熱敏打印機與高速數字處理器DSP的接口應用
加入技術(shù)交流群
隨著(zhù)測試技術(shù)手段的不斷發(fā)展，各種測量?jì)x器儀表已經(jīng)由最初的數碼管顯示發(fā)展到液晶屏全中文顯示，由最初的手工抄寫(xiě)測量結果發(fā)展到自帶微型打印機，到目前為止，在各種測量型儀器儀表中，或大或小都有一個(gè)打印子系統，打印機已經(jīng)成為打印測量結果和實(shí)現人機對話(huà)的重要工具。微型打印機簡(jiǎn)稱(chēng)微打，是針對通用打印機而言的，這種打印機具有體積小、操作電壓低等特點(diǎn)，是打印機家族中一個(gè)細小而特別的種類(lèi)。目前微型打印機的應用越來(lái)越廣泛，市場(chǎng)需求不斷擴大。其中的熱敏打印機由于具有噪聲小，打印速度快等優(yōu)點(diǎn)，正逐漸取代傳統嵌入面板的針式打印機。本文在介紹ＳＰＲＴ系列微型熱敏打印機原理的同時(shí)，給出了它與ＤＳＰ的接口方法以及相應的Ｃ語(yǔ)言程序。
ＳＰＲＴ系列微型熱敏打印機的打印命令與ＩＢＭ及ＥＰＳＯＮ打印機命令標準相兼容；并行接口方式兼容ＰＣ打印機接口（并行接口相對串行接口接線(xiàn)復雜些，本文重點(diǎn)介紹）；采用ＢＵＳＹ／ＡＣＫ握手協(xié)議和ＩＤＣ－２５插座；串行接口方式兼容ＲＳ－２３２Ｃ接口?也采用握手方式（標志控制碼或Ｘ－ＯＮ／Ｘ－ＯＦＦ協(xié)議）及Ｄ型９線(xiàn)孔型插座；打印頭壽命為 １＊１００００００００行；打印寬度可以設置為１６字／行、２４字／行、３２字／行或者４０字／行；打印速度可達２７ｍｍ／ｓ。另外，該打印機的工作電壓為５Ｖ直流電源，但與針式打印機相比，其功耗比較大，平均耗流為２Ａ、峰值耗流有時(shí)可高達５Ａ。
１ 并行接口打印機引腳功能介紹
ＳＰＲＴ系列并行熱敏打印機采用與ＣＥＮＴＲＯＮＩＣＳ標準兼容的并行接口，接口插座為２６線(xiàn)扁平電纜插頭或其替代品，其并行引腳插座接口的示意圖如圖１所示。
一般情況下，打印機兩排并行接口處總會(huì )有一面留有缺口，有缺口的那排就是奇數引腳排，無(wú)缺口的則是偶數排，其引腳號按順序從右向左數，要千萬(wàn)注意不要接錯線(xiàn)。各個(gè)引腳的功能如表１所列。
表1 打印機并行引腳接口說(shuō)明
| 引腳號 | 引腳名稱(chēng) | 信號傳輸方向 | 說(shuō) 明 |
| 1 | STB（片選） | 輸入 | 選通觸發(fā)，上升沿時(shí)讀入數據 |
| 3 | D0（數據線(xiàn)） | 輸入 | 數據信號線(xiàn)，分別代表并行數據線(xiàn)零位到第八位的信息。信號輸入為高電平，表示為邏輯“1”；輸入為低電平，表示為邏輯“0” |
| 5 | D1（數據線(xiàn)） | 輸入 | |
| 7 | D2（數據線(xiàn)） | 輸入 | |
| 9 | D3（數據線(xiàn)） | 輸入 | |
| 11 | D4（數據線(xiàn)） | 輸入 | |
| 13 | D5（數據線(xiàn)） | 輸入 | |
| 15 | D6（數據線(xiàn)） | 輸入 | |
| 17 | D7（數據線(xiàn)） | 輸入 | |
| 19 | ACK（應答線(xiàn)） | 輸出 | 低電平表示數據已接收，且可接收下一組數據 |
| 21 | BUSY（忙信號） | 輸出 | 高電平表示打印機“忙”，不能接收數據 |
| 23 | PE（檢測紙） | 輸出 | 高電平表示打印機有紙，低電平表示無(wú)紙 |
| 25 | SEL（狀態(tài)線(xiàn)） | 輸出 | 一般接上拉電阻，表示打印機“在線(xiàn)” |
| 4 | ERR（狀態(tài)線(xiàn)） | 輸出 | 一般接上拉電阻，表示打印機無(wú)故障 |
| 2，6，8，26 | NC（空） | - | 可以不接，或者接上拉電阻。一般情況下，為防止干擾建議接入上拉電阻 |
| 10～24 | GND（電源地） | - | 接5V電源地。僅指10～24之間的偶數號引腳 |
２ 熱敏打印機與ＤＳＰ的接口設計
ＴＩ公司的１６ｂｉｔ定點(diǎn)ＤＳＰ芯片ＴＭＳ３２０Ｆ２０６是一種低功耗ＤＳＰ器件，采用改進(jìn)的哈佛結構，有１條程序總線(xiàn)和３條數據總線(xiàn)，采用流水線(xiàn)操作。ＴＭＳ３２０Ｆ２０６內含高速并行的３２ｂｉｔ算術(shù)邏輯單元、１６１６ｂｉｔ并行硬件乘法器、存儲器、外設和專(zhuān)業(yè)化的指令集，特別適合于數字信號處理，并越來(lái)越多的應用于工業(yè)控制領(lǐng)域和各類(lèi)儀器儀表的開(kāi)發(fā)設計。
本設計選用的微型熱敏打印機有８根數據線(xiàn)、１根電源線(xiàn)和３根信號控制接收線(xiàn)。為了增加信號的驅動(dòng)能力，可在ＤＳＰ與微型打印機之間接一個(gè)總線(xiàn)收發(fā)器芯片。由于該打印機的功耗非常大，因而最好給該收發(fā)器芯片單獨設計一組５Ｖ電源，以免干擾其它硬件電路，而造成ＤＳＰ的不正當復位。圖２是微型熱敏打印機與ＴＭＳ３２０Ｆ２０６的典型接口電路。
３ 軟件程序設計
各種類(lèi)型的微型熱敏打印機雖然性能或者功能上略有差別，但幾乎都具有滿(mǎn)足ＣＥＮＴＲＯＮＩＣＳ標準的并行接口，因而其對應的軟件程序可適用于大多數打印機。下面介紹用Ｃ語(yǔ)言編寫(xiě)的打印機初始化程序，該程序已經(jīng)仿真通過(guò)并應用在測試儀器中。以下是等待程序，用于檢測打印機是否接收到數據。
ｉｏｐｏｒｔ ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｉｎｔ ｐｏｒｔ９０００; ／＊設置片選Ｉ／Ｏ口地址＊／
＃ｄｅｆｉｎｅ ＰｒｉｎｔＰｏｒｔ ｐｏｒｔ９０００
ｖｏｉｄ Ｗａｉｔ(ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｉｎｔ ｆ) ／＊等待程序開(kāi)始＊／
{ ｉｎｔ ｉ,ｋ;
ｆｏｒ (ｉ＝０,＊ｆ＝０ｘｆｆｆｆ;ｉ＜０ｘ８７０;ｉ＋＋)
{ ｆｏｒ(ｋ＝０;ｋ＜０ｘ７７ｆ;ｋ＋＋)
{ ａｓｍ(＂ ＢＣＮＤ ＿ＰＷａｉｔ１,ＢＩＯ＂);}}
／＊檢測ＢＵＳＹ信號＊／
} ／＊等待程序結束＊／
打印機初始化程序，使打印機處于工作就緒狀態(tài)。
ｖｏｉｄ Ｐｒｉｎｔ_Ｉｎｉｔ() ／＊打印機初始化程序開(kāi)始＊／
{ ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｉｎｔ ｆ;
Ｗａｉｔ（ｆ）； ／＊等待＊／
ＰｒｉｎｔＰｏｒｔ＝０ｘ００１ｂ;Ｗａｉｔ（ｆ）； ＰｒｉｎｔＰｏｒｔ＝０ｘ００４０?Ｗａｉｔ（ｆ）；
ＰｒｉｎｔＰｏｒｔ＝０ｘ００１ｂ;Ｗａｉｔ（ｆ）； ＰｒｉｎｔＰｏｒｔ＝０ｘ００３１? Ｗａｉｔ（ｆ）；
ＰｒｉｎｔＰｏｒｔ＝０ｘ００００;Ｗａｉｔ（ｆ）； ＰｒｉｎｔＰｏｒｔ＝０ｘ００１ｂ?Ｗａｉｔ（ｆ）；
ＰｒｉｎｔＰｏｒｔ＝０ｘ００６ｃ; Ｗａｉｔ（ｆ）； ＰｒｉｎｔＰｏｒｔ＝０ｘ００２? Ｗａｉｔ（ｆ）；
ＰｒｉｎｔＰｏｒｔ＝０ｘ００１ｂ;Ｗａｉｔ（ｆ）； ＰｒｉｎｔＰｏｒｔ＝０ｘ００５６? Ｗａｉｔ（ｆ）；
ＰｒｉｎｔＰｏｒｔ＝０ｘ０００１;Ｗａｉｔ（ｆ）； ＰｒｉｎｔＰｏｒｔ＝０ｘ００１ｂ? Ｗａｉｔ（ｆ）；
ＰｒｉｎｔＰｏｒｔ＝０ｘ００５５;Ｗａｉｔ（ｆ）； ＰｒｉｎｔＰｏｒｔ＝０ｘ０００１?Ｗａｉｔ（ｆ）；
ＰｒｉｎｔＷａｉｔ(＆ｆ); ｉｆ(ｆ＝＝０)ｒｅｔｕｒｎ;
} ／＊初始化程序結束＊／
４ 結束語(yǔ)
本文詳細介紹了ＳＰＲＴ系列并行接口微型熱敏打印機的引腳功能、接口設計和使用方法，該方法同樣可以作為單片機、微處理器及ＰＣ機等其它應用系統和打印機接口電路設計的直接參考。筆者在ＧＫ－Ｈ型高壓開(kāi)關(guān)特性精密測量?jì)x以及ＢＬＣ－Ｈ氧化鋅避雷器測試儀等電力測試設備中使用該方法連接熱敏打印機，取得了很好的打印效果。
評論