GD32 58mm熱敏式微型打印機解決方案

　　微型打印機整機主要是指寬度小于84mm的微型打印機，包括POS打印機(商業(yè)POS、金融POS)、稅控打印機、ATM、ECR、KIOSK等設備的內置或外掛式微型打印機，微打印機廣泛使用在各個(gè)行業(yè)，例如金融業(yè)、零售業(yè)、餐飲業(yè)、彩票業(yè)、交通運輸行業(yè)(包出租車(chē)、航空機票、路橋收費等)、加油站、醫療衛生、郵政、公用事業(yè)抄表、移動(dòng)警務(wù)統、移動(dòng)政務(wù)系統等等。

　　微型打印機分為很多種類(lèi)，從打印方式分類(lèi)，可分為針式微型打印機、熱敏微型打印機熱轉印微型打印機等。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，熱轉印是將碳帶上的粉通過(guò)加熱的方式印在打印紙上。

　　熱敏打印機由于打印速度快，噪音小，打印頭很少出現機械損耗，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(chǎng)占有率最高的打印機品種。

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

　　方案的組成

　　微型熱敏打印機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交互五大部分組成。

　　圖1 打印機方案框圖

　　熱敏打印機硬件設計

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

　　1. MCU 通過(guò)控制步進(jìn)電機，來(lái)實(shí)現走紙;

　　2. MCU 通過(guò)輸入的數據是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(guò)ADC 檢測熱敏電阻值來(lái)判斷是否動(dòng)過(guò)熱保護;

　　4. MCU 通過(guò)檢測缺紙光耦輸出來(lái)判斷是否有紙。

　　圖2 打印頭硬件外圍設計

　　主控制MCU

　　圖3 GD32系列 ARM Cortex-M3 MCU

　　MCU 選用GD32F103C8T6, GIGA DEVICE 公司基于A(yíng)RM CORTEX M3 架構的32位處理器，主要參數下：

　　1) 72M 系統主頻

　　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37 個(gè)

　　7) 集成USB DEVICE

　　8) 支持DMA 數據傳輸

　　9) 支持JTAG 和SWD 調試

　　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(wú)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25M， 所以字庫可以使用IO 較少SPI FLASH ， 而沒(méi)有速度的顧慮; GPIO 的速度快，所以即使用IO 來(lái)實(shí)現串行時(shí)序， 往打印頭送數據，速度也是非?？?內部的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據緩沖，也不需要要擴展SRAM ;集成USB DEVICE ，與PC 通訊，簡(jiǎn)單、快速。

　　圖4 熱敏打印機主控板

　　軟件設計

　　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 驅動(dòng)，用于從SPI FLASH 中讀取字庫數據

　　3. 打印頭驅動(dòng)控制， 包括往打印頭輸送并所存數據， 步進(jìn)馬達控制， 打印頭溫度檢測，缺紙檢測四大部分。

　　4. 打印指令處理