兆易創(chuàng)新科技完整的熱敏打印機(jī)方案介紹

微型打印機(jī)整機(jī)主要是指寬度小于84mm的微型打印機(jī)，包括POS打印機(jī)(商業(yè)POS、金融POS)、稅控打印機(jī)、ATM、ECR、KIOSK等設(shè)備的內(nèi)置或外掛式微型打印機(jī)，微打印機(jī)廣泛使用在各個(gè)行業(yè)，例如金融業(yè)、零售業(yè)、餐飲業(yè)、彩票業(yè)、交通運(yùn)輸行業(yè)(包出租車、航空機(jī)票、路橋收費(fèi)等)、加油站、醫(yī)療衛(wèi)生、郵政、公用事業(yè)抄表、移動(dòng)警務(wù)統(tǒng)、移動(dòng)政務(wù)系統(tǒng)等等。

微型打印機(jī)分為很多種類，從打印方式分類，可分為針式微型打印機(jī)、熱敏微型打印機(jī)熱轉(zhuǎn)印微型打印機(jī)等。針式微打采用的打印方式是打印針撞擊色帶，將色帶的油墨印在打紙上，熱敏的方式是用加熱的方式使涂在打印紙上的熱敏介質(zhì)變色，熱轉(zhuǎn)印是將碳帶上的粉通過加熱的方式印在打印紙上。

熱敏打印機(jī)由于打印速度快，噪音小，打印頭很少出現(xiàn)機(jī)械損耗，并且不需要色帶，免了更換色帶的麻煩等優(yōu)點(diǎn)，成為目前市場占有率最高的打印機(jī)品種。

格致微芯科技專注于熱敏打印機(jī)控制，提供一整套完整的熱敏打印機(jī)方案。

方案的組成

微型熱敏打印機(jī)主要由熱敏打印頭及其外圍電路，主控制器( MCU )電路，電源供電，通訊接口電路以及人機(jī)交互五大部分組成。

圖1 打印機(jī)方案框圖

熱敏打印機(jī)硬件設(shè)計(jì)

本方案使用富士通FTP-628 打印頭，F(xiàn)TP-628 打印頭主要由步進(jìn)電機(jī)、加熱板、過熱檢測、缺紙檢測等模塊組成。

1. MCU 通過控制步進(jìn)電機(jī)，來實(shí)現(xiàn)走紙;

2. MCU 通過輸入的數(shù)據(jù)是l 或0 決定發(fā)熱元件是發(fā)熱，由此在熱敏紙上產(chǎn)生要打印的點(diǎn)行;

3. MCU 通過ADC 檢測熱敏電阻值來判斷是否動(dòng)過熱保護(hù);

4. MCU 通過檢測缺紙光耦輸出來判斷是否有紙。

圖2 打印頭硬件外圍設(shè)計(jì)

主控制MCU

圖3 GD32系列 ARM Cortex-M3 MCU

MCU 選用GD32F103C8T6, GIGA DEVICE 公司基于ARM CORTEX M3 架構(gòu)的32位處理器，主要參數(shù)下：

1) 72M 系統(tǒng)主頻

2) 64KB FLASH，20KB SRAM

3) 2 個(gè)SPI, 3 個(gè)UART, 2 個(gè)I2C

4) 3 個(gè)32 位定時(shí)器

5) 2 個(gè)10 通道12bit ADC，采樣頻率為1M

6) GPIO 最多可達(dá)37 個(gè)

7) 集成USB DEVICE

8) 支持DMA 數(shù)據(jù)傳輸

9) 支持JTAG 和SWD 調(diào)試

10) (10) 48 -pin LQFP 封裝

該MCU 串口通訊，支持DMA 模式，用于高速串口通訊，MCU 無需頻繁進(jìn)入串口中斷服務(wù)程序，MCU 資源占用少; SPI 的速度最達(dá)25M， 所以字庫可以使用IO 較少SPI FLASH ， 而沒有速度的顧慮; GPIO 的速度快，所以即使用IO 來實(shí)現(xiàn)串行時(shí)序， 往打印頭送數(shù)據(jù)，速度也是非常快;內(nèi)部的ADC，可用于打印頭溫度檢測;20K 的SRAM ，即使是圖形打印方式需要較大數(shù)據(jù)緩沖，也不需要要擴(kuò)展SRAM ;集成USB DEVICE ，與PC 通訊，簡單、快速。

圖4 熱敏打印機(jī)主控板

軟件設(shè)計(jì)

本方案軟件分為如下幾大模塊

1. 通訊處理，包括UART, 并口， USB 三種通訊方式。

2. 字庫SPI FLASH 驅(qū)動(dòng)，用于從SPI FLASH 中讀取字庫數(shù)據(jù)

3. 打印頭驅(qū)動(dòng)控制， 包括往打印頭輸送并所存數(shù)據(jù)， 步進(jìn)馬達(dá)控制， 打印頭溫度檢測，缺紙檢測四大部分。

4. 打印指令處理