兆易创新科技完整的热敏打印机方案介绍
微型打印机整机主要是指宽度小于84mm的微型打印机，包括pos打印机(商业pos、金融pos)、税控打印机、atm、ecr、kiosk等设备的内置或外挂式微型打印机，微打印机广泛使用在各个行业，例如金融业、零售业、餐饮业、彩票业、交通运输行业(包出租车、航空机票、路桥收费等)、加油站、医疗卫生、邮政、公用事业抄表、移动警务统、移动政务系统等等。
微型打印机分为很多种类，从打印方式分类，可分为针式微型打印机、热敏微型打印机热转印微型打印机等。针式微打采用的打印方式是打印针撞击色带，将色带的油墨印在打纸上，热敏的方式是用加热的方式使涂在打印纸上的热敏介质变色，热转印是将碳带上的粉通过加热的方式印在打印纸上。
热敏打印机由于打印速度快，噪音小，打印头很少出现机械损耗，并且不需要色带，免了更换色带的麻烦等优点，成为目前市场占有率最高的打印机品种。
格致微芯科技专注于热敏打印机控制，提供一整套完整的热敏打印机方案。
方案的组成
微型热敏打印机主要由热敏打印头及其外围电路，主控制器( mcu )电路，电源供电，通讯接口电路以及人机交互五大部分组成。
图1 打印机方案框图
热敏打印机硬件设计
本方案使用富士通ftp-628 打印头，ftp-628 打印头主要由步进电机、加热板、过热检测、缺纸检测等模块组成。
1. mcu 通过控制步进电机，来实现走纸;
2. mcu 通过输入的数据是l 或0 决定发热元件是发热，由此在热敏纸上产生要打印的点行;
3. mcu 通过adc 检测热敏电阻值来判断是否动过热保护;
4. mcu 通过检测缺纸光耦输出来判断是否有纸。
图2 打印头硬件外围设计
主控制mcu
图3 gd32系列 arm cortex-m3 mcu
mcu 选用gd32f103c8t6, giga device 公司基于arm cortex m3 架构的32位处理器，主要参数下：
1) 72m 系统主频
2) 64kb flash，20kb sram
3) 2 个spi, 3 个uart, 2 个i2c
4) 3 个32 位定时器
5) 2 个10 通道12bit adc，采样频率为1m
6) gpio 最多可达37 个
7) 集成usb device
8) 支持dma 数据传输
9) 支持jtag 和swd 调试
10) (10) 48 -pin lqfp 封装
该mcu 串口通讯，支持dma 模式，用于高速串口通讯，mcu 无需频繁进入串口中断服务程序，mcu 资源占用少; spi 的速度最达25m， 所以字库可以使用io 较少spi flash ， 而没有速度的顾虑; gpio 的速度快，所以即使用io 来实现串行时序， 往打印头送数据，速度也是非常快;内部的adc，可用于打印头温度检测;20k 的sram ，即使是图形打印方式需要较大数据缓冲，也不需要要扩展sram ;集成usb device ，与pc 通讯，简单、快速。
图4 热敏打印机主控板
软件设计
本方案软件分为如下几大模块
1. 通讯处理，包括uart, 并口， usb 三种通讯方式。
2. 字库spi flash 驱动，用于从spi flash 中读取字库数据
3. 打印头驱动控制， 包括往打印头输送并所存数据， 步进马达控制， 打印头温度检测，缺纸检测四大部分。
4. 打印指令处理
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3. mcu 通过adc 检测热敏电阻值来判断是否动过热保护;
4. mcu 通过检测缺纸光耦输出来判断是否有纸。
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3) 2 个spi, 3 个uart, 2 个i2c
4) 3 个32 位定时器
5) 2 个10 通道12bit adc，采样频率为1m
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7) 集成usb device
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10) (10) 48 -pin lqfp 封装
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图4 热敏打印机主控板
软件设计
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1. 通讯处理，包括uart, 并口， usb 三种通讯方式。
2. 字库spi flash 驱动，用于从spi flash 中读取字库数据
3. 打印头驱动控制， 包括往打印头输送并所存数据， 步进马达控制， 打印头温度检测，缺纸检测四大部分。
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