圖等,增高(×1、×2、×3、×4)
03H
打印字符、圖等,寬和高同時增加(×1、×2、×3、×4)
04H
字符間距更換或定義
05H
用戶自定義字符點陣
06H
駐留代碼字符點陣式樣更換
07H
水平(制表)跳區(qū)
08H
垂直(制表)跳行
09H
恢復(fù)ASCII代碼和清輸入緩沖區(qū)命令
0AH
一個空格后回車換行
0BH~0CH
無效
0DH
回車換行/命令結(jié)束
0EH
重復(fù)打印同一字符命令
0FH
L打印點陣圖命令
(3) 命令非法時的出錯顯示
當(dāng)主機向TPμP-40A輸入非法命令時,打印機即打印出錯代碼。其意義為:
ERROR0: 放大系數(shù)出界,即放大倍數(shù)是1,2,3和4以外的數(shù)字。此錯誤出現(xiàn)在 01H,01H,03H命令時。
ERROR1:定義代碼非法。用戶自定義代碼不是10H~1FH.
ERROR2:非法換碼命令。換碼命令只能用10H~1FH去代換駐留字符代碼,否則為非法。
ERROR3:繪圖命令錯誤。指定圖形字節(jié)數(shù)為0或大于240。
ERROR4:垂直指標(biāo)命令錯誤。指定空行數(shù)為零[6]。
4.3.3 TPμP-40A與MCS-51單片機接口設(shè)計
TPμP-40A是智能打印機,其控制電路由單片機構(gòu)成,在輸入電路中有鎖存器,在輸出電路中有三態(tài)門控制。因此可以不通過I/O口直接與單片應(yīng)用系統(tǒng)的總線連接,即打印機的數(shù)據(jù)線可以以外部I/O口的形式與MCS-51系列單片機的P0口相連。如圖4-5所示:TPμP-40A沒有讀、寫信號線,只有一對握手線/STB、BUSY,因此,用一根地址線(使用P2.7)來控制讀寫信號選通 /STB和讀取打印機的BUSY狀態(tài)[7]。
32
33
34
35
36
37
38
39
20
26
3
5
7
9
11
13
/WR
P2.7
/RD
P0.7
89S52
P0.0
GND
/STB
BUSY
DB7
TPμP-40A
DB0
GND
≧1
≧1
1
16
19
17
15
17
28
圖4-5 單片機和微型打印機的接口
4.4 單片機與液晶顯示器的接口
顯示器部分是由液晶顯示控制行、列驅(qū)動器和HY128*64液晶顯示器組成的[8]。
4.4.1 液晶顯示控制驅(qū)動器HD61202的特點
HD61202液晶顯示控制驅(qū)動器是一種帶有驅(qū)動輸出的圖形液晶顯示控制器,它可直接與8位微處理器相連,它可與HD61203配合對液晶屏進行行、列驅(qū)動。HD61202是一種帶有列驅(qū)動輸出的液晶顯示控制器,它可與行驅(qū)動器HD61203配合使用,組成液晶顯示驅(qū)動控制系統(tǒng)。
(1) 內(nèi)藏64×64=4096位顯示RAM,RAM每位數(shù)據(jù)對應(yīng)LCD屏上一個點的亮暗狀態(tài);
(2) HD61202是列驅(qū)動器,具有64路列驅(qū)動輸出;
(3) HD61202讀、寫操作時序與68系列微處理器相符,因此它可直接與68系列微表4-4 與微處理器的接口信號引腳功能
引腳符號
狀態(tài)
引腳名稱
功能
CS1,CS2,CS3
輸入
芯片片選端
CS1和CS2低電平選通,CS3高電平選通。
E
輸入
讀寫使能信號
在E下降沿,數(shù)據(jù)被鎖存(寫)入HD61202;在E高電平期間,數(shù)據(jù)被讀出
R/W
輸入
讀寫選擇信號
R/W=1為讀選通,R/W=0為寫選通
RS
輸入
數(shù)據(jù)、指令選擇信號
RS=1為數(shù)據(jù)操作 RS=0為寫指令或讀狀態(tài)
DB0-DB7
三態(tài)
數(shù)據(jù)總線
RST
輸入
復(fù)位信號
復(fù)位信號有效時,關(guān)閉液晶顯示,使顯示起始行為0,RST可跟MPU相連,由MPU控制;也可直接接VDD,使之不起作用。
處理器接口相連;
(4) HD61202的占空比為1/32--1/64。
4.4.2液晶顯示控制驅(qū)動器HD61202的引腳功能
HD61202的與各種器件信號的引腳功能如表4-4,表4-5,表4-6所示:
表4-5 與HD61203接口信號引腳功能
M
輸入
交流驅(qū)動波形信號
FRM
輸入
幀同步信號
CL
輸入
鎖存行顯示數(shù)據(jù)的同步信號
該信號上升沿時鎖存數(shù)據(jù),同時改變顯示輸出地址
Ф1,Ф2
輸入
內(nèi)部操作時鐘信號
Y1-Y64
液晶顯示驅(qū)動端
VDD,VSS
內(nèi)部邏輯電源
VEE1,VEE2
液晶顯示驅(qū)動電路的電源
常令VEE1=VEE2
V1L-V4L,V1R-V4R
液晶顯示驅(qū)動電壓
其電壓值均在VCC和VEE之間,常令V1L=V1R,V2L=V2R,V3L=V3R, V4L=V4R
ADC
決定Y1-Y64與液晶屏的連接順序
ADC=1JF,Y1=$0,Y64=$63
ADC=0時,Y1=$63,Y64=$0
該引腳直接接VCC或GND即可
表4-6 與LCD接口信號引腳功能
4.4.3液晶顯示控制驅(qū)動器HD61202的指令系統(tǒng)
HD61202的指令系統(tǒng)比較簡單,總共只有七種。現(xiàn)分別介紹如下:
(1) 顯示開/關(guān)指令
表4-7 顯示開/關(guān)指令
R/W RS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0
0 0 1 1 1 1 1 1/0
當(dāng)DB0=1時,LCD顯示RAM中的內(nèi)容;DB=0時,關(guān)閉顯示。
(2) 顯示起始行(ROW)設(shè)置指令
表4-8 顯示起始行設(shè)置指令
R/W RS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0
1 1 顯示起始行(0-63)
該指令設(shè)置了對應(yīng)液晶屏最上一行的顯示RAM的行號,有規(guī)律的改變顯示起始行,可以使LCD實現(xiàn)顯示滾屏的效果。
(3) 頁(RAGE)設(shè)置指令
表4-9 頁設(shè)置指令
R/W RS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0
1
0
1
1
1
頁號(0-7)
顯示RAM共64行,分8頁,每頁8行。
(4) 地址(Y Address)設(shè)置指令
表4-10 地址設(shè)置指令
R/W RS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0
0 1 顯示列地址(0-63)
設(shè)置了頁地址和列地址,就唯一確定了顯示RAM中的一個單元,這樣MCU就可以用讀、寫指令讀出該單元中的內(nèi)容或向該單元寫進一個字節(jié)數(shù)據(jù)。
(5) 讀狀態(tài)指令
表4-11 讀狀態(tài)指令
R/W RS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
1 0
BUSY 0 ON/OFF REST 0 0 0 0
該指令用來查詢HD61202的狀態(tài),各參量含義如下:
BUSY:1-內(nèi)部在工作 0-正常狀態(tài)
ON/OFF:1-顯示關(guān)閉 0-顯示打開
REST: 1-復(fù)位狀態(tài) 0-正常狀態(tài)
在BUSY和REST狀態(tài)時,除讀狀態(tài)指令外,其它指令不對HD61202產(chǎn)生作用。在對HD61202操作之前要查詢BUSY狀態(tài),以確定是否可以對HD61202進行操作。
(6) 寫數(shù)據(jù)指令
表4-12 寫數(shù)據(jù)指令
R/W RS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 1
寫 數(shù) 據(jù)
(7) 數(shù)據(jù)指令
讀、寫數(shù)據(jù)指令每執(zhí)行完一次讀、寫操作,列地址就自動增一,必須注意的是,進行讀操作之前,必須有一次空讀操作,緊接著再讀才會讀出所要讀的單元中的。
表4-13 數(shù)據(jù)指令
R/W RS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
1 1
讀 顯 示 數(shù) 據(jù)
4.4.4 HY-12864的電路結(jié)構(gòu)特點
HY-12864是使用HD61202作為列驅(qū)動器,同時使用HD61203作為行驅(qū)動器的液
晶模塊[9]。由于HD61203不與MCU發(fā)生聯(lián)系,只要提供電源就能產(chǎn)生行驅(qū)動信號和各種同步信號,比較簡單。下面主要介紹以下HY12864這個模塊的邏輯電路圖。HY-12864共有兩片HD61202和一片HD61203,如下圖4-6所示:
振蕩電路
64行
LCD
64 列
64列
控制
同步脈沖
DB0-DB7
Vee
BL+
BL-
Vss Vdd Vo RS R/WE DB0 DB1… DB7 CS1 CS2 RES
圖4-6 邏輯電路圖
在HY-12864中,兩片HD61202的ADC均接高電平,RST也接高電平,這樣在使用HY-12864時就不必再考慮這兩個引腳的作用。/CSA跟HD61202(1)的/CS1相連;/CSB跟HD61202(2)的CS1相連,因此/CSA、/CSB選通組合信號為/CSA,/CSB=01選通(1),/CSA,/CSB=10選通(2)。對于HY-12864只要供給VDD、VSS和V0即可,HD61202和HD61203所需電源將有模塊內(nèi)部電路在VDD和V0、VSS的作用下產(chǎn)生的[10]。
4.4.5 HY-12864的應(yīng)用
圖4-7 接口電路原理圖
上面是液晶顯示器HY12864 與單片機89S52的接口電路??刂齐娐窞橹苯釉L問方式的接口電路[11]。電路原理圖如上圖所示:
單片機的P0端口直接與顯示器的數(shù)據(jù)端口相連;電位器用來調(diào)節(jié)顯示器屏幕亮度,而負(fù)電源由顯示器本身提供;單片機的讀寫信號端口通過與非門控制顯示器的讀寫使能端,高電平時數(shù)據(jù)被讀出,下降沿時數(shù)據(jù)被鎖存即寫入列驅(qū)動器;P2.3口控制芯片片選端(第二個列驅(qū)動器),P2.2口控制芯片片選端(第一個列驅(qū)動器),且二者均為低電平有效;P2.1口控制讀寫選通信號,輸入低電平時寫選通,本設(shè)計不需讀入,所以只要低電平即可;P2.0口控制數(shù)據(jù)指令選擇信號,高電平為數(shù)據(jù)操作,低電平寫指令或讀狀態(tài),即先為0寫入控制字再為1寫入數(shù)據(jù)代碼確定什么字。
4.5 鍵盤部分
4.5.1 單片機鍵盤和鍵盤接口概述
單片機使用的鍵盤可分為獨立式和矩陣式兩種。獨立式實際上就是一組相互獨立的按鍵,這些按鍵可直接與單片機的I/O接口連接,其方法是每個按鍵獨占一條口線,接口簡單[12]。矩陣式鍵盤也稱行列式鍵盤,因為鍵的數(shù)目較多,所以鍵按行列組成矩陣(如圖4-8所示)。
圖4-8 鍵盤接口電路圖
按一個鍵到鍵的功能被執(zhí)行主要應(yīng)包括兩項工作:一是鍵的識別,即在鍵盤中找出被按的是哪個鍵,另一項是鍵功能的實現(xiàn)。第一項工作是使用接口電路實現(xiàn)的,而第二項工作則是通過執(zhí)行中斷服務(wù)程序來完成。下面來介紹鍵盤接口問題[13]。
具體來說,鍵盤接口應(yīng)完成以下操作功能:
a 鍵盤掃描,以判定是否有鍵被按下(稱之為“閉合鍵”)。
b 鍵識別,以確定閉合鍵的行列位置。
c 產(chǎn)生閉合鍵的鍵碼。
d 排除多鍵、串鍵(復(fù)按)及去抖動。
這些內(nèi)容通常是以軟硬件結(jié)合的方式來完成的,即在軟件的配合下由接口電路來完成。但具體那些由硬件完成由軟件完成,要看接口電路的情況??偟脑瓌t是,硬件復(fù)雜軟件就簡單,硬件簡單軟件就得復(fù)雜一些。
可以為MCS-51單片機實現(xiàn)鍵盤接口的方法和接口芯片有:
a 使用單片機芯片本身的并/串行口
b 使用通用接口芯片(例如8255、8155等)/專用接口芯片8279
4.5.2 單片機鍵盤接口和鍵功能的實現(xiàn)
(1) 鍵盤接口處理內(nèi)容
① 鍵掃描
鍵盤上的鍵按行列組成矩陣,在行列的交點上都對應(yīng)有一個鍵。為判定有無鍵被按下(閉合鍵)以及被按鍵的位置,可使用兩種方法:掃描法和翻轉(zhuǎn)法,其中以掃描法使用較為普遍。因此下面以掃描法為例,說明查找閉合鍵的方法?,F(xiàn)以圖4-9所示的4行×4列鍵盤為例,對鍵掃描進行說明。
輸入口
1
1
1
1
0 1 1 1
+5V
輸出口
(a)
(b)
輸入口
輸出口
1
1
1
1
1 0 1 1
+5V
1
1
0
1
1 1 0 1
輸入口
+5V
輸出口
(c)
圖4-9 鍵掃描法示意圖
首先是判定有沒有鍵被按下。如圖4-9所示,鍵盤的行線一端經(jīng)電阻接+5V電源,另一端接單片機的輸入口線。各列線的一端接單片機的輸出口線,另一端懸空。為判定有沒有鍵被按下,可先經(jīng)輸出口向所有列線輸出低電平,然后再輸入各行線狀態(tài)。若行線狀態(tài)中有低電平,則表示有鍵被按下。然后再判定被按鍵的位置。因為在鍵盤矩陣中有鍵按下時,被按鍵處的行線和列線被接通,使穿過閉合鍵的那條行線變?yōu)榈碗娖?。假定圖4-9中A鍵被按下,則判定鍵位置的掃描是這樣進行的:
先使輸出口輸出0EH,然后輸入行線狀態(tài),測試行線狀態(tài)中是否有低電平(圖4-9(a))。如果沒有低電平,再使輸出口輸出0DH,再測試行線狀態(tài)(圖4-9(b))。到輸出口輸出0BH時,行線中有狀態(tài)為低電平者,則閉合鍵找到(圖4-9(c)),通過此次掃描的行線值和列線值就可以知道閉合鍵的位置。至此行掃描似乎可以結(jié)束,但實際上掃描往往要繼續(xù)進行下去,以發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的多鍵同時被按下。
② 去抖動
當(dāng)掃描表明有鍵被按下之后,緊接著應(yīng)進行去抖動處理。因為常用鍵盤的鍵實
際上就是一個機械開關(guān)結(jié)構(gòu),被按下時,由于機械接觸點的彈性及電壓突跳等原因,在觸點閉合或斷開的瞬間會出現(xiàn)電壓抖動,如圖4-10所示。抖動時間長短與鍵的機械特性有關(guān),一般為5~10ms。而鍵的穩(wěn)定的閉合時間和操作者按鍵動作有關(guān),大約為十分之幾到幾秒不等。
鍵按下
前沿抖動
后沿抖動
圖4-10 鍵閉合和斷開時的電壓抖動
③ 鍵碼計算
被按鍵確定下來之后,接下來的工作是計算閉合鍵的鍵碼,因為有了鍵碼,才能通過散轉(zhuǎn)指令把程序執(zhí)行轉(zhuǎn)到閉合鍵所對應(yīng)的中斷服務(wù)程序上去。也可以直接使用該閉合鍵的行列值組合產(chǎn)生鍵碼,但這樣做會使各子程序的入口地址比較散亂,給JMP指令的使用帶來不便。所以通常都是以鍵的排列順序安排鍵號,例如,圖4-11所示的鍵號是按從左到右從上到下的順序編排的。
這樣安排,使鍵碼既可以根據(jù)行號列號以查表求得,也可以通過計算得到。按圖4-11所示的鍵碼編排規(guī)律,各行的首號依次是00H,04H,08H,0CH,如列號按0~3順序,則鍵碼的計算公式為: 鍵碼=行首號+列號
00H
01H
02H
03H
04H
05H
06H
07H
08H
09H
0AH
0BH
0CH
0DH
0EH
0FH
圖4-11 鍵號排列
④ 等待鍵釋放
計算鍵碼之后,再以延時后進行掃描的方法等待鍵釋放。等待鍵釋放是為了保證鍵的一次閉合僅進行一次處理。
綜上所述,鍵盤接口處理的核心內(nèi)容是測試有無閉合鍵,對閉合鍵進行去抖動處理,求得閉合鍵的鍵碼。這些操作內(nèi)容通常都是有軟硬件相結(jié)合的方法實現(xiàn),但如果使用像8279這樣的專用接口芯片,可以大大簡化軟件。
為了使鍵盤操作更穩(wěn)定可靠,還可以加一些附加功能,例如屏蔽功能:在對一個閉合鍵已進行處理時,再按下其它鍵不會產(chǎn)生影響;對于一個鍵,不管按下多長時間,僅執(zhí)行一次鍵處理子程序等。
(2) 鍵盤接口的控制方式
在單片機的運行過程中,何時執(zhí)行鍵盤掃描和處理,可有以下3種情況:
① 隨機方式,每當(dāng)CPU空閑時執(zhí)行鍵盤掃描程序。
② 中斷方式,每當(dāng)有鍵閉合時才向CPU發(fā)出中斷請求,中斷響應(yīng)后執(zhí)行鍵盤掃描程序。
③ 定時方式,每隔一定時間執(zhí)行一次鍵盤掃描程序,定時可由單片機定時器完成。
(3) 鍵處理子程序
在計算機中每一個鍵都對應(yīng)一個處理子程序,得到閉合鍵的鍵碼后,就可以根據(jù)鍵碼,轉(zhuǎn)相應(yīng)的鍵處理子程序(分支是使用JMP等散轉(zhuǎn)指令實現(xiàn)的),進行字符、數(shù)據(jù)的輸入或命令的處理。這樣就可以實現(xiàn)該鍵所設(shè)定的功能[14]。
4.6電源模塊設(shè)計
4.6.1單元電源電路設(shè)計
為了能夠讓單片機和打印機更好,更穩(wěn)定地工作,采用了圖4-12所示單元電源電路,由電源變壓器、橋堆和濾波電容器所組成。電源變壓器的初級電壓輸入為220V,次級輸出電壓為12V[15] [16]。
由于單片機所需的是+5V電源,經(jīng)濾波電容和三端穩(wěn)壓集成電路MC7812后可得到+12V電壓,MC7812能將15V~25V的直流電壓變換成12V的穩(wěn)定電壓,在12V的電壓中含有少量的低頻成分和接收外界的高頻成分,再經(jīng)后一級濾波后送三端穩(wěn)壓集成
圖4-12 電源電路圖
電路LM317,LM317能將大于7V~15V的直流電壓變換成+5V的穩(wěn)定電壓并且提供的較大電流以保證打印機正常工作。同時由于電流較大導(dǎo)致三端穩(wěn)壓集成電路MC7812和LM317過熱,為了確保電路工作正常,給兩個芯片分別加上散熱片。
4.6.2直流穩(wěn)壓電源的檢測
本系統(tǒng)對電源要求高,因為穩(wěn)定性和可靠性在單片機的應(yīng)用中具有格外重要的意義。為了提高穩(wěn)定性,單片機的允許電壓變化范圍很寬。通常單片機使用5V電壓,所以采用較為復(fù)雜的穩(wěn)壓電源,電源電路的主要部件采用集成的三端穩(wěn)壓器件如LM317與MC7812,穩(wěn)壓電源輸入電壓范圍寬,輸出電壓穩(wěn)定,電流較大,抗干擾能力強,以滿足主控系統(tǒng)和微型打印機的要求[17]。
數(shù)字萬用表對穩(wěn)壓電源的測試結(jié)果,如表4-14所示:
輸入級(原)
MC7812輸出
輸出級
+5V直流穩(wěn)壓電源
220V交流電壓
11.998 V
4.997V
表4-14 電壓測試
5 軟件部分
根據(jù)程序設(shè)計步驟流程圖(圖5-1),準(zhǔn)備本次設(shè)計所需要的整體流程圖和部分流程圖。
圖5-1 程序設(shè)計步驟流程圖
擬制設(shè)計任務(wù)書
建立或修改數(shù)學(xué)類型
確立算法
編制或修改流程圖
編制或修改程序
匯編通過
上機調(diào)試
調(diào)試通過
試運行通過
完成
Y
Y
N
程序有大問題
N
Y
Y
N
5.1 程序設(shè)計整體流程圖
通過對本設(shè)計的了解,可以知道軟件的主要作用是通過單片機來控制打印機、鍵盤、液晶顯示器三個外接設(shè)備。當(dāng)數(shù)據(jù)選通信號為上升沿時,單片機上的8位并行數(shù)據(jù)寫入到打印機內(nèi)鎖存;忙判斷信號BUSY為高電平時,此時,單片機不能向打印機發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)打印機忙時,調(diào)用顯示,使液晶顯示屏顯示當(dāng)前打印的信息,并可通過按鍵來改變打印數(shù)值。
首先,進行整個程序的初始化及清屏。當(dāng)有按鍵按下時,程序判斷是哪個鍵被按下,然后執(zhí)行相應(yīng)的按鍵功能,并調(diào)用液晶顯示器,顯示所打印的內(nèi)容;當(dāng)沒有鍵按下時,返回鍵盤掃描,再判斷是否有鍵被按下。
本次程序設(shè)計的整體流程圖,如圖5-2所示:
Y
清屏
調(diào)用顯示
鍵盤掃描
判斷哪個鍵被按下
執(zhí)行相應(yīng)的按鍵功能
圖5-2 程序設(shè)計整體流程圖
初始化
N
鍵被按下
5.2 鍵處理的流程圖
鍵盤部分應(yīng)實現(xiàn)如下功能:首先,對鍵盤進行掃描,判斷是否有鍵被按下。如果沒有,則轉(zhuǎn)回鍵盤掃描,看下次是否有鍵被按下;如果有鍵被按下,則先對鍵進行去抖動,然后算出是哪個鍵被按下,再延時等待鍵釋放。因為每一個鍵都對應(yīng)一個處理子程序,得到閉合鍵的鍵碼后,就可以根據(jù)鍵碼,轉(zhuǎn)相應(yīng)的鍵處理子程序(分支是使用JMP等散轉(zhuǎn)指令實現(xiàn)的),進行字符、數(shù)據(jù)的輸入或命令的處理。這樣就可以實現(xiàn)該鍵所設(shè)定的功能。
根據(jù)上述說明,畫出本次程序設(shè)計的鍵處理流程圖,如圖5-3所示:
Y
N
開始
鍵掃描
去抖動
鍵碼計算
JMP@A+DPTR
A=00H
01#鍵
處理程序
00#鍵
處理程序
…#鍵
處理程序
…#鍵
處理程序
…
A=01H
A=‥H
A=nnH
圖5-3 鍵處理流程圖
鍵釋放
有無鍵按下
Y
N
6 顯示與測試結(jié)果
整個電路接通后,當(dāng)鍵盤中打印按鍵按下時,微型打印機開始工作,打印所設(shè)定的漢字,同時在液晶顯示屏上顯示所打印的內(nèi)容;當(dāng)打印完畢后,顯示屏上顯示打印完畢。當(dāng)按下第十五鍵時,顯示屏清屏并顯示漢字和“請輸入:”,微型打印機等待打印。當(dāng)按下數(shù)字鍵中任何一個時,顯示屏上顯示相應(yīng)數(shù)字同時微型打印機打印該數(shù)字。
具體打印顯示結(jié)果如下圖6-1所示:
按鍵選擇
液晶顯示器顯示
按 下
打印鍵
天津工程師范學(xué)院通信0201班曹寶爽畢業(yè)設(shè)計。
按 下
十五鍵
按 下
數(shù)字鍵1
天津工程師范學(xué)院通信0201班曹寶爽畢業(yè)設(shè)計。請輸入:
天津工程師范學(xué)院通信0201班曹寶爽畢業(yè)設(shè)計。請輸入:1
圖6-1 打印顯示示例
7 結(jié) 論
此設(shè)計體現(xiàn)了由單片機控制的微型打印機的眾多優(yōu)點:多功能超小體積,可用電池供電,設(shè)計緊湊,方便操作,可打印的內(nèi)容及其形式具有多樣性,節(jié)約資源(低耗材),耐用性強,打印精度高,且保證打印噪音低。在本次設(shè)計中,實現(xiàn)了利用微型打印機打印出一段固定的文字,并可以任意打印出0~9十個阿拉伯?dāng)?shù)字,同時在液晶顯示器上顯示所打印的內(nèi)容;在不超過單片機內(nèi)存的情況下,根據(jù)改編程序重新設(shè)定一些字符或者表格等,就可以將所設(shè)定的內(nèi)容打印且顯示出來。
在設(shè)計制作微型打印機控制電路的過程當(dāng)中,遇到了不少問題。例如,在打印過程中,會出現(xiàn)只打印出字的一半的情況,即字的上半部分不對應(yīng)該字的下半部分,原因是代碼順序調(diào)反;還有一種情況就是打印亂碼,原因是打印機對單片機造成干擾。而設(shè)計制作直流穩(wěn)壓電源時,發(fā)現(xiàn)應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓電路MC7805輸出的電壓雖然可以達到5V,但是提供的電流較小,使微型打印機無法正常工作。把MC7805換成大電流穩(wěn)壓器件LM317,可得到較大的電流。由于帶負(fù)載較重導(dǎo)致穩(wěn)壓器件本身過熱,因此在穩(wěn)壓器件上加了散熱片,防止器件過熱燒壞。本設(shè)計由于水平有限,電路及程序設(shè)計還有需要改進的地方,在今后的學(xué)習(xí)和研究中,將繼續(xù)改進完善。
另外在調(diào)試過程中,以保證作品實現(xiàn)功能準(zhǔn)確為前提,盡量做到電路簡單、美觀,效果好成本低,以增強其實用價值。
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[17] WU Xunwei,HANG Guoqiang.Low power DC circuits employing AC power supply,SCIENCE IN CHINA (INFORMATION SCIENCES),2002,, Vol.45 No.3,232.
致 謝
畢業(yè)設(shè)計是我大學(xué)本科學(xué)習(xí)的過程向?qū)W校、社會交出的一張總結(jié)答卷。它不僅是我對大學(xué)四年所學(xué)知識的總結(jié),也是把所學(xué)知識融會貫通運用到實踐中的一次嘗試,是衡量我四年學(xué)習(xí)成果的一個必要標(biāo)準(zhǔn)。
通過此次的畢業(yè)設(shè)計,不僅使我深刻的鞏固以往的所學(xué)習(xí)本專業(yè)的知識,也實際熟練了本專業(yè)的技能操作。在畢業(yè)設(shè)計過程中,通過翻閱有關(guān)微型打印機方面的書集,拓寬了我的知識面,并對單片機的知識有了總體的理解,經(jīng)過了反復(fù)思考的過程。這讓我能夠深刻的體會到基礎(chǔ)的理論知識與實際實現(xiàn)還是存在的差異,實際應(yīng)用中還要考慮各個方面的因素,這給我以后的學(xué)習(xí)和工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。
在畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束之際,我要感謝我的指導(dǎo)教師李杰老師以及胡建明老師。從畢業(yè)設(shè)計的準(zhǔn)備到結(jié)束,他們在畢業(yè)設(shè)計過程中給予了我多方面的支持和幫助。因為有這些老師的大力幫助,使得我們可以很快的解決制作過程中所遇到的問題和困難,也使得我們從中學(xué)習(xí)到許多知識及做人的道理,增強了我們自主學(xué)習(xí)和動手的能力,為我們今后步入工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。
在此我還要感謝和我一起完成畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)們,特別感謝陳海山和劉全剛兩位同學(xué)所給予我的幫助。在這次設(shè)計中我們緊密合作、互相協(xié)商,不僅鍛煉了我們的溝通能力,而且培養(yǎng)了我們的團隊精神。
最后還要感謝我生活以及學(xué)習(xí)了四年的學(xué)院,在這次畢業(yè)設(shè)計中提供給我們良好的環(huán)境以及便利的條件,讓我們?nèi)耐度氲竭@次畢業(yè)設(shè)計中。
再次感謝所有幫助過我的人們!并祝愿我們學(xué)院越來越美好!
附錄1:程序
COM EQU 34H ;指令寄存器
DAT EQU 35H ;數(shù)據(jù)寄存器
CWADD1 EQU 8400H ;寫指令代碼地址(左)
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