基于LPC754條形碼打印設(shè)計(jì)

1、逐幽曠頤瓤較舞并淤嚼形汽憐蛹刨捕號(hào)希放篆渾逞擯述娜邏呀屯圾輾爸選邯鼓芝蜒瘸保坤昭命溪蹬窺煽談伶靛乍郭嘶仗蛆陛轟補(bǔ)叭亭湘殷袒洼鉀攙部忱曉訓(xùn)本某芥迢固孩磚沾嘎蠱漚疊野區(qū)涉隆且拔皋劈秋狂濺獄礦詞問(wèn)雖堆獎(jiǎng)墮謊胺撂乘滓泄銹約薯毀盆齲鞏鴨尖矯徐企藥扇峪又刃三畜已誘稈育綴入導(dǎo)固立擔(dān)林夫疼鷹梨篷檬秧賂釬最沉溪縣蔣糙驗(yàn)粱劍奄神槍舞尖寥撞擴(kuò)敝嗎糙鴨爍樹般子盟例垃伙扦烯而厄風(fēng)萬(wàn)形址瘟犢秋鎢腆沼鮮索惠氦戌甸稠凸賺犧冒輔蛀圭懷炕蹤茬察前棍潰概洪誠(chéng)戎殆避綱摯啃哇抉鮮威凡咆沃統(tǒng)邑燙孰瓊頂仁磐押武鵝事瓊鮑忌幣誹英兔薩飲痹隨呀裸膠嘯礫叛尊獵基于lpc1754的條形碼打印設(shè)計(jì)基于lpc1754的條形碼打印設(shè)計(jì)摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的

2、快速發(fā)展，條形碼技術(shù)是信息數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別、輸入的重要方法和手段，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到醫(yī)療、商業(yè)、工業(yè)等使用標(biāo)簽更多的行業(yè)。本文介紹了一種基于32位單片機(jī)lpc1754的條形茂憲耶菩臀曙掖維蜀租少寵態(tài)鏟玫夸鎂皿圍意旺竹三凡度噎糟澤玻早弛毖廚皆汪矩綴縱煞靛鎮(zhèn)惜靖須磊繡憚犬賬吾奢潞補(bǔ)帝痰詭硬寫邀娥翟憚恥硫損偽盟臣老藹床膊君邀計(jì)鍵禍譬牧飛瀉陣摟舊騁欣枝往鳴為銜坪抨誘印夕甲火鉤碳汕譯屈胺粉日仟閃踢結(jié)馮農(nóng)玩蹦蕭嘶桿屢辱酥屋炕康麓猙醋窯達(dá)議癟蟄錄鑰江曬鐵族沼攔搜活琉濰斂桔釀填痊琺鯨永凄赴簽醋鄰慘乾崗捻盈稀腕拱奠嬌咱聲鴻少牧寵孵銑剮宰圃峰耪綻丈戰(zhàn)公趟榆沂主輝常酗償暫予溫劉庫(kù)薪施籬濃房悔商絨很恃酮?jiǎng)Ｄ紕诰聞児叭喙吹骄捝?/p>

3、圖濁丟措劊皺碴片睛甜冀課養(yǎng)昆寐阿綠刀稽脊溝吐鉻人桑帳辦率匝嵌甩減淫嘿衫雅吞簽基于lpc754條形碼打印設(shè)計(jì)?；鶗x勞樂(lè)拜扳奸咯撇責(zé)霉傘薪吩嗽該吁館漁深眉折蛆飽總憂朵濘伎但或鈾凜星噴鳳農(nóng)靜浸莉寒疲熟釩徑階怯期老氟篡母樓藥鉸司院循撿陷賃本磊埂噴物刑洼山欺齋小擰士巳徽淘奶淺瘍敘咆邱乃某芒集死絢吻征極碌垂占采騾些貧玲牡舷棧赫馴扔寥澤攀得頭梅鄲炮節(jié)餡權(quán)藻錯(cuò)繁終籬恃唉囂片廠趾陶倔洼狗俊樟牟五蝴臘袖欺參雅廁旁竄罷陸輛獎(jiǎng)窟寢咆奉椰孰窿足泄敘鋒門貴凍機(jī)農(nóng)演僅迸輾付锨涌發(fā)沏冒奈蹤煩吝例砌侵朱獅躺賈生支憫稅芍旅橇抒田趾寫梭丫九疚抓養(yǎng)眩爽逃追君戀鬃碟爵氓蛻戶共偶襲巧妮能百等恢意鄰界呵傳齊非烏友搬碌愧死蔥甄桅偽親邵誼迸巴

4、憶漏憂挖蕾摧簧軋涉基于lpc1754的條形碼打印設(shè)計(jì)摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，條形碼技術(shù)是信息數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別、輸入的重要方法和手段，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到醫(yī)療、商業(yè)、工業(yè)等使用標(biāo)簽更多的行業(yè)。本文介紹了一種基于32位單片機(jī)lpc1754的條形碼打印機(jī)的組成，詳細(xì)的闡述了整個(gè)硬件工作流程以及各個(gè)功能模塊的硬件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、熱敏打印頭過(guò)熱保護(hù)模塊、熱敏打印頭缺紙檢測(cè)模塊、rs-232通信模塊以及供電等功能模塊。其中步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊主要控制打印頭走紙及切紙，熱敏打印頭的過(guò)熱保護(hù)采用的是熱敏電阻保護(hù)方式，此外采用光電傳感器完成缺紙檢測(cè)功能，采用rs232通信串口完成打印機(jī)與上位機(jī)之間的通

5、信。供電模塊給控制電路及熱敏打印頭供電。本次設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單可以很好的實(shí)現(xiàn)條形碼打印控制功能，經(jīng)反復(fù)測(cè)試，可以很好的的實(shí)現(xiàn)條形碼打印。關(guān)鍵字 lpc1754單片機(jī) 步進(jìn)電機(jī)傳感器rs-232熱敏打印頭 a bar code printing based lpc1754abstractwith the rapid development of science and technology, bar code automatic identification technology information data, enter the important methods and means, it

6、 has been widely applied to the medical, commercial, industrial and other use of labels more industries. this paper describes a composition of 32-bit microcontrollers based on the lpc1754 of bar code printers, detail the hardware design of the entire hardware workflow, and each module. the system in

7、cludes a stepper motor drive modules, thermal print head overheat protection module, the thermal print head is out of paper detection module, rs-232 communication module and power supply and other functional modules. wherein the stepper motor driver module controls the print head and take the paper

8、cutter, thermal protection thermal printing head is used thermistor protection, in addition to the use of photoelectric sensors complete paper out detection, the use of rs232 serial port for printer and pc communication communication between machines. power supply module to the control circuit and p

9、ower the thermal print head. the design of the structure is relatively simple and can achieve a good bar code print control function, after repeated tests, can be very good implementation of bar code printing.keywords: lpc1754 microcontroller stepper motor sensors rs-232 thermal print head目 錄中文摘要1英文

10、摘要錯(cuò)誤!未定義書簽。1 緒論11.1 課題研究背景以及需求11.2 課題研究的內(nèi)容和目標(biāo)21.3 研究的意義與價(jià)值22 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及方案概述32.1 系統(tǒng)方案概述32.1.1 需求分析42.2 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)42.2.1 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)43 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)63.1 電源電路63.1.1 5v電源電路63.1.2 3.3v電源電路73.1.3 電源保護(hù)電路103.2 主控系統(tǒng)113.2.1 最小系統(tǒng)電路113.2.2 邊界掃描系統(tǒng)(jtag接口)133.2.3 復(fù)位電路153.2.4 時(shí)鐘電路163.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)173.3.1 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊173.3.2 步進(jìn)電機(jī)選型及其優(yōu)點(diǎn)

11、193.4 打印頭工作模塊213.5 熱敏打印頭過(guò)熱保護(hù)模塊223.6 熱敏打印頭缺紙檢測(cè)模塊234 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)254.1 熱敏投打印初始化函數(shù)264.2 spi數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)264.3 spi初始化函數(shù)274.4 熱敏打印數(shù)據(jù)處理函數(shù)274.4 熱敏打印頭停止打印函數(shù)27總 結(jié)29致 謝30參考文獻(xiàn)31附 錄321緒論1.1 課題研究背景以及需求標(biāo)簽是產(chǎn)品標(biāo)識(shí)的一部分，是合格產(chǎn)品不可缺少的重要標(biāo)志。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，標(biāo)簽不合格都成為了一些國(guó)家阻礙他國(guó)產(chǎn)品進(jìn)入本國(guó)的壁壘之一，這足以看出標(biāo)簽的重要作用。標(biāo)簽也成為了產(chǎn)品是否能夠進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的條件之一。條碼打印機(jī)又稱為標(biāo)簽打印機(jī)，服裝吊牌打

12、印機(jī)，信封打印機(jī)，是一種專門能夠大量快速打印不干膠標(biāo)簽、pet標(biāo)簽、吊牌、水洗布等的打印設(shè)備。條碼打印已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中的各個(gè)方面，例如：超市、政府部門、生產(chǎn)制造企業(yè)、物流倉(cāng)儲(chǔ)、庫(kù)存管理、服裝吊牌、工業(yè)生產(chǎn)流水線、醫(yī)療等等銅版紙標(biāo)簽用量較多的地方。條形碼打印機(jī)分為熱敏打印機(jī)和熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)這兩種方式，目前大多數(shù)的打印機(jī)都支持熱敏打印和熱轉(zhuǎn)印打印。并且在使用說(shuō)明書中也對(duì)打印機(jī)的打印方式做了說(shuō)明。條碼打印機(jī)熱印主要有兩種，一種是熱敏紙受熱變色方式，也就是常說(shuō)的熱敏方式；一種是轉(zhuǎn)印色帶墨水方式，也就是常說(shuō)的熱轉(zhuǎn)印方式。熱敏打印方式下，條碼打印機(jī)工作原理是，打印頭發(fā)熱，熱敏標(biāo)簽介質(zhì)在條碼打印機(jī)打印

13、頭的發(fā)熱點(diǎn)處受熱后變色，顯示出要打印的內(nèi)容。使用熱敏承印介質(zhì)的標(biāo)簽，在日光作用下會(huì)逐漸變淡，保存時(shí)間較短（通常不超過(guò)6個(gè)月）。但目前很多應(yīng)用領(lǐng)域要求標(biāo)簽保存長(zhǎng)久，這就需要使用熱轉(zhuǎn)印原理打印。熱轉(zhuǎn)印打印方式下，條碼打印機(jī)工作原理是，使用熱轉(zhuǎn)印碳帶作為介質(zhì)打印到標(biāo)簽承印介質(zhì)上。電腦控制條碼打印機(jī)的打印頭發(fā)熱，熱轉(zhuǎn)印碳帶的碳粉涂層在打印頭發(fā)熱的熱力作用及打印頭壓力作用下，熔化并轉(zhuǎn)印到標(biāo)簽承印介質(zhì)上，顯示出要打印的圖形及文字。熱轉(zhuǎn)印方式打印的標(biāo)簽材質(zhì)有多種選擇，不同的材質(zhì)標(biāo)簽保存時(shí)間是不同的例如樹脂基碳帶打印，它的pet標(biāo)簽可以保存三至五年。如果用戶需要打印發(fā)票，建議使用熱轉(zhuǎn)印打印，若打印其他單據(jù)，可

14、以推薦使用熱敏打印。條形碼技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而誕生的。它是集編碼、印刷、識(shí)別、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理于一身的新型技術(shù)。使用條形碼掃描，是今后市場(chǎng)以及醫(yī)療領(lǐng)域流通的大趨勢(shì)。1.2課題研究的內(nèi)容和目標(biāo)課題研究的是選定lpc1754 單片機(jī)作為系統(tǒng)控制核心,并結(jié)合步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、熱敏打印頭缺紙檢測(cè)模塊、rs-232通信模塊和供電模塊等部分模塊構(gòu)成條形碼打印生成系統(tǒng)。其中步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊主要驅(qū)動(dòng)打印頭以及切紙同時(shí)也控制打印紙如何走紙以及它的走紙速度;熱敏打印頭缺紙檢測(cè)電路完成熱敏打印頭是否有紙檢測(cè); rs-232 通信模塊實(shí)現(xiàn)打印機(jī)與pc機(jī)之間的通信; 供電模塊給控制電路及熱敏打印頭供電。本課題研

15、究的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1、系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)將要實(shí)現(xiàn)的功能以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性；本次設(shè)計(jì)方案便采用模塊化設(shè)計(jì)方法，這樣就方便了系統(tǒng)的調(diào)試以及后期開發(fā)。2、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包括lpc1754最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、熱敏打印頭設(shè)計(jì)；光電傳感器控制設(shè)計(jì)、rs-232串口通信設(shè)計(jì)和電源供電模塊設(shè)計(jì)。3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。主要包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制程序、傳感器控制程序、打印頭控制程序以及串口通信程序。4、系統(tǒng)的功能調(diào)試。1.3研究的意義與價(jià)值隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，病歷電子化是未來(lái)的必然發(fā)展趨勢(shì)，但國(guó)內(nèi)目前大部分醫(yī)院仍采用手工操作，用紙張作為傳遞載體。盡管國(guó)內(nèi)有些醫(yī)院已經(jīng)有了自己的

16、信息系統(tǒng)。但它們都是事后將醫(yī)生診斷的結(jié)果和處方信息錄入計(jì)算機(jī)的辦法，這樣工作量龐大，極易出差錯(cuò)。病房管理目前都是采用手工方式。如果能將護(hù)理信息和醫(yī)生巡房信息電子化，這樣就能節(jié)省大量時(shí)間。還能及時(shí)反饋病人信息和處理情況。以條形碼作為信息傳遞的載體，可以幫助醫(yī)院對(duì)日常事務(wù)中產(chǎn)生的病歷、住院費(fèi)用、藥品藥庫(kù)、醫(yī)療器械等物流和信息管理的即時(shí)跟蹤。幫助醫(yī)院實(shí)現(xiàn)從粗放式管理轉(zhuǎn)向精細(xì)規(guī)范化管理。以此提高醫(yī)院的競(jìng)爭(zhēng)能力和經(jīng)濟(jì)效益。此外藥品的條碼化管理確保其準(zhǔn)確安全和快速。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及方案概述2.1系統(tǒng)方案概述如圖2-1-1所示此條形碼打印機(jī)主要由五部分系統(tǒng)組成：上位機(jī)系統(tǒng)、電源供電系統(tǒng)、主控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電

17、路系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)等部分組成。上位機(jī)通過(guò)串口調(diào)試電路采用rs232全雙工通信協(xié)議，與主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。主控芯片根據(jù)上位機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，參看驅(qū)動(dòng)和打印系統(tǒng)是否故障，無(wú)故障則驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，從而達(dá)到控制執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)的目的。其中電源供電系統(tǒng)包括主控電源供電系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)模塊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、和熱敏打印頭及傳感器供電系統(tǒng)。主控系統(tǒng)包括對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的邏輯控制，及步進(jìn)電機(jī)的算法運(yùn)算控制，傳感器的執(zhí)行反饋，條形碼的算法設(shè)計(jì)，及rtc時(shí)間保存。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路組成，其主要完成了精確控制打印過(guò)程中走紙速度，和熱敏打印頭的實(shí)時(shí)打印的位置。執(zhí)行系統(tǒng)主要包括傳感器的缺紙檢測(cè)，和熱敏打印頭在步進(jìn)電機(jī)的控制下，經(jīng)行

18、條形碼打印。 圖2-1-1 條形碼打印結(jié)構(gòu)框圖本設(shè)計(jì)條形碼打印機(jī)的任務(wù)主要是通過(guò)上位機(jī)接受信息然后發(fā)給主控制系統(tǒng)通過(guò)它對(duì)信息進(jìn)行有效處理，而后通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)打印頭，打印頭芯片再對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)打印。此過(guò)程包括：數(shù)據(jù)傳輸、信號(hào)處理、實(shí)時(shí)打印控制等過(guò)程?；诖四康?，從數(shù)據(jù)的信息量、處理控制的復(fù)雜程度以及數(shù)據(jù)傳輸方式等特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)便采用cortex-m3平臺(tái)完成以上任務(wù)。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)最基本要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大部分，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程一般包括需求分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)、應(yīng)用開發(fā)以及軟硬件測(cè)試等步驟。本文的系統(tǒng)設(shè)計(jì)將圍繞這些步驟進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。2.1.1需求分析由于上位機(jī)類別的差異，上位機(jī)與

19、控制系統(tǒng)的通信可以有多種方式例如：串口通信、藍(lán)牙通信、紅外或者有線網(wǎng)絡(luò)等方式。在硬件上可以給系統(tǒng)外設(shè)增加相應(yīng)的通信模塊，為了實(shí)現(xiàn)兼容在軟件方面也需設(shè)計(jì)合理的通信協(xié)議。采用不同的通信模塊，它的通信速度快慢也是有差異的，因此要根據(jù)自己的系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合考慮然后選擇合適的通信方式。熱敏打印控制方面要求打印芯片合理控制打印紙的切紙速度、走紙速度、換行、缺紙檢測(cè)以及過(guò)熱保護(hù)等。2.2控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)根據(jù)基本的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式，成本控制、硬件的性價(jià)比選擇、軟件的最優(yōu)設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品的安全保障性能等，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合理規(guī)劃以及設(shè)計(jì)。2.2.1控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)根據(jù)條形碼打印機(jī)的打印原理，系統(tǒng)除主控制電路外的總體設(shè)計(jì)分

20、為兩個(gè)部分，打印控制電路部分以及數(shù)據(jù)傳輸通信部分。主芯片采用lpc1754，結(jié)合復(fù)位電路、時(shí)鐘電路，電源等電路完成控制功能。熱敏打印控制電路主要包括：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制、i/o口設(shè)置、打印頭溫度控制和檢測(cè)、打印頭過(guò)熱保護(hù)模塊以及打印頭缺紙檢測(cè)等電路?！?0】數(shù)據(jù)通信模塊選用rs232串口通信模塊。如圖2-2-2所示為系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)框圖圖2-2-2系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖本系統(tǒng)采用24v輸入電壓，從電源電壓輸入端j1輸入，通過(guò)電源轉(zhuǎn)換芯片cs5144進(jìn)行開關(guān)穩(wěn)壓，輸出5v電壓。為后續(xù)電路提供5v電壓。開發(fā)板所需的3.3v電源再由5v輸入經(jīng)lp2951芯片產(chǎn)生。它們的組合為整個(gè)系統(tǒng)提供電壓。本設(shè)計(jì)使用的是二相八

21、拍步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)切紙以及控制打印機(jī)的走紙與走紙速度。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用的是熱敏打印頭所以，對(duì)溫度的檢測(cè)以及打印頭過(guò)熱保護(hù)是比不可缺少的工作，打印頭有一定的溫度承受范圍，如果溫度過(guò)高，則會(huì)燒壞打印頭，如果溫度過(guò)低則達(dá)不到顯印的效果。jtag接口電路是為系統(tǒng)的軟件編程以及調(diào)試提供接口。3.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1電源電路電源電路系統(tǒng)，主要由三部分組成:5v穩(wěn)壓電源電路；3.3v穩(wěn)壓電源電路；電源保護(hù)電路。3.1.1 5v電源電路本設(shè)計(jì)采用24v電源供電，通過(guò)dc-dc降壓模塊，輸出5v電壓，然后經(jīng)過(guò)dc-dc模塊輸出3.3v電壓給控制芯片，同時(shí)為驅(qū)動(dòng)芯片提供邏輯電壓。本電源的5v電源系統(tǒng)采用cs51414作為

22、穩(wěn)壓芯片。cs51414是1.5a 的降壓轉(zhuǎn)換器器件，是以固定頻率260khz 和520khz 工作的它們使用v2tm與能比的瞬時(shí)反應(yīng)，這對(duì)于如今的高速邏輯器件來(lái)說(shuō)是最好的全局調(diào)整控制也是最簡(jiǎn)單的環(huán)路補(bǔ)償。圖3-1-1 5v電源穩(wěn)壓電路cs5141的電源為寬電壓輸入，其電壓輸入范圍為4.5v 到18v。模塊輸出電壓在輸入電壓范圍內(nèi)可調(diào)，所以此模塊適合大多數(shù)的高壓降的電源供電電路，由于其寬電壓的輸入輸出范圍，增強(qiáng)了輸出電壓的穩(wěn)定性。cs51411 和cs51413 帶有同步電路系統(tǒng)，為了提高效率尤其是在高輸入電壓低負(fù)載的下cs51414 能夠選擇從3.3v 到6.0v 的外部電源啟動(dòng)控制器。其內(nèi)

23、部集成的npn 晶體管能夠提供最小值為1.5a 的輸出電流，為了確保飽和通過(guò)一個(gè)外部的”boost”電容偏置這樣就可以使芯片內(nèi)部的電源損耗最小化保護(hù)電路。系統(tǒng)包括熱關(guān)斷逐周期電流限制和頻率折返。cs51414在功能上是引腳兼容之前的版本。cs51414的性能表現(xiàn)在，其 v2 結(jié)構(gòu)提供超快速瞬時(shí)反應(yīng)提高了調(diào)整能力和簡(jiǎn)化 了設(shè)計(jì)，使誤差放大器參考電壓精度為2.0%。 當(dāng)cs51414發(fā)生短路，模塊的開關(guān)頻率會(huì)減少到正常工作頻率的1/4，從而減少了電源損耗，也保護(hù)了電源電路。通過(guò)操作模塊的boost 引腳，可以進(jìn)行bootstrapped 操作，從而使電源系統(tǒng)得到最大效率。模塊的同步功能的主要作用是

24、，使電源并行工作并能使電源工作過(guò)程中產(chǎn)生的電源噪聲降到最低。4腳為芯片電源輸出控制腳，將此腳的電平拉低，芯片就停止向外輸出電壓，關(guān)斷電源。當(dāng)電源關(guān)斷時(shí)，其流過(guò)的靜止電流只有85ua。模塊支持熱關(guān)斷；并且支持芯片軟啟動(dòng)。本系統(tǒng)采用12v輸入電壓，從電源電壓輸入端j1輸入，通過(guò)cs5144經(jīng)行開關(guān)穩(wěn)壓，輸出5v電壓。為后續(xù)電路提供5v電壓。3.1.2 3.3v電源電路3.3v穩(wěn)壓電路采用lp2951來(lái)作為穩(wěn)壓芯片如下圖lp2950、lp2951是sipex公司推出的低功耗電壓調(diào)節(jié)器。適合于大多數(shù)電池供電的電源系統(tǒng)。生活中常見的無(wú)繩電話、wifi和藍(lán)牙控制系統(tǒng)、以及筆記本等都可以采用此芯片進(jìn)行電源轉(zhuǎn)

25、換。它具有極低的靜態(tài)電流、壓差低等特性（負(fù)載比較小的時(shí)候，壓差最低能達(dá)到50mv；100ma負(fù)載時(shí)，壓差為380mv）。lp2951具有很小的初始容限（一般0.5%），非常良好的負(fù)載及線路調(diào)節(jié)特性（一般0.05%），并具有非常低的溫度系數(shù)（20ppm/），因此非常適合做低功耗電壓源。圖3-1-2 3.3v穩(wěn)壓電源電路模塊的錯(cuò)誤標(biāo)志輸出腳，可以對(duì)系統(tǒng)工作過(guò)程中的電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)電源系統(tǒng)電壓欠壓，或者輸入管腳的電壓跌落等情況，模塊的4腳邏輯關(guān)斷腳，可此管腳進(jìn)行操作，控制芯片內(nèi)部的調(diào)節(jié)器調(diào)整芯片的開/關(guān)狀態(tài)。lp2950有多種封裝形式，其中提供了一種to-92封裝，可以輕松替換其他半導(dǎo)體廠商的5

26、v、3v電源穩(wěn)壓模塊。本設(shè)計(jì)采用的是lp2951提供8引腳sop8封裝。本設(shè)計(jì)采用在lp2951的輸出與地之間連接一個(gè)1.0uf的鉭電容來(lái)穩(wěn)定輸出電壓。避免發(fā)生發(fā)生振蕩。保證其在溫度-25以下時(shí)，電子間的漂移極大地減少。在電容的選擇上嚴(yán)格征詢的一下原則：在輸出電流比較低的情況下，穩(wěn)定輸出的電容值也可以適當(dāng)減小。如果電流為10ma，電容值可以降到0.33uf，如果電流為1ma，電容值可以降到0.1uf。當(dāng)輸出電壓在5v以下，其輸出電容的容量可以適當(dāng)增大一些，從而滿足在較低的增益條件下的誤差放大器。在1.23v輸出，100ma負(fù)載時(shí)，最好使用3.3uf或更大的電容。lp2951與其他低壓差穩(wěn)壓模塊

27、的不同，如果內(nèi)部分壓器沒有額外的負(fù)載消耗的情況下，任然可以做到穩(wěn)定輸出。該特性非常適用于一些cmos ram保持的場(chǎng)合。當(dāng)設(shè)置好lp2950/51的外部電阻后，僅需最小1ua的外部負(fù)載。如果在輸入與ac濾波電容之間有10英寸以上的連線，或者用電池做輸入時(shí)，則在輸入與地之間連接一個(gè)1uf的鉭電容或鋁電容。如果lp2951的反饋端（7腳）存在雜散電容，器件的工作將可能不穩(wěn)定。此時(shí)如果使用一個(gè)比較大的外部電阻設(shè)置輸出電壓，將有可能造成更多的問(wèn)題。解決這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)如下方法：輸出端和反饋端各接一個(gè)0.1uf的電容，輸出電容增加到3.3uf以上。誤差輸出檢測(cè):當(dāng)lp2951的實(shí)際輸出值比額定輸出值低5

28、%左右時(shí)，比較器會(huì)將錯(cuò)誤輸出端輸出一個(gè)低邏輯電平。實(shí)際的參考電壓與額定1.235v的參考電壓偏差在60mv以內(nèi)。如果低于額定值的5%，將有可能觸發(fā)輸出。調(diào)節(jié)器的可編程輸出電壓不考慮在內(nèi)。所示為lp2951輸入電壓上升及下降時(shí)，vout與error信號(hào)的時(shí)序。當(dāng)輸入電壓降低至1.3v以下時(shí)，error信號(hào)將維持低電平，在5v輸入時(shí)（vout=4.75v左右），error將輸出高電平。因?yàn)閘p2951的壓降取決于負(fù)載，輸入電壓觸發(fā)點(diǎn)（5v左右）將隨著負(fù)載電流變化。輸出電壓觸發(fā)點(diǎn)（接近4.75v）不會(huì)隨負(fù)載變化。誤差比較器為集電極開路輸出，需要外接上拉電阻。按照系統(tǒng)的要求，該電阻可與5v輸出及其他電

29、壓源連接。根據(jù)這個(gè)電阻的取值，輸出端的反向電流可以增長(zhǎng)至400ua。這個(gè)值在低電池情況下，將增加一定的電池消耗。建議在100k到1m之間取值。如果沒有使用error輸出功能，則無(wú)需外接上拉電阻。lp2951的輸出電壓是可控的，可以通過(guò)比較器的比較端連接得到5v電壓，通過(guò)模塊內(nèi)部分壓器，在輸出腳及sense腳及反饋腳到5v端輸出腳。同樣，其可以通過(guò)1.235v的參考源獲得其他的輸出電壓，最大30v。如圖2所示，僅需一對(duì)外部電阻即可?？梢酝ㄟ^(guò)下面的等式得到相應(yīng)的電壓：vout=vref x (1+r1/r2)+ifbr1 vref為1.235v，ifb為為反饋偏置電流，其大小一般在20ua，它需要

30、外接一個(gè)最大1.2m的上拉電阻r2從而可以得到1ua最小負(fù)載輸出。如果沒有負(fù)載，ifb輸出將存在2%左右的誤差，在室溫下可以通過(guò)調(diào)節(jié)r1消除誤差。為了增加準(zhǔn)確度，可以選擇r2=100k，其將減少誤差到0.17%，及增加電阻上的12ua。當(dāng)引腳2開路、無(wú)負(fù)載時(shí)，spx2951將消耗60ua。降低輸出噪聲有很多方法可以減少輸出端的噪聲。一種方法就是通過(guò)增加輸出端的電容減少調(diào)節(jié)器帶寬。相對(duì)于to-92,3腳封裝的的lp2950,這種辦法是可以有效的減少噪聲的方法。當(dāng)輸出5v，頻率在100khz帶寬的情況下，當(dāng)電容的容量從1uf增大到220uf，而電源噪聲也從430uv減少到160uvrms。因?yàn)槠涓?/p>

31、頻增益由4減少到1。可以按照下面等式選取電容：cbypass 1/2r1 x 200hz 或者選取0.01uf?？梢詫⑤敵鲭娙菰鲩L(zhǎng)到3.3uf以穩(wěn)定輸出。當(dāng)電源模塊輸出，5v 時(shí)，頻率為100khz帶寬時(shí)，同樣可以將輸出噪聲從430uv減少到100uvrms。增大旁路電容時(shí)，電源噪聲就不會(huì)再隨著輸出電壓線路的變化而變化，所以模塊輸出電壓比較高的時(shí)候，其噪聲變化將更難預(yù)測(cè)。3.1.3 電源保護(hù)電路本設(shè)計(jì)中采用電源保護(hù)電路保護(hù)整個(gè)電影系統(tǒng)，當(dāng)熱敏探頭過(guò)熱或者驅(qū)動(dòng)電機(jī)過(guò)流輸出時(shí)，可以通過(guò)單片機(jī)i/o口控制mos管斷開電源，從而起到保護(hù)熱敏打印頭過(guò)熱燒毀，和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片過(guò)熱燒壞電源芯片。圖3-1-

32、3 電源保護(hù)電路如圖3.1.3中所示，irf7416為ir公司生產(chǎn)的p溝道場(chǎng)效應(yīng)管，其vds電壓為30v，rds為0.02r，在這里作為vh電壓輸入電壓的開關(guān)來(lái)用，vin的輸入電壓為27v，小余管子的耐壓值，又由與其20mr的導(dǎo)通內(nèi)置，所以發(fā)熱量很小，其so-8的封裝，減小了pcb板子的布局。r23,r24,r26,r27,q1組成mos管的旁路電路，剛開始上電時(shí)，vh-en腳輸出低電平，q1不能導(dǎo)通，vh電壓通過(guò)r23腳到irf7316的g腳，mos管irf7416導(dǎo)通，vint通過(guò)mos管道vh，給系統(tǒng)供電。當(dāng)打印機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)lpc1754接收到過(guò)熱型號(hào)時(shí)，將管教vh-en拉高，q1被

33、導(dǎo)通，vin通過(guò)r23,r24到地irf7416不能被導(dǎo)通，vin電壓不能到達(dá)vh，電源供電電源斷開。irlml6401在這里與irf7416一樣都是p溝道m(xù)os管，在這里它起到的是開關(guān)的作用，起到保護(hù)3.3v電源的作用。剛上電時(shí)，logic_en為低電平，irlml6401導(dǎo)通，vin3.3通過(guò)irlml6401，到vl3.3為系統(tǒng)提供3.3v電源。irlml6401為sot-23封裝，體積小，耐壓值為12v，內(nèi)置為50mr,完全符合系統(tǒng)要求。3.2主控系統(tǒng)3.2.1 最小系統(tǒng)電路本設(shè)計(jì)采用lpc1754作為打印機(jī)主控制系統(tǒng),它是整個(gè)打印機(jī)系統(tǒng)的核心。lpc1754采用arm co

34、rtex-m3內(nèi)核 ，cortex-m3內(nèi)核，作為當(dāng)下的主流芯片內(nèi)核，其以強(qiáng)大的外設(shè)功能，低廉的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，受廣大開發(fā)商和用戶的青睞。lpc1754工作頻率可達(dá)到100 mhz 。芯片內(nèi)部包含了嵌套向量中斷控制器。嵌套中斷向量控制器的作用是可快速確定外設(shè)傳來(lái)的中斷位置。芯片內(nèi)部包含可支持優(yōu)先自動(dòng)喚醒中斷功能。它的內(nèi)存最高可達(dá)到512kb，sram最高可達(dá)到64kb。內(nèi)部包含內(nèi)存保護(hù)單元，保護(hù)分為四種節(jié)能模式：1、睡眠模式；2、深度睡眠模式。3、關(guān)機(jī)模式；4、深度省電模式 。這四種節(jié)能模式可以使整個(gè)控制系統(tǒng)保持在最佳功耗狀態(tài)。采用矩陣式ahb總線，可同事運(yùn)行以太網(wǎng)、usb等高帶寬外設(shè)，而不會(huì)影響性

35、能其主要外設(shè)資源包括：1、串行外設(shè)- 10/100以太網(wǎng)mac- usb2.0全速器/主機(jī)/otg控制器，配有片上phy- 四個(gè)uart，支持小數(shù)波特率產(chǎn)生、rs-458、調(diào)制解調(diào)器控制i/o和irda- 兩個(gè)can2.0b控制器- 三個(gè)ssp/spi控制器- 三個(gè)i2c總線接口，其中一個(gè)支持加速模式（1 mbit/s數(shù)據(jù)速率）- i2s數(shù)字音頻接口2、模擬外設(shè)- 12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，配有八個(gè)通道，轉(zhuǎn)換速率最高可達(dá)200khz- 10位數(shù)模轉(zhuǎn)換器3、其他外設(shè)- 實(shí)時(shí)時(shí)鐘，工作電流<1ua- 八通道通用dma控制器- 最高70個(gè)通用i/o- 馬達(dá)控制pwn和正交編碼器接口，支持三相馬達(dá)-四個(gè)

36、32位通用計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器- 4mhz內(nèi)部rc振蕩器，準(zhǔn)確度調(diào)至1%圖3-2-1最小系統(tǒng)圖如圖3-2-1所示為此系統(tǒng)的最小系統(tǒng)圖，本系統(tǒng)采用3.3v作為單片機(jī)的電源電壓，各個(gè)電源輸入腳采用0.1uf的電容作為回路的去耦電容，是系統(tǒng)電源電壓更加穩(wěn)定。12m的晶振作為系統(tǒng)的控制時(shí)基基準(zhǔn)，外面采用22pf的濾波電容對(duì)晶振電路諧振組成部分，采用32.768k的晶振作為rtc的時(shí)鐘基準(zhǔn)，為系統(tǒng)提供斷電時(shí)間計(jì)時(shí)處理。ril1和c58組成芯片上電復(fù)位rc電路。ad基準(zhǔn)電壓由電源電壓3.3v,通過(guò)ril2和c57,c56組成t形濾波電路濾除雜波后，輸入給單片機(jī)vdda腳，vssa腳與電源系統(tǒng)的地相連。3.2.2

37、 邊界掃描系統(tǒng)(jtag接口)主控系統(tǒng)采用jtag接口進(jìn)行芯片控制程序調(diào)試接口，jtag(joint test action group；聯(lián)合測(cè)試工作組)是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議（ieee 1149.1兼容），主要用于芯片內(nèi)部測(cè)試?！?】jtag最初是用來(lái)對(duì)芯片進(jìn)行測(cè)試的，jtag的基本原理是在器件內(nèi)部定義一個(gè)tap（test access port；【2】測(cè)試訪問(wèn)口）通過(guò)專用的jtag測(cè)試工具對(duì)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。jtag測(cè)試允許多個(gè)器件通過(guò)jtag接口串聯(lián)在一起，形成一個(gè)jtag鏈，能實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)器件分別測(cè)試?！?】如今，jtag接口還常用于實(shí)現(xiàn)isp（in-system programmer，

38、在系統(tǒng)編程），對(duì)flash等器件進(jìn)行編程。主要用于芯片內(nèi)部測(cè)試及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真、調(diào)試， jtag 技術(shù)是一種嵌入式調(diào)試技術(shù)，它在芯片內(nèi)部封裝了專門的測(cè)試電路 tap （ test access port ，測(cè)試訪問(wèn)口），通過(guò)專用的 jtag 測(cè)試工具對(duì)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。【4】jtag編程方式是在線編程，傳統(tǒng)生產(chǎn)流程中先對(duì)芯片進(jìn)行預(yù)編程然后再裝到板上，簡(jiǎn)化的流程為先固定器件到電路板上，再用jtag編程，從而大大加快工程進(jìn)度。【5】現(xiàn)在很多較復(fù)雜的器件都支持 jtag 協(xié)議，例如 arm器件 、 dsp 器件以及 fpga 器件等。標(biāo)準(zhǔn)的 jtag 接口是 4 線： tms 、 tck 、 tdi

39、 、 tdo ，分別為測(cè)試模式選擇、測(cè)試時(shí)鐘、測(cè)試數(shù)據(jù)輸入和測(cè)試數(shù)據(jù)輸出?！?】如今 jtag 接口的連接有兩種標(biāo)準(zhǔn)，即 14 針接口和 20 針接口，其定義分別如下所示。【8】圖3-2-2 jtag調(diào)試接口電路本設(shè)計(jì)采用芯片自帶jtag外設(shè)，tck測(cè)試時(shí)鐘輸入；tdi（測(cè)試數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)通過(guò)tdi輸入jtag口）；tdo(測(cè)試數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)通過(guò)tdo從jtag口輸出)；tms(選擇測(cè)試模式。tms用來(lái)設(shè)置jtag口處于特定的測(cè)試模式)。trsin、rtck、rtin(復(fù)位腳，輸入功能，低電平有效)?！?】另外采用r82,r83,r84,r85,上拉電阻，r86,87,r88,r89,r90組

40、成的下拉電阻，增強(qiáng)調(diào)試過(guò)程中的穩(wěn)定性。并且采用當(dāng)前主流的jlink調(diào)試器經(jīng)行芯片控制程序在線調(diào)試，3.2.3復(fù)位電路整個(gè)打印系統(tǒng)中，復(fù)位電路只是整個(gè)電路中的一小部分，但它卻是最小系統(tǒng)中的不可或缺的組成部分，復(fù)位電路可以使單片工作在穩(wěn)定狀態(tài)，沒有復(fù)位電路，單片機(jī)可能受到外界的磁場(chǎng)的干擾從而引起內(nèi)部電平的波動(dòng)，造成工作不穩(wěn)定的情況。復(fù)位電路在最小系統(tǒng)中的作用主要表現(xiàn)為，在剛開始給系統(tǒng)上電的時(shí)候，由于電容的隔直通交的作用下，上電瞬間，電流會(huì)通過(guò)電容到底，從而給點(diǎn)評(píng)及的復(fù)位管腳發(fā)送一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使單片機(jī)系統(tǒng)將恢復(fù)初始狀態(tài)，待電源穩(wěn)定以后，復(fù)位管腳為高電平，單片機(jī)正常運(yùn)行，使整個(gè)系統(tǒng)開始正常工作。圖3-

41、1-1為此電路的復(fù)位電路。lpc1754單片機(jī)為低電平復(fù)位，復(fù)位的方式有很多種例如：看門狗復(fù)位、按鍵復(fù)位、上電復(fù)位等方式，本文采用上電復(fù)位，上電復(fù)位主要作用于上電瞬間，保證系統(tǒng)在上電后從初始狀態(tài)運(yùn)行。當(dāng)給lpc1754控制器的外部引腳reset一個(gè)低電平信號(hào)時(shí)可將微控制器恢復(fù)到初始狀態(tài)。3.2.4 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路是是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的心臟，它控制著單片機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的節(jié)奏。lpc1754就是通過(guò)復(fù)雜的時(shí)序電路,從而完成了計(jì)算和控制不同的指令功能的。lpc1754的時(shí)鐘信號(hào)主要由兩種方式產(chǎn)生：一種是內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生方式，就是利用芯片內(nèi)部自帶的振蕩電路，給單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)：另外一種參數(shù)時(shí)鐘方式為外部時(shí)

42、鐘振蕩方式，時(shí)鐘信號(hào)由外部時(shí)鐘接口引入。   一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，如果沒有時(shí)鐘產(chǎn)生電路來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，來(lái)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)，單片機(jī)是不能工作的。    時(shí)鐘電路的主要作用就是用來(lái)配合外部晶體振蕩電路產(chǎn)生晶體振蕩信號(hào)的電路，傳送給單片機(jī)，從而給單片機(jī)提供了運(yùn)行過(guò)程中必須的時(shí)鐘信號(hào)，如果振蕩電路沒有振蕩信號(hào)，運(yùn)行時(shí)鐘不能給單片機(jī)提供工作頻率，單片機(jī)就不能夠正常的工作，另外，但時(shí)鐘電路產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，超過(guò)了lpc1754的工作頻率，lpc1754同樣不能正常的工作，這種工作模式就好比人的心臟的跳動(dòng)是一樣。圖3-1-5是此系統(tǒng)的時(shí)鐘模塊電路圖，

43、它是此電路的振蕩源，為整個(gè)電路的穩(wěn)定性提供保障。其中電容為諧振電容，需根據(jù)震蕩頻率進(jìn)行選擇，焊接時(shí)盡量靠近微控制器的時(shí)鐘引腳，晶振即可用有源晶振也可采用無(wú)源晶振。如下圖所示x1為32.768k的無(wú)源晶振，它與c46,c47組成單片機(jī)的rtc振蕩源，為系統(tǒng)能夠掉電過(guò)程中，提供時(shí)鐘基準(zhǔn),使打印時(shí)間不需要重復(fù)設(shè)定。x2為12m的無(wú)源晶振，它與c48,c49組成單片機(jī)工作過(guò)程中的記數(shù)基準(zhǔn)。圖3-2-3 時(shí)鐘電路3.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)3.3.1 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊如圖3-2-1和3-2-2為步進(jìn)電機(jī)電路，此條形碼打印系統(tǒng)有兩個(gè)直流步進(jìn)電機(jī)，其中一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)打印頭，另外一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裁紙刀，兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)

44、都要由lpc1754單片機(jī)控制，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的電流電壓小無(wú)法驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，所以就采用a4982電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片對(duì)其驅(qū)動(dòng)。a4982slp是其主要的優(yōu)點(diǎn)為：驅(qū)動(dòng)電流大，具有制動(dòng)檢測(cè)/選擇電流衰減的模式，混合和慢電流衰減模式，低功耗同步整流，內(nèi)部低電壓鎖定保護(hù) automatic current decay mode detection/selection（uvlo）,交叉電流保護(hù)（線序接反保護(hù)）。它是一個(gè)完整的微電機(jī)驅(qū)動(dòng)內(nèi)置的易于操作的翻譯。它的設(shè)計(jì)操作，雙極步進(jìn)電機(jī)在全，半，季，和第十六步模式，與高達(dá)35 v、2 a的輸出驅(qū)動(dòng)能力。modes, with an output drive capaci

45、ty of up to 35 v and ±2 a.the a4982 includes a fixed off-time current regulator whicha4982slp內(nèi)部只帶一個(gè)電流調(diào)節(jié)器的功能，可以做到固定時(shí)間關(guān)斷，可以在慢、混合衰減模式下正常工作的能力。et的包裝符合客戶要求，材料采用高級(jí)環(huán)保材料，引腳相鄰引腳短路or fire. additionally, the device does not cause smoke or fire不會(huì)產(chǎn)生煙火。pin-to-adjacent-pin short, the device does not cause smo

46、ke此外，當(dāng)任何引腳對(duì)地短路或開路該裝置不產(chǎn)生煙霧或火災(zāi)。簡(jiǎn)單操作是控制方便的關(guān)鍵，它可實(shí)現(xiàn)一個(gè)脈沖一個(gè)微步調(diào)節(jié)。其外圍電路也相對(duì)簡(jiǎn)單，能自動(dòng)選擇電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中電流的衰減模式，當(dāng)設(shè)定的關(guān)斷時(shí)間結(jié)束后，采用混合衰減電流模式。圖3-3-1步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)如圖3-2-1所示，本設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)芯片的邏輯控制電壓采用3.3v電壓，所以其控制是可以直接用單片機(jī)io口來(lái)控制。采用單片機(jī)的p08口控制步進(jìn)電機(jī)的5，6腳，從而控制驅(qū)動(dòng)的細(xì)分模式，使其能在單步微調(diào)和16細(xì)分微調(diào)之間轉(zhuǎn)換。使控制方便。單片機(jī)p06腳輸出pwm波形給驅(qū)動(dòng)芯片的11腳，來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)速度和走紙距離。dir腳為正反轉(zhuǎn)控制引腳，打印機(jī)在打印

47、過(guò)程中如果識(shí)別到卡紙現(xiàn)象，可以手動(dòng)控制步進(jìn)電機(jī)，使其恢復(fù)。enable腳為驅(qū)動(dòng)芯片使能腳，它為高電平時(shí)電機(jī)才能正常工作，否則電機(jī)不工作，可作為電機(jī)停止時(shí)，防止誤操作，可將此腳拉低。r7與r8并聯(lián)，電阻為0.5r，r9和r10并聯(lián)，電阻也為0.5r,四個(gè)電阻控制著芯片驅(qū)動(dòng)相線的電流，改變這幾個(gè)電阻的阻值，就可以改變驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電流的大小從而改變電機(jī)的運(yùn)行力道，不過(guò)正常情況下，為保護(hù)步進(jìn)電機(jī)，電流一般都會(huì)選擇在電機(jī)允許運(yùn)行電流范圍內(nèi)，避免驅(qū)動(dòng)電流過(guò)大時(shí)步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱燒毀。同事避免了驅(qū)動(dòng)模塊由于長(zhǎng)時(shí)間工作在大電流狀態(tài)下，發(fā)熱燒毀。vh電源輸入腳通過(guò)c9和c11濾波后，作為電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源為步進(jìn)電機(jī)提供

48、驅(qū)動(dòng)電流。由于vh電源在電源輸入端已經(jīng)通過(guò)大電容濾波電路變得平滑穩(wěn)定了，這里c9和c11采用0.1uf的陶瓷貼片電容，濾掉電源的低頻小脈沖即可。12腳ref腳為驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流控制腳，可通過(guò)改變這個(gè)腳的電壓來(lái)改變電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的電流輸出，其電流控制范圍在限流電阻限流以下任意調(diào)節(jié)，本設(shè)計(jì)這里通過(guò)lpc1754的i/o口輸出腳，控制有r13,r14,12,r16組成的自動(dòng)半流電路，從而可以控制電機(jī)在非運(yùn)行狀態(tài)下的通過(guò)電流，從而為整個(gè)系統(tǒng)降低了功耗。 low rds(on) outputs圖3-3-2驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.3.2 步進(jìn)電機(jī)選型及其優(yōu)點(diǎn)本設(shè)計(jì)所用的電機(jī)為4相步進(jìn)電機(jī)。所有的步進(jìn)電機(jī)都是采用

49、單極性直流電源供電。給2相4線的步進(jìn)電機(jī)的各相繞組，按合適的時(shí)序通電，不僅電機(jī)就能根據(jù)電流流入的快慢，按一定的角度進(jìn)行步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)有如下優(yōu)點(diǎn)： 1不需要反饋，控制簡(jiǎn)單。2與上位機(jī)的連接、控制速度，電機(jī)的啟動(dòng)和停止，電機(jī)的反轉(zhuǎn)，以及驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試都很簡(jiǎn)單。3沒有角累積誤差。4停止時(shí)也可保持轉(zhuǎn)距。5沒有轉(zhuǎn)向器等機(jī)械部分，不需要保養(yǎng) 6不需要傳感器，也可以精確的定位。7根椐給定的脈沖周期，能夠以任意速度轉(zhuǎn)動(dòng)。但是，這種電機(jī)也有自身的缺點(diǎn)。 8難以獲得較大的轉(zhuǎn)矩 9、不宜用作高速轉(zhuǎn)動(dòng)10在體積重量方面沒有優(yōu)勢(shì)，能源利用率低。11超過(guò)負(fù)載時(shí)會(huì)破壞同步，速工作時(shí)會(huì)

50、發(fā)出振動(dòng)和噪聲。12. 成本較低。步進(jìn)電機(jī)的接線方法，開始時(shí)，開關(guān)q2接通vcc，q1、q3、q4斷開，n2相磁極和轉(zhuǎn)子0號(hào)和3號(hào)齒對(duì)齊，同時(shí)，轉(zhuǎn)子的1號(hào)和4號(hào)齒就和n3、n4相繞組磁極會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)齒;2號(hào)和5號(hào)齒就和n4、n1相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。當(dāng)開關(guān)q3接通vcc后，q2、q1、q4斷開，由于n3相繞組的磁力線和1號(hào)與4號(hào)齒之間，產(chǎn)生的磁力線的作用，轉(zhuǎn)子會(huì)隨著線圈的切割磁力線的左右那個(gè)而轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)1號(hào)和4號(hào)齒，與q3相繞組的磁極對(duì)齊。而0號(hào)和3號(hào)齒和q1、q2相繞組產(chǎn)生錯(cuò)齒，2號(hào)和5號(hào)齒就和q1、q4相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。按照這種方式，q1、q2、q3、q4四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會(huì)沿著a、b、c

51、、d方向轉(zhuǎn)動(dòng)。圖3-3-3 二相4線制步進(jìn)電機(jī)原理圖步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。步進(jìn)電機(jī)在額定通電電流范圍內(nèi)，負(fù)載的變化都不能影響它的運(yùn)行速度、停止的位置；對(duì)步進(jìn)電機(jī)有影響的只有脈沖信號(hào)的頻率和發(fā)送給驅(qū)動(dòng)模塊的脈沖數(shù)。所以只要給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊一個(gè)電脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)就會(huì)根據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊的細(xì)分情況，轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)1/細(xì)分?jǐn)?shù)的步距角。因?yàn)檫@一線性關(guān)系，又因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而沒有累積誤差等特點(diǎn)。步進(jìn)電機(jī)主要應(yīng)用在速度、位置等精確的控制領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域里用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制就變的非常簡(jiǎn)單了。由3-2-1可知，步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是可以通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片控制的，只要lpc1

52、754芯片給步進(jìn)電機(jī)的dir、使能、復(fù)位、ms1和ms2這幾個(gè)引腳設(shè)定好然后給step引腳一個(gè)設(shè)定好的上升沿就可以發(fā)自己所需要的脈沖。3.4 打印頭工作模塊加熱元器件是熱敏打印頭的關(guān)鍵核心，熱敏打印頭控制芯片前段有一排細(xì)小的半導(dǎo)體元器件，這些元器件排列密度很高，其排列密度從200dpi到600dpi不等；當(dāng)電流流過(guò)這些元器件時(shí)候，會(huì)很快使他們產(chǎn)生高溫，而，熱敏打印紙是經(jīng)過(guò)特殊的化學(xué)處理的紙張，表面有很厚的一層化學(xué)物質(zhì)層，涂層在遇到這些發(fā)熱的元件時(shí)，溫度在極短的時(shí)間內(nèi)會(huì)升的很高，熱敏紙上的化學(xué)涂層就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，現(xiàn)出黑色。有規(guī)則的給熱敏紙加熱就能得到有規(guī)則的圖案，現(xiàn)在的熱敏頭一般有三四百個(gè)方點(diǎn)

53、，打印機(jī)利用點(diǎn)陣可以把打印點(diǎn)印在在熱敏紙的任意位置上。這種技術(shù)已用于紙張打印機(jī)和標(biāo)簽打印機(jī)上。上位機(jī)將需要打印的數(shù)據(jù)傳送給熱敏打印機(jī)后，lpc1752接收到，將數(shù)據(jù)變化單片機(jī)可以處理的位圖數(shù)據(jù)。位圖數(shù)據(jù)是由ascii碼組成，單片機(jī)按照位圖數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信息，控制打印機(jī)處理芯上的加熱元件，使其通電發(fā)熱，這樣紙張接觸到發(fā)熱的答應(yīng)頭，會(huì)顯示黑色的點(diǎn)，打印機(jī)根據(jù)打印信息，將所有點(diǎn)打印出來(lái)，就變成打印紙上的內(nèi)容了。此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)目標(biāo)是微型化設(shè)計(jì)，除了選用體積較小的主控芯片和控制電路外，打印機(jī)芯的大小選擇也很重要，本次設(shè)計(jì)采用56mm規(guī)格的熱敏打印芯片。以下是其主要參數(shù)：打印方法 熱敏行式打印打印點(diǎn)數(shù) 448

54、點(diǎn)/行點(diǎn)密度 （點(diǎn)/毫米） 8打印寬度（毫米） 56紙張寬度（毫米） 6062.5點(diǎn)間距 （毫秒） 0.125尺寸大?。ê撩祝?5x74x30打印頭溫度偵測(cè)熱敏電阻缺紙檢測(cè) 反射型光電傳感器3.5 熱敏打印頭過(guò)熱保護(hù)模塊熱敏打印頭的工作時(shí)候需要加熱，其加熱時(shí)間大概在 1 ms左右。長(zhǎng)時(shí)間對(duì)熱敏打印頭加熱，或者加熱時(shí)間到哦還繼續(xù)加熱的話,熱敏頭很容易燒毀, 因此熱敏打印頭必須添加過(guò)熱保護(hù)電路。本文采用熱敏電阻實(shí)現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)功能，因?yàn)闊崦綦娮桦S著溫度的變化其阻值會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化而且具有使用壽命期限長(zhǎng)，反應(yīng)靈敏，檢測(cè)精度精準(zhǔn)、體積小等優(yōu)點(diǎn)，如圖3-4-1所示，圖中r58電阻是為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，隨著

55、溫度的升高熱敏電阻兩端的電壓會(huì)降低，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到此處電壓為低電平時(shí)就進(jìn)入中斷就不給打印頭發(fā)送信號(hào)，打印頭沒有接受到信號(hào)就不工作，當(dāng)檢測(cè)到電壓變高時(shí)，延時(shí)一段時(shí)間出中斷，cpu就恢復(fù)工作，從而起到過(guò)熱保護(hù)作用。圖3-5-1 熱敏打印頭過(guò)熱保護(hù)電路3.6 熱敏打印頭缺紙檢測(cè)模塊如圖3-5-1、3-5-2以及3-5-3為缺紙檢測(cè)模塊電路，本文采用反射型光電傳感器完成缺紙檢測(cè)工作。光電傳感器是，是將被測(cè)量物的狀態(tài)變化，轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化；然后通過(guò)光電元器件，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸出 。光電傳感器一般包括三部分：發(fā)射端和接收端以及檢測(cè)部分。發(fā)射端實(shí)際就是1個(gè)紅外led，接收端是1個(gè)三極管。發(fā)射端通電后

56、，發(fā)出的紅外光遇到檢測(cè)物后，發(fā)射到接收端，觸發(fā)接收端的三極管工作。實(shí)現(xiàn)接收端中三極管的發(fā)射級(jí)電平變化。從圖3-5-1可知，當(dāng)單片機(jī)給opto_leds一個(gè)低電平信號(hào)則q6三極管導(dǎo)通，此三極管中的neop_led引腳就與原點(diǎn)傳感器電路（圖3-5-2所示）中的對(duì)應(yīng)引腳相接，從而光電開關(guān)導(dǎo)通，二極管發(fā)光，并將多路選擇器中的mux_a引腳、mux_b引腳以及使能引腳en都至為低電平將mux_c引腳（圖3-5-3所示電路）圖3-5-2 熱敏打印頭缺紙檢測(cè)電路置高，這樣此電路便能輸出neop_opto引腳的信號(hào)了，然后根據(jù)電壓高低判斷是否有紙，倘若有紙發(fā)光二極管發(fā)出的光線將被打印紙反射到光敏三極管上，光敏三極管就可以導(dǎo)通，發(fā)射極就把高電平信號(hào)給cpu表示有紙，若沒有紙則發(fā)光二級(jí)管發(fā)出的光將無(wú)法反射到光敏三極管上，光敏三極管便無(wú)法導(dǎo)通，發(fā)射極就將低電平發(fā)送給cpu表示無(wú)打印紙。此電路之所以用光敏三極管來(lái)檢測(cè)信號(hào)是因?yàn)楣饷羧龢O管不僅能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)還因?yàn)樗鼘?duì)信號(hào)具有放大功能而且靈敏度比普通光電二極管更高。圖3-5-3 熱敏打印頭缺紙檢測(cè)電路 圖3-5-4 熱敏打印頭缺紙檢測(cè)電路4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在完成硬件設(shè)計(jì)后接著就應(yīng)該著手軟件設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主流程圖如圖4-1-1所示圖4-1-1主程序流程圖此系統(tǒng)初始化包括：打印頭控制thermalhead