微型打印機控制電路的設(shè)計論文資料
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級學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告
系別
班級
學(xué)生
姓名
指導(dǎo)
教師
課題名稱： 微型打印機控制電路的設(shè)計
簡述開題以來所做的具體工作、取得的進展及下一步主要工作：
1、 開題以來所做的具體工作和取得的進展或成果
經(jīng)過查閱大量的相關(guān)資料，現(xiàn)在已經(jīng)對微型打印機的原理有了一個清晰深入的了解，對單片機控制系統(tǒng)及其原理進行了詳細分析，并對單片機與鍵盤、微型打印機以及液晶顯示器的接口電路都進行了詳細的了解。
現(xiàn)在正在完成相關(guān)電路的制作及相關(guān)程序的編寫，并解決在此過程中所遇到的問題，收集制作過程中的相關(guān)資料，為畢業(yè)論文的撰寫準(zhǔn)備資料。
2、存在的具體問題
在制作過程當(dāng)中要不斷的對程序進行修改，由于對單片機編程掌握不是很熟練，在實際調(diào)試過程中有一定的困難。關(guān)于HD61202液晶顯示控制驅(qū)動器資料掌握不全面，以及顯示器程序編制相關(guān)知識運用不熟練。因此在實際的電路制作、調(diào)試以及相關(guān)程序的編寫中存在一定的困難。
3、下一步的主要研究任務(wù)，具體設(shè)想與安排
繼續(xù)電路制作以及相關(guān)程序調(diào)試，得出結(jié)果。制作出實用的由單片機控制的微型打印機，即采用89S52單片機控制，利用并行接口技術(shù)，同時通過液晶顯示器顯示打印的數(shù)據(jù)和文字信息?？梢詫崿F(xiàn)打印一段固定的漢字和單個任意的數(shù)字，同時把打印的內(nèi)容顯示在液晶顯示器上。爭取做的簡單實用、有高可靠性、有良好的性能價格比以及體積小、方便攜帶的微型打印機。
根據(jù)掌握的畢業(yè)設(shè)計的相關(guān)資料以及在調(diào)試過程中所遇問題的解決的相關(guān)資料，著手撰寫論文。
學(xué)生簽字：
指導(dǎo)教師的建議與要求：
指導(dǎo)教師簽字：
注：本表格同畢業(yè)設(shè)計（論文）一同裝訂成冊，由所在單位歸檔保存。
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
題 目
（包括副標(biāo)題）
微型打印機控制電路的設(shè)計
教師姓名
系 別
職 稱
學(xué)生姓名
班 級
學(xué) 號
課題成果形式
論文□ 設(shè)計說明書□ 實物■ 軟件□ 其它□
1．畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（如原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
⒈ 畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容
⑴ 設(shè)計一個微型打印機控制電路
⑵ 完成相關(guān)的技術(shù)文檔和畢業(yè)設(shè)計論文
⒉ 畢業(yè)設(shè)計的主要指標(biāo)
⑴ 用單片機控制微型打印機，具有并行接口
⑵ 可打印字符、數(shù)據(jù)
⒊ 工藝制作任務(wù)
⑴ 畫出硬件框圖
⑵ 畫出硬件原理圖
⑶ 畫出軟件流程圖
⑷ 軟件程序編寫（包括輸入、輸出控制，鍵盤控制，打印主程序等）
⑸ 調(diào)試電路及程序
⑹ 寫出完整的設(shè)計論文
⒋ 畢業(yè)設(shè)計基本要求
⑴ 有較豐富的打印命令，命令代碼均為單字節(jié)，格式簡單
⑵ 可輸出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字、在程序中所設(shè)定的漢字和英文字符
⑶ 要求簡單實用、有高可靠性、良好的性能價格比以及體積小，方便攜帶
⒌ 應(yīng)收集的文獻資料
⑴ MCS-51系列單片機實用接口技術(shù)
⑵ 單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計（第三版）
⑶ 單片機基礎(chǔ)（修訂版）
⑷ 單片機人機接口實例集
2．畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進度計劃：
周 次
工作內(nèi)容
早進入階段
第一周
第二周
第三周
第四周
第五周
第六周
第七周
第八周
第九周
第十周
第十一周
第十二周
查閱資料
系統(tǒng)方案設(shè)計
系統(tǒng)制作
系統(tǒng)制作
系統(tǒng)制作
系統(tǒng)調(diào)試
系統(tǒng)調(diào)試
調(diào)試程序
調(diào)試程序
調(diào)試程序
撰寫課題論文
撰寫課題論文
撰寫課題論文
教研室（學(xué)科組）主任簽字：
畢業(yè)設(shè)計（論文）前期檢查表
填表時間：
專業(yè)班級
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
職稱
課題名稱
微型打印機控制電路的設(shè)計
選
題
方
面
是否屬專業(yè)內(nèi)容
屬 于
結(jié)合實際程度
緊密結(jié)合實際
先進性可行性
可行性強
難易程度
適 當(dāng)
任
務(wù)
書
填
寫
規(guī)范程度
規(guī) 范
主要技術(shù)指標(biāo)是否具體
具 體
工作量大小
適 中
圖紙及實物要求具體程度
符合要求
參考文獻填寫規(guī)范程度
規(guī) 范
開題報告或
方案論證
可行性
是
必要性
是
先進性
是
經(jīng)濟技術(shù)分析
是
有
何
建
議
教研室主任簽字： 系主任簽字：
畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）
題 目 微型打印機控制電路的設(shè)計
副標(biāo)題
性 質(zhì)： 畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)論文
學(xué)生姓名
班 級
系 別
專 業(yè)
指導(dǎo)教師
評定成績 優(yōu) 良 中 及格 不及格
微型打印機控制電路的設(shè)計
摘 要： 目前，電子領(lǐng)域正向著數(shù)字化、信息化、微型化的方向發(fā)展。打印機作為數(shù)據(jù)輸出設(shè)備之一也朝著多功能、高性能的方向發(fā)展，微型打印機是電子信息領(lǐng)域中一種很重要的輸出設(shè)備。本設(shè)計基于TPμP-40A微型打印機，采用89S52單片機控制，利用并行接口技術(shù)，同時通過液晶顯示器顯示打印的數(shù)據(jù)和文字信息。可以實現(xiàn)打印一段固定的漢字和單個任意的數(shù)字，同時把打印的內(nèi)容顯示在液晶顯示器上。它具有速度快、噪聲低、體積小、重量輕、運行可靠、維護成本低等特點。
關(guān)鍵詞：微型打印機 單片機 液晶顯示器 鍵盤
The design of control circuit in Micro-printer
Abstract：Nowadays, electronic field is developing towards the direction of digitization、informatization and micromation. As one of data output equipments, the printer is also spreading out in multifunction、high-performance. And the Micro-printer is a very important output equipment in electronic information field. Based on Micro-printer——TPμP-40A, this design adopts micro-controller (89S52), makes use of parallel-interface technique and in the meantime displays printing data and word information on Liquid Crystal Display. It can print a paragraph of regular Chinese characters and single discretional number. At the same time the Liquid Crystal Display can display print content. It possesses the characteristics of high-speed、low-noise、small-volume 、lightweight、reliable running and low cost of maintenance.
Keywords: Micro-printer Single Chip Computer Liquid Crystal Display Keyboard
目 錄
1 引言…………………………………………………………………………………1
2 設(shè)計要求……………………………………………………………………………1
3 系統(tǒng)組成……………………………………………………………………………1
4 硬件部分設(shè)計………………………………………………………………………2
4.1打印機部分………………………………………………………………………2
4.2單片機芯片部分………………………………………………………………5
4.3 單片機與微型打印機的接口……………………………………………………7
4.4單片機與液晶顯示器的接口……………………………………………………11
4.5鍵盤部分…………………………………………………………………………15
4.6 電源模塊設(shè)計……………………………………………………………………18
5 軟件部分……………………………………………………………………………20
5.1 程序設(shè)計整體流程圖……………………………………………………………20
5.2 鍵處理流程圖…………………………………………………………………21
6 顯示與測試結(jié)果……………………………………………………………………22
7 結(jié)論…………………………………………………………………………………23
參考文獻………………………………………………………………………………24
致謝……………………………………………………………………………………25
附錄 1：程序…………………………………………………………………………26
附錄2：整機電路圖…………………………………………………………………47
英文資料及中文翻譯…………………………………………………………………48
附件2
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
微型打印機控制電路的設(shè)計
系 別：
專 業(yè)：
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)教師：
20 年 月 日
開題報告填寫要求
1．開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見、專家組及系主任審查后生效；
2．開題報告必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼；
3．工程設(shè)計與軟件開發(fā)類的開題報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：
（1）主要任務(wù)以及主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)；
（2）設(shè)計的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；
（3）研究路線與關(guān)鍵技術(shù)；
（4）實驗條件；
（5）進度計劃；
（6）參考文獻等；
4．科研論文類的開題報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：
（1）研究的目的；
（2）研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；
（3）主要研究內(nèi)容與關(guān)鍵問題；
（4）擬采用的研究手段；
（5）進度計劃；
（6）參考文獻等；
5．開題報告的撰寫應(yīng)符合科技文獻規(guī)范，且不少于2000字；參考文獻應(yīng)不少于15篇，包括科技期刊、教科書、專著等。
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
課題題目
微型打印機控制電路的設(shè)計
課題類型
實做
課題來源
自擬
成果形式
實物及論文
同組同學(xué)
無
開題報告內(nèi)容（可另附頁）
內(nèi)容見附頁
畢業(yè)設(shè)計開題報告：
（后接附頁）
指導(dǎo)教師意見（課題難度是否適中、工作量是否飽滿、進度安排是否合理、工作條件是否具備等）
指導(dǎo)教師簽名：
月 日
專家組及系里意見（選題是否適宜、各項內(nèi)容是否達到畢業(yè)設(shè)計（論文）大綱要求、整改意見等）
專家組成員簽字： 教學(xué)主任（簽章）：
月 日
附頁：開題報告
微型打印機控制電路的設(shè)計
一、主要任務(wù)以及主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)
主要任務(wù)：
打印字符、數(shù)據(jù)
要求簡單實用、有高可靠性、良好的性能價格比以及體積小，方便攜帶
二、 設(shè)計的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
微型打印機是一種通過單片機控制編程，可以自動完成一定打印任務(wù)作業(yè)的機械裝置?；蛘吒_切的說，多功能超小體積，可電池供電，便于隨身攜帶的微型打印機。
微型打印機從其打印原理上分為兩種，熱敏式打印機和針式打印機。國內(nèi)外發(fā)展熱門的大都在微型票據(jù)打印機。熱敏式票據(jù)打印機通過發(fā)熱體直接使熱敏紙變色產(chǎn)生印跡，它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧、重量輕、噪音小、功耗低、印字質(zhì)量高、無需更換色帶等優(yōu)點，但由于其價格較高，一般用于特定場合的微型票據(jù)打印機。針式打印機通過打印頭出針擊打色帶把色帶上的色跡印在紙上，針式打印機打印速度相對較慢，噪音較大，但由于其低廉的價格及特殊環(huán)境下的打印輸出功能（如多層打印等），使得它成為微型票據(jù)打印機的主流工作方式。還有的具有?超強復(fù)寫能力：票據(jù)打印機采用了超強擊打力度的打印頭，具有很強的穿透力，在打印多聯(lián)票據(jù)時可以一次完成，提高了工作效率。很多機型甚至提供了1+6層的復(fù)寫能力，可清晰打印7聯(lián)復(fù)寫票據(jù)
㈠ 微型打印機的發(fā)展現(xiàn)狀
由于單片機具有簡單實用、高可靠性、良好的性能價格比以及體積小等優(yōu)點，已經(jīng)在各個技術(shù)領(lǐng)域得到了迅猛發(fā)展。?隨著普通打印機價格的下降，它們在單片機系統(tǒng)的應(yīng)用也逐漸增多。例如GP系列和μP系列打印機都是點陣是打印機，因為打印機內(nèi)部有一個單片機系統(tǒng)，并固化有控打程序，智能化程度很高。因此打印機不但功能強，而且與主機接口簡單。一般每行可打印40個字符。隨著技術(shù)的發(fā)展，微行打印機的雖變得價格低廉，但功能強大，支持并口打印，核心部件為長壽命打印機芯，采用了目前先進的換紙技術(shù)，即開蓋、關(guān)蓋便可完成換紙；更方便使用；可廣泛使用在超市、便利店、餐飲服務(wù)、商場打印票據(jù)等，滿足不同使用人員的要求。
㈡ 微型打印機的發(fā)展趨勢
微型打印機在許多生產(chǎn)領(lǐng)域的使用實踐證明，它在提高工作效率，節(jié)約各種材料，便于工作中攜帶，功能增多等方面，有著令世人矚目的作用，引起了世界各國和社會各層人士的廣泛關(guān)注。在新的世紀(jì)，研發(fā)新型微型打印機的工業(yè)必將得到更加快速的發(fā)展和更加廣泛的應(yīng)用。
㈢ 微型打印機的技術(shù)發(fā)展趨勢
? 從近幾年世界微型打印機推出的產(chǎn)品來看，微型票據(jù)打印機的技術(shù)正在向智能化、輕便化和快速化的方向發(fā)展，其發(fā)展趨勢主要為：緊湊的設(shè)計，超小體積，方便操作，字符與非字符量增大，節(jié)約資源（低耗材），耐用性強，打印精度高，具有紙張全自動糾錯、自動對邊、自適應(yīng)厚度打印，且保證打印噪音低。??
三、研究方向與關(guān)鍵技術(shù)
本設(shè)計主要采用89S52單片機控制，利用并行接口技術(shù)，同時通過液晶顯示器顯示打印的數(shù)據(jù)和文字信息，系統(tǒng)框圖如下圖所示?？梢詫崿F(xiàn)打印一段固定的漢字和單個任意的數(shù)字，同時把打印的內(nèi)容顯示在液晶顯示器上。支持多種打印命令，命令代碼均為單字節(jié)，格式簡單；可輸出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字、在程序中所設(shè)定的漢字和英文字符；要求簡單實用、有高可靠性、良好的性能價格比以及體積小，方便攜帶。打印機啟動后，由內(nèi)部單片機執(zhí)行固化程序，就可以接受和分析主機送來的數(shù)據(jù)和命令，然后通過控制口驅(qū)動電路，實現(xiàn)對打印頭機械動作的控制，進行打印。
液晶顯示器
單片機MCU
鍵盤
微型打印機
電源
四、實驗條件
需具備穩(wěn)壓電源、示波器、電腦、仿真器、下載器、信號發(fā)生器各一臺
五、進度計劃
周 次
工作內(nèi)容
早進入階段
第一周
第二周
第三周
第四周
第五周
第六周
第七周
第八周
第九周
第十周
第十一周
第十二周
查閱資料
系統(tǒng)方案設(shè)計
系統(tǒng)制作
系統(tǒng)制作
系統(tǒng)制作
系統(tǒng)調(diào)試
系統(tǒng)調(diào)試
調(diào)試程序
調(diào)試程序
調(diào)試程序
撰寫課題論文
撰寫課題論文
論文答辯
六、參考文獻
1. 李廣弟，朱月秀，王秀山 . 單片機基礎(chǔ)（修訂版[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社 2001年
2. 李朝青. 單片機原理及接口技術(shù)（簡明修訂版[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社 2000年
3. 沈德金等. MCS-51系列單片機接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗齕M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社 1990年
4. 高明等. 單片機微機接口與系統(tǒng)設(shè)計[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 1995年
5. 公茂法，馬寶甫，孫晨等. 單片機人機接口實例集[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社 1998年
6. 張洪潤，藍清華等. 單片機應(yīng)用技術(shù)教程[M]. 北京：清華大學(xué)出版社 1997年
7. 李華. MCS-51系列單片機實用接口技術(shù)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 1993年
8. 馬忠梅，籍順心. 單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計（第三版）[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 1997年
9. 周航慈著. 單片機應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 1987年
10. 陳粵初等. 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與實踐[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社1991年
11. 趙曉安. MCS-51單片機原理及應(yīng)用[M]. 天津：天津大學(xué)出版社 2001年
12. 趙志航，鄭志輝. MCS-51單片機C語言應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)及實例[M].北京：航空工業(yè)出版社 1996年
13. 何立民. 單片機應(yīng)用技術(shù)選編（5）[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 1997年
14. 陳龍三. 8051單片機C語言控制與應(yīng)用[M]. 北京：清華大學(xué)出版社 1999年
15. 李蘭友等. 單片機應(yīng)用開發(fā)十例[M]. 北京：電子工業(yè)出版社 1994年
畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)檢查工作記錄表
系別
班級
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
課題名稱
微型打印機控制電路的設(shè)計
時間（學(xué)期、周次）
內(nèi)容及指導(dǎo)記錄
布置畢業(yè)設(shè)計題目，講解畢業(yè)設(shè)計要求。學(xué)生初步了解畢業(yè)設(shè)計任務(wù)
根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，學(xué)生查找照資料
設(shè)計相關(guān)電路
完成實際電路的制作
調(diào)試各單元電路及程序，完成論文寫作
指導(dǎo)教師簽字：
注：本表格同畢業(yè)設(shè)計（論文）一同裝訂成冊，由所在單位歸檔保存。
１ 引言
自從20世紀(jì)70年代問世以后，單片機作為微型計算機一個很重要的分支，應(yīng)用廣泛，發(fā)展迅速，已對很多領(lǐng)域產(chǎn)生了重大影響。尤其是美國Intel公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機，由于其具有集成度高、處理功能強、可靠性好、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、易于使用等優(yōu)點，在我國已經(jīng)得到廣泛使用，并已經(jīng)在各個技術(shù)領(lǐng)域得到了迅猛發(fā)展。
隨著普通打印機價格的下降，它們在單片機系統(tǒng)的應(yīng)用也逐漸增多。微型打印機是一種通過單片機控制編程，可以自動完成一定打印任務(wù)作業(yè)的機械裝置。微型打印機具有多功能超小體積、可電池供電和便于隨身攜帶的特點。例如GP系列和μP系列打印機都是點陣式打印機，因為打印機內(nèi)部有一個單片機系統(tǒng)，并固化有控打程序，智能化程度很高。打印機啟動后，由內(nèi)部單片機執(zhí)行程序，就可以接受和分析主機送來的數(shù)據(jù)和命令，然后通過控制電路，實現(xiàn)對打印頭機械動作的控制，進行打印。微型打印機可廣泛使用在超市、便利店、餐飲服務(wù)、商場打印票據(jù)等，可滿足不同使用人員的要求。
本設(shè)計可以實現(xiàn)打印預(yù)先設(shè)定的漢字和0～9十個數(shù)字，可以應(yīng)用在食堂、超市等地，用來打印小票并可以其顯示相關(guān)信息。因此微型打印機以其小型化、多功能等特點廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、銷售等領(lǐng)域，為人們帶來了極大的方便。
2 設(shè)計要求
（1） 支持多種打印命令，命令代碼均為單字節(jié)，格式簡單。
（2） 可輸出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字、在程序中所設(shè)定的漢字和英文字符。
（3） 要求簡單實用、有高可靠性、良好的性能價格比以及體積小，方便攜帶。
3 系統(tǒng)組成
液晶顯示器
單片機MCU
鍵盤
微型打印機
電源
圖3-1 系統(tǒng)框圖
本設(shè)計由微型打印機、單片機、鍵盤、液晶顯示器和電源模塊等五部分組成，系統(tǒng)框圖如圖3-1所示。其中單片機部分的作用是控制微型打印機、鍵盤和液晶顯示器；鍵盤用來輸入要打印的信息；顯示器用來顯示所打印的內(nèi)容；電源模塊則為整個電路提供電源。
4 硬件部分設(shè)計
4.1 打印機部分
打印機是一種復(fù)雜而精密的機械電子裝置，無論哪種打印機，其結(jié)構(gòu)基本上都可分為機械裝置和控制電路兩部分，這兩部分是密切相關(guān)的。機械裝置包括打印頭、字車機構(gòu)、走紙機構(gòu)、色帶傳動機構(gòu)、墨水（墨粉）供給機構(gòu)以及硒鼓傳動機構(gòu)等等，它們都是打印機系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，由控制電路統(tǒng)一協(xié)調(diào)和控制；而打印機的控制電路則包括CPU主控電路，驅(qū)動電路，輸入輸出接口電路及檢測電路等。
下面介紹打印機一般原理：打印機是小型機電一體化系統(tǒng)。機械部分為執(zhí)行機構(gòu)，在機內(nèi)CPU及驅(qū)動電路控制下完成“數(shù)據(jù)”打印。打印機的一般構(gòu)成及工作原理如下圖4-1所示：
接口電路
CPU及控制電路
驅(qū)動電路
打印頭
電源
打
印
機
圖4-1打印機一般原理圖
單片機或PC系統(tǒng)
雖然打印機的外觀千變?nèi)f化，打印出來的圖形，色彩也各不相同，但從原理上，我們可將常用的打印機分為三種類型：針式打印機、噴墨打印機和激光打印機。下面重點介紹一下針式打印機的結(jié)構(gòu)和工作原理。
4.1.1 針式打印機
（1） 針式打印機的工作原理
主機送來的代碼，經(jīng)過打印機輸入接口電路的處理后送至打印機的主控電路，在控制程序的控制下，產(chǎn)生字符或圖形的編碼，驅(qū)動打印頭打印一列的點陣圖形，同時字車橫向運動，產(chǎn)生列間距或字間距，再打印下一列，逐列進行打?。灰恍写蛴⊥戤吅?，啟動走紙機構(gòu)進紙，產(chǎn)生行距，同時打印頭回車換行，打印下一行；上述過程反復(fù)進行，直到打印完畢。
（2） 針式打印機的結(jié)構(gòu)
針式打印機關(guān)鍵在于其打印頭的結(jié)構(gòu)。打印頭的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可分為打印針，驅(qū)動線圈，定位器，激勵盤等。簡單的說，打印頭的工作過程是這樣的：當(dāng)打印頭從驅(qū)動電路獲得一個電流脈沖時，電磁鐵的驅(qū)動線圈就產(chǎn)生磁場吸引打印針銜鐵，帶動打印針擊打色帶，在打印紙上打出一個點的圖形。因其直接執(zhí)行打印功能的是打印針，所以這類打印機被稱為針式打印機。
針式打印機的種類繁多，型式各異，一般分為打印機械裝置和控制與驅(qū)動電路兩大部分。針式打印機在正常工作時有三種運動，即打印頭的橫向運動、打印紙的縱向運動和打印針的擊針運動。這些運動都是由軟件控制驅(qū)動系統(tǒng)通過一些精密機械進行的。
打印機械裝置主要包括字車與傳動機構(gòu)、打印針控制機構(gòu)、色帶驅(qū)動機構(gòu)，走紙機構(gòu)和打印機狀態(tài)傳感器，這些機構(gòu)都為精密機械裝置，以保證各種機構(gòu)能實現(xiàn)下面的各種運動。
① 字車與傳動機構(gòu) 字車是打印頭的載體，打印頭通過字車傳動系統(tǒng)實現(xiàn)橫向左、右移動，再由打印針撞擊色帶而印字。字車的動力源一般都用步進電動機，通過傳動裝置將步進電動機的轉(zhuǎn)動變?yōu)樽周嚨臋M向移動。一般用鋼絲繩或同步齒形帶進行傳動。
② 打印針控制機構(gòu) 打印針是正確打印的關(guān)鍵。打印針控制機構(gòu)實現(xiàn)打印針的出針和收針動作。通常利用電磁原理控制打印針的動作。
③ 色帶驅(qū)動機構(gòu) 打印針撞擊色帶，色帶上的印油在打印紙上印出字符或圖形。在打印過程中，打印頭左、右移動時，色帶驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動色帶也同時循環(huán)往復(fù)轉(zhuǎn)動，不斷改變色帶被打印針撞擊的部位，保證色帶均勻磨損，從而既延長了色帶的使用壽命，又保證了打印出的字符或圖形顏色均勻。 色帶驅(qū)動機構(gòu)一般利用字車電動機帶動同步齒形帶(如LQ-1600K)或鋼(尼龍)絲繩驅(qū)動色帶鈾轉(zhuǎn)動，也可采用兩個單獨的電動機(如某些彩色打印機)分別帶動色帶正、反向走帶。
④ 走紙機構(gòu) 該機構(gòu)實現(xiàn)打印紙的縱向移動。當(dāng)打印完一行后，由它走紙換行。走紙方式一般有摩擦走紙、齒輪饋送和壓紙滾筒饋送等。其動力方式為通過牽引機構(gòu)將步進電動機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樽呒堃苿印?
⑤ 打印機狀態(tài)傳感器 對于不同的打印機來說，傳感器的設(shè)置情況不同。通常有原始位置傳感器(檢測字車是否停在左邊原始位置上)、紙盡傳感器(檢測所裝的打印紙是否用完，用完則報警)、計時傳感器(檢測字車的瞬時位置)和機蓋狀態(tài)傳感器(檢測正在打印中的異常開打印機蓋操作)等等。
（3） 針式打印機的特點
針式打印機由于采用的是機械擊打式的打印頭，因此穿透力很強，能打印多層復(fù)寫紙，具備拷貝功能，另外還能打印不限長度的連續(xù)紙。使用的耗材是色帶，在三種打印機中是最廉價的一種。其缺點就是體積、重量都較大，打印噪音大，精度低，速度慢，一般無打印彩色圖像功能。適合有專門要求的專業(yè)應(yīng)用場合，例如財務(wù)、稅務(wù)、金融機構(gòu)等等。常見的機型有EPSON的LQ系列，如LQ－680K；STAR的AR、CR系列，如AR－6400等。
4.1.2 噴墨打印機和激光打印機
（1） 噴墨打印機
噴墨打印機的工作原理基本與針式打印機相同，這兩者的本質(zhì)區(qū)別就在于打印頭的結(jié)構(gòu)。噴墨打印機的打印頭，是由成百上千個直徑極其微?。s幾微米）的墨水通道組成。當(dāng)打印頭的控制電路接收到驅(qū)動信號后，即驅(qū)動這些執(zhí)行單元產(chǎn)生振動，將通道內(nèi)的墨水?dāng)D壓噴出；或產(chǎn)生高溫，加熱通道內(nèi)的墨水，產(chǎn)生氣泡，將墨水噴出噴孔；噴出的墨水到達打印紙，即產(chǎn)生圖形。這就是壓電式和氣泡式噴墨打印頭的基本原理。
噴墨打印機打印精度高，通常都能打印彩色圖像，而且體積及重量都可以做的非常小巧，甚至能隨身攜帶打印，打印時的噪音也很小。因此噴墨打印機的使用成本很高。同時，也不具備拷貝和打連續(xù)紙功能。適合對打印質(zhì)量要求高但數(shù)量較小的場合，如家庭，小型辦公室等等。常見的機型有EPSON的STYLUS PHOTO系列，如STYLUS PHOTO 900；CANON的i系列，如i6500、i355等。
（2） 激光打印機
激光打印機與針式、噴墨打印機的一個本質(zhì)的區(qū)別在于：激光打印機打印一次成像一整頁，是逐頁打??；而針式和噴墨打印機都是打印頭一次來回打印一行，是逐行打印。因此，相同打印要求下，激光打印機的打印速度要比針式打印機和噴墨打印機要快，這也是激光打印機的一個優(yōu)勢所在。激光打印機的打印精度也很高，基本上與噴墨打印機無太大區(qū)別。能打印彩色圖像，且對打印介質(zhì)的要求沒有噴墨打印機那么高。打印的速度是三種打印機中最快的，而且噪音也很小。但體積和重量相對噴墨打印機要大。只能逐頁打印，無拷貝和打印連續(xù)紙功能。適合打印數(shù)量大，任務(wù)重的場合，如大型商務(wù)機構(gòu)，設(shè)計、印刷領(lǐng)域等等。常見的機型有惠普HP的LaserJet系列，如LaserJet1010，Color LaserJet 8550等。
4.1.3 微型打印機
微型打印機，簡稱微打，是針對通用打印機而言的，具有處理票據(jù)較窄、整機體積較小、操作電壓較低的特點。它是廣大打印機家族中一個細小而特別的種類，在通常的IT刊物、雜志及各類市場調(diào)查報告中，微型打印機均鮮有提及，甚至被忽略不記。以致一般的人雖然在生活中經(jīng)常見到，然而對其缺乏必要的認(rèn)識和了解。但作為特種打印機系列一個重要的組成部分，微打的市場需求日漸擴大，應(yīng)用也越來越廣泛，越來越多的通用打印機廠商也開始涉及微打領(lǐng)域。
（1） 微型打印機的分類
微型打印機具有體積小巧、價格低廉、功能多樣的特點，所以在越來越多的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。下面按不同的方式對微型打印機進行分類：
① 按打印原理分：針式（細分為字輪式、梭式點陣式、9針點陣式、24針點陣式）、熱敏式（細分為列式熱敏式、行式熱敏式）、噴墨式、熱轉(zhuǎn)印、激光式（后面兩種打印方式的微型機較少）。
② 按應(yīng)用分：由于微型打印機在各行業(yè)應(yīng)用十分廣泛，所以分成在金融零售業(yè)的ECR（高效消費者響應(yīng)）、POS、交通運輸業(yè)上的打票機、服務(wù)行業(yè)的排隊機等。
③ 按通信方式分：有線通信（串口、并口、USB或網(wǎng)口）、無線通信（運用IrDA和Bluetooth技術(shù)）。
（2）針式微型打印機與熱敏微型打印機的比較
①基本工作原理
針式微型打印機至少由以下基本關(guān)鍵部件組成：打印機芯、打印控制器、電源和外殼，而打印機芯又由打印頭和字車電機運動機構(gòu)、走紙電機運動機構(gòu)以及各種傳感器等組成。
針式微打是通過控制打印頭運動和走紙運動，并控制打印頭出針擊打色帶和打印紙，把色帶上相應(yīng)點的墨汁印在打印紙上，從而在紙上打出所需的信息。直熱行式熱敏微打，其熱敏頭由一排緊密均勻排列的特殊材料的可加熱電阻組成，每個單元電阻對應(yīng)一個點，控制其不同點的通電即可對相應(yīng)的點加熱，而與其緊密接觸的帶熱敏涂層的熱敏紙受熱就可以印出相應(yīng)的點信息，再同時通過走紙的控制，就可以打印出各種信息。另一種熱敏微打——熱轉(zhuǎn)印微打，其工作原理與直熱式熱敏機基本相同，不同之處在于：熱轉(zhuǎn)印微打通過加熱帶熱敏涂層的碳帶,把相應(yīng)碳帶加熱點上的涂層材料轉(zhuǎn)印到普通的打印紙上。
②性能表現(xiàn)
主要是熱敏微打的速度是針式微打的幾倍。
總之，直熱式熱敏微打主要在噪聲、速度和分辨率上優(yōu)于針式微打，而針式微打卻在拷貝能力和打印后紙張的保存效果（熱轉(zhuǎn)印式除外）上優(yōu)于直熱式熱敏微打，這些各自的優(yōu)點奠定了這兩大類的微打在不同應(yīng)用領(lǐng)域受青睞的地位。
隨著國內(nèi)電子政務(wù)、電子商務(wù)的迅速發(fā)展，以及工商、稅務(wù)電子監(jiān)控等政策的逐漸實施，對發(fā)票和稅控收據(jù)的自動打印要求將越來越廣泛，商業(yè)收款和稅控發(fā)票打印也就成為微型打印機應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域，而熱敏式、9針串行點陣式打印方式則在此領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。
此外，隨著微型打印機技術(shù)的發(fā)展，各種新型的微型打印機也慢慢走向市場，如便攜式微型打印機，它在水、電、燃氣等抄表業(yè)務(wù)中得到了很好的推廣。相對于傳統(tǒng)的手工抄表，然后錄入電腦，再由電腦打印出單據(jù)送到用戶手中，便攜式微打表現(xiàn)出了極大的方便性。類似的應(yīng)用還有火車上的移動式補票機等。
4.2單片機芯片部分
89S52是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片[1]，引腳排列請參見下圖4-2：
圖4-2 89S52芯片引腳
4.2.1 信號引腳介紹
（1） 輸入/輸出口線
P0.0 ～ P0.7 P0口8位雙向口線
P1.0 ～ P1.7 P1口8位雙向口線
P2.0 ～ P2.7 P2口8位雙向口線
P3.0 ～ P3.7 P3口8位雙向口線
（2） 地址鎖存控制信號（ALE）
在系統(tǒng)擴展時，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址送入鎖存器鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送。此外由于ALE是六分之一晶振頻率的固定頻率輸出的正脈沖，因為可作為外部時鐘或外部定時脈沖使用。
（3） 外部程序存儲器讀選通信號（/PSEN）
在讀外部ROM時/PSEN有效（低電平），以實現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。
（4） 訪問程序存儲器控制信號（/EA）
當(dāng)/EA信號為低電平時，對ROM的讀操作限定在外部程序存儲器；而當(dāng)/EA信號為高電平時，則對ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲器。
（5） 復(fù)位信號（RST）
當(dāng)輸入的復(fù)位信號延續(xù)2個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的復(fù)位操作。
（6） 外接晶體引線端（XTAL1和XTAL2）
當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。
（7） 地線（Vss）
（8） +5V電源（Vcc）
以上就是89S52單片機芯片40條引腳的定義及簡單功能說明[2]。
4.2.2 信號引腳的第二功能
由于工藝及標(biāo)準(zhǔn)化等原因，芯片的引腳數(shù)目是有限制的，例如MCS-51系列單片機芯片引腳的數(shù)目是40條，但單片機為實現(xiàn)其功能所需要的信號數(shù)目卻遠遠超過此數(shù)，因此就出現(xiàn)了供需問題。
解決這一問題唯一可行的辦法是“復(fù)用”，即給一些信號引腳賦予雙重功能。如果我們把前述的信號定義為引腳第一功能的話，則根據(jù)需要再定義的信號就是它的第二功能。第二功能信號定義主要集中在P3口線中，另外再加上幾個其它信號線。
（1） EPROM 存儲器程序固化所需要的信號
P3的8條口線都定義有第二功能，詳見表4-1。
表4-1 P3口線的第二功能
口線
第二功能
信號名稱
P3.0
RXD
串行數(shù)據(jù)接收
P3.1
TXD
串行數(shù)據(jù)發(fā)送
P3.2
/INT0
外部中斷0申請
P3.3
/INT1
外部中斷1申請
P3.4
T0
定時器/計數(shù)器0計數(shù)輸入
P3.5
T1
定時器/計數(shù)器1計數(shù)輸入
P3.6
/WR
外部RAM寫選通
P3.7
/RD
外部RAM讀選通
有內(nèi)部EPROM的單片機芯片（例如87C51），為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源，它們也是由信號引腳以第二功能的形式提供的，即：
編程脈沖： 30腳（ALE//PROG）
編程電壓（25V）：31腳（/EA/VPP）
（2） 備用電源引入
MCS-51單片機的備用電源也是以信號引腳第二功能的方式由9腳（RST/VPD）引入的。當(dāng)電源發(fā)生故障，電壓降低到下限值時，備用電源經(jīng)此端向內(nèi)部RAM提供電壓，以保護內(nèi)部RAM中的信息不丟失。
4.3 單片機與微型打印機的接口
4.3.1微型打印機TPμP-40A的主要性能、接口要求及時序
TPμP-40A是一種單片機控制的微型智能打印機。每行打印40個字符[3]。
（1） TPμP-40A主要技術(shù)性能
① 采用單片機控制，具有2KB控達程序標(biāo)準(zhǔn)的Centronic并行接口。
② 具有較豐富的打印命令，命令代碼均為單字節(jié)，格式簡單。
③ 可產(chǎn)生全部標(biāo)準(zhǔn)的ASCII代碼字符，以及128個非標(biāo)準(zhǔn)字符和圖符。有16個代碼字符（6×7點陣）可由用戶通過程序自行定義。并可通過命令用此16個代碼字符去更換任何駐留代碼字型，以便用于多種文字的打印。
④ 可打印出8×240點陣的圖樣（漢字或圖案點陣）。代碼字符和點陣圖樣可在一行中混合打印。
⑤ 字符、圖符和點陣圖可以在寬和高的方向放大為×2、×3、×4倍。
⑥ 每行字符的點行數(shù)（包括字符的行間距）可用命令更換。即字符行間距空點行在0～256間任選。
⑦ 帶有水平和垂直制表命令，便于打印表格。
⑧ 具有重復(fù)打印同一字符命令，以減少輸送代碼的數(shù)量。
⑨ 帶有命令格式的檢錯功能。當(dāng)輸入錯誤命令時打印機立即打印錯誤信息代碼。
（2） 接口信號
TPμP-40A微型打印機與單片機間是通過一條20芯扁平電纜及接插件相連（如圖4-3所示）。打印機有一個20線扁平插座，信號引腳排列如表4-2所示：
表4-2 打印機信號引腳排列
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
/ACK
/ERR
/STB
DB0
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7
BUSY
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
●●●●●●●●●●
●●●●●●●●●●
插入
扁平電纜
插頭
從打印機背面視圖
圖4-3 扁平電纜和插件接口
2
20
19
1
其中：
① DB0～DB7:數(shù)據(jù)線，單向傳輸，由單片機輸入給打印機。
② /STB（STROBE）：數(shù)據(jù)選通信號。在該信號的上升沿時，數(shù)據(jù)線上的8位并行數(shù)據(jù)被打印機讀入機內(nèi)鎖存。
③ BUSY：打印機“忙”狀態(tài)信號。當(dāng)該信號有效（高電平）時，表示打印機忙于處理數(shù)據(jù)。此時，單片機不得使STB信號有效，向打印機送入新的數(shù)據(jù)。
④ /ACK：打印機的應(yīng)答信號。低電平有效，表明打印機已取走數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)。
⑤ /ERR：“出錯”信號。送入打印機的命令格式出錯時，打印機立即打印一行出錯信息提示出錯。在打印出錯信息之前該信號線出現(xiàn)一個負脈沖，脈沖寬度為30μs。
（3） 接口信號時序[4]
20ns
50ns
NEXTXT
0～50ns
﹥6μs
BUSY
時間不定
（不同命令、數(shù)據(jù)而異）
20～30μs
DB0～DB7
/STB
/ACK
圖4-4接口信號時序圖
接口信號時序如圖4-4所示。選通信號/STB寬度需大于0.5μs。/ACK應(yīng)答信號可與/STB信號作為一對應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號，可使用/STB與BUSY作為一對應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號[5]。
4.3.2 字符代碼及打印命令
TPμP-40A全部代碼共256個，其中00H無效，代碼01H～0FH為打印命令；代碼10H～1FH為用戶自定義代碼；代碼20H～7FH為標(biāo)準(zhǔn)ASCII代碼；代碼80H～FFH為非ASCII代碼，其中包括少量漢字、希臘字母、塊圖圖符和一些特殊的字符。
（1） 字符代碼
TPμP-40A中全部字符代碼為10H～FFH，回車換行代碼0DH為字符串的結(jié)束符。但當(dāng)輸入代碼滿40個時，打印機自動回車。幾個例子如下：
① 打印“＄2356.73”
輸送代碼串為：24，32，33，35，36，2E,37,33,0D。
② 打印“23.7㎝”
輸送代碼為：32，33，2E,37,63,6D,9D,0D。
③ 打印“This is Micro-Printer”
輸送代碼串為：54H,68H, 69H,73H, 20H,69H,73H,20H, 4DH,69H,63H,72H, 6FH,2DH,70H,72H,69H,6EH,74H,65H,72H,2EH,0DH。
（2） 打印命令
打印命令由一個命令字和若干個參數(shù)字節(jié)組成，命令結(jié)束符為0DH，除下述表中代碼06H的命令必須用它外，均可省略。TPμP-40A命令代碼及功能見表4-3。
表4-3 TPμP-40A命令代碼及功能
命令代碼
命令功能
01H
打印字符、圖等，增寬（×1、×2、×3、×4）
02H
打印字符、圖等，增高（×1、×2、×3、×4）
03H
打印字符、圖等，寬和高同時增加（×1、×2、×3、×4）
04H
字符間距更換或定義
05H
用戶自定義字符點陣
06H
駐留代碼字符點陣式樣更換
07H
水平（制表）跳區(qū)
08H
垂直（制表）跳行
09H
恢復(fù)ASCII代碼和清輸入緩沖區(qū)命令
0AH
一個空格后回車換行
0BH～0CH
無效
0DH
回車換行/命令結(jié)束
0EH
重復(fù)打印同一字符命令
0FH
L打印點陣圖命令
（3） 命令非法時的出錯顯示
當(dāng)主機向TPμP-40A輸入非法命令時，打印機即打印出錯代碼。其意義為：
ERROR0: 放大系數(shù)出界，即放大倍數(shù)是1，2，3和4以外的數(shù)字。此錯誤出現(xiàn)在 01H,01H,03H命令時。
ERROR1：定義代碼非法。用戶自定義代碼不是10H～1FH.
ERROR2：非法換碼命令。換碼命令只能用10H～1FH去代換駐留字符代碼，否則為非法。
ERROR3：繪圖命令錯誤。指定圖形字節(jié)數(shù)為0或大于240。
ERROR4：垂直指標(biāo)命令錯誤。指定空行數(shù)為零[6]。
4.3.3 TPμP-40A與MCS-51單片機接口設(shè)計
TPμP-40A是智能打印機，其控制電路由單片機構(gòu)成，在輸入電路中有鎖存器，在輸出電路中有三態(tài)門控制。因此可以不通過I/O口直接與單片應(yīng)用系統(tǒng)的總線連接，即打印機的數(shù)據(jù)線可以以外部I/O口的形式與MCS-51系列單片機的P0口相連。如圖4-5所示：TPμP-40A沒有讀、寫信號線，只有一對握手線/STB、BUSY，因此，用一根地址線（使用P2.7）來控制讀寫信號選通 /STB和讀取打印機的BUSY狀態(tài)[7]。
32
33
34
35
36
37
38
39
20
26
3
5
7
9
11
13
/WR
P2.7
/RD
P0.7
89S52
P0.0
GND
/STB
BUSY
DB7
TPμP-40A
DB0
GND
≧1
≧1
1
16
19
17
15
17
28
圖4-5 單片機和微型打印機的接口
4.4 單片機與液晶顯示器的接口
顯示器部分是由液晶顯示控制行、列驅(qū)動器和HY128*64液晶顯示器組成的[8]。
4.4.1 液晶顯示控制驅(qū)動器HD61202的特點
HD61202液晶顯示控制驅(qū)動器是一種帶有驅(qū)動輸出的圖形液晶顯示控制器，它可直接與8位微處理器相連，它可與HD61203配合對液晶屏進行行、列驅(qū)動。HD61202是一種帶有列驅(qū)動輸出的液晶顯示控制器，它可與行驅(qū)動器HD61203配合使用，組成液晶顯示驅(qū)動控制系統(tǒng)。
（1） 內(nèi)藏64×64=4096位顯示RAM，RAM每位數(shù)據(jù)對應(yīng)LCD屏上一個點的亮暗狀態(tài)；
（2） HD61202是列驅(qū)動器，具有64路列驅(qū)動輸出；
（3） HD61202讀、寫操作時序與68系列微處理器相符，因此它可直接與68系列微表4-4 與微處理器的接口信號引腳功能
引腳符號
狀態(tài)
引腳名稱
功能
CS1,CS2,CS3
輸入
芯片片選端
CS1和CS2低電平選通，CS3高電平選通。
E
輸入
讀寫使能信號
在E下降沿，數(shù)據(jù)被鎖存（寫）入HD61202；在E高電平期間，數(shù)據(jù)被讀出
R/W
輸入
讀寫選擇信號
R/W=1為讀選通，R/W=0為寫選通
RS
輸入
數(shù)據(jù)、指令選擇信號
RS=1為數(shù)據(jù)操作 RS=0為寫指令或讀狀態(tài)
DB0-DB7
三態(tài)
數(shù)據(jù)總線
RST
輸入
復(fù)位信號
復(fù)位信號有效時，關(guān)閉液晶顯示，使顯示起始行為0，RST可跟MPU相連，由MPU控制；也可直接接VDD，使之不起作用。
處理器接口相連；
（4） HD61202的占空比為1/32--1/64。
4.4.2液晶顯示控制驅(qū)動器HD61202的引腳功能
HD61202的與各種器件信號的引腳功能如表4-4，表4-5，表4-6所示：
表4-5 與HD61203接口信號引腳功能
M
輸入
交流驅(qū)動波形信號
FRM
輸入
幀同步信號
CL
輸入
鎖存行顯示數(shù)據(jù)的同步信號
該信號上升沿時鎖存數(shù)據(jù)，同時改變顯示輸出地址
Ф1,Ф2
輸入
內(nèi)部操作時鐘信號
Y1-Y64
液晶顯示驅(qū)動端
VDD，VSS
內(nèi)部邏輯電源
VEE1，VEE2
液晶顯示驅(qū)動電路的電源
常令VEE1=VEE2
V1L-V4L，V1R-V4R
液晶顯示驅(qū)動電壓
其電壓值均在VCC和VEE之間，常令V1L=V1R，V2L=V2R，V3L=V3R， V4L=V4R
ADC
決定Y1-Y64與液晶屏的連接順序
ADC=1JF,Y1=$0,Y64=$63
ADC=0時，Y1=$63,Y64=$0
該引腳直接接VCC或GND即可
表4-6 與LCD接口信號引腳功能
4.4.3液晶顯示控制驅(qū)動器HD61202的指令系統(tǒng)
HD61202的指令系統(tǒng)比較簡單，總共只有七種?，F(xiàn)分別介紹如下：
（1） 顯示開/關(guān)指令
表4-7 顯示開/關(guān)指令
R/W RS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0
0 0 1 1 1 1 1 1/0
當(dāng)DB0=1時，LCD顯示RAM中的內(nèi)容；DB=0時，關(guān)閉顯示。
（2） 顯示起始行（ROW）設(shè)置指令
表4-8 顯示起始行設(shè)置指令
R/W RS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0
1 1 顯示起始行（0-63）
該指令設(shè)置了對應(yīng)液晶屏最上一行的顯示RAM的行號，有規(guī)律的改變顯示起始行，可以使LCD實現(xiàn)顯示滾屏的效果。
（3） 頁（RAGE）設(shè)置指令
表4-9 頁設(shè)置指令
R/W RS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0
1
0
1
1
1
頁號（0-7）
顯示RAM共64行，分8頁，每頁8行。
（4） 地址（Y Address）設(shè)置指令
表4-10 地址設(shè)置指令
R/W RS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0
0 1 顯示列地址（0-63）
設(shè)置了頁地址和列地址，就唯一確定了顯示RAM中的一個單元，這樣MCU就可以用讀、寫指令讀出該單元中的內(nèi)容或向該單元寫進一個字節(jié)數(shù)據(jù)。
（5） 讀狀態(tài)指令
表4-11 讀狀態(tài)指令
R/W RS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
1 0
BUSY 0 ON/OFF REST 0 0 0 0
該指令用來查詢HD61202的狀態(tài)，各參量含義如下：
BUSY：1-內(nèi)部在工作 0-正常狀態(tài)
ON/OFF：1-顯示關(guān)閉 0-顯示打開
REST： 1-復(fù)位狀態(tài) 0-正常狀態(tài)
在BUSY和REST狀態(tài)時，除讀狀態(tài)指令外，其它指令不對HD61202產(chǎn)生作用。在對HD61202操作之前要查詢BUSY狀態(tài)，以確定是否可以對HD61202進行操作。
（6） 寫數(shù)據(jù)指令
表4-12 寫數(shù)據(jù)指令
R/W RS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 1
寫 數(shù) 據(jù)
（7） 數(shù)據(jù)指令
讀、寫數(shù)據(jù)指令每執(zhí)行完一次讀、寫操作，列地址就自動增一，必須注意的是，進行讀操作之前，必須有一次空讀操作，緊接著再讀才會讀出所要讀的單元中的。
表4-13 數(shù)據(jù)指令
R/W RS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
1 1
讀 顯 示 數(shù) 據(jù)
4.4.4 HY-12864的電路結(jié)構(gòu)特點
HY-12864是使用HD61202作為列驅(qū)動器，同時使用HD61203作為行驅(qū)動器的液
晶模塊[9]。由于HD61203不與MCU發(fā)生聯(lián)系，只要提供電源就能產(chǎn)生行驅(qū)動信號和各種同步信號，比較簡單。下面主要介紹以下HY12864這個模塊的邏輯電路圖。HY-12864共有兩片HD61202和一片HD61203，如下圖4-6所示：
振蕩電路
64行
LCD
64 列
64列
控制
同步脈沖
DB0-DB7
Vee
BL+
BL-
Vss Vdd Vo RS R/WE DB0 DB1… DB7 CS1 CS2 RES
圖4-6 邏輯電路圖
在HY-12864中，兩片HD61202的ADC均接高電平，RST也接高電平，這樣在使用HY-12864時就不必再考慮這兩個引腳的作用。/CSA跟HD61202（1）的/CS1相連；/CSB跟HD61202（2）的CS1相連，因此/CSA、/CSB選通組合信號為/CSA，/CSB=01選通（1），/CSA，/CSB=10選通（2）。對于HY-12864只要供給VDD、VSS和V0即可，HD61202和HD61203所需電源將有模塊內(nèi)部電路在VDD和V0、VSS的作用下產(chǎn)生的[10]。
4.4.5 HY-12864的應(yīng)用
圖4-7 接口電路原理圖
上面是液晶顯示器HY12864 與單片機89S52的接口電路?？刂齐娐窞橹苯釉L問方式的接口電路[11]。電路原理圖如上圖所示：
單片機的P0端口直接與顯示器的數(shù)據(jù)端口相連；電位器用來調(diào)節(jié)顯示器屏幕亮度，而負電源由顯示器本身提供；單片機的讀寫信號端口通過與非門控制顯示器的讀寫使能端，高電平時數(shù)據(jù)被讀出，下降沿時數(shù)據(jù)被鎖存即寫入列驅(qū)動器；P2.3口控制芯片片選端（第二個列驅(qū)動器），P2.2口控制芯片片選端（第一個列驅(qū)動器），且二者均為低電平有效；P2.1口控制讀寫選通信號，輸入低電平時寫選通，本設(shè)計不需讀入，所以只要低電平即可；P2.0口控制數(shù)據(jù)指令選擇信號，高電平為數(shù)據(jù)操作，低電平寫指令或讀狀態(tài)，即先為0寫入控制字再為1寫入數(shù)據(jù)代碼確定什么字。
4.5 鍵盤部分
4.5.1 單片機鍵盤和鍵盤接口概述
單片機使用的鍵盤可分為獨立式和矩陣式兩種。獨立式實際上就是一組相互獨立的按鍵，這些按鍵可直接與單片機的I/O接口連接，其方法是每個按鍵獨占一條口線，接口簡單[12]。矩陣式鍵盤也稱行列式鍵盤，因為鍵的數(shù)目較多，所以鍵按行列組成矩陣（如圖4-8所示）。
圖4-8 鍵盤接口電路圖
按一個鍵到鍵的功能被執(zhí)行主要應(yīng)包括兩項工作：一是鍵的識別，即在鍵盤中找出被按的是哪個鍵，另一項是鍵功能的實現(xiàn)。第一項工作是使用接口電路實現(xiàn)的，而第二項工作則是通過執(zhí)行中斷服務(wù)程序來完成。下面來介紹鍵盤接口問題[13]。
具體來說，鍵盤接口應(yīng)完成以下操作功能：
a 鍵盤掃描，以判定是否有鍵被按下（稱之為“閉合鍵”）。
b 鍵識別，以確定閉合鍵的行列位置。
c 產(chǎn)生閉合鍵的鍵碼。
d 排除多鍵、串鍵（復(fù)按）及去抖動。
這些內(nèi)容通常是以軟硬件結(jié)合的方式來完成的，即在軟件的配合下由接口電路來完成。但具體那些由硬件完成由軟件完成，要看接口電路的情況。總的原則是，硬件復(fù)雜軟件就簡單，硬件簡單軟件就得復(fù)雜一些。
可以為MCS-51單片機實現(xiàn)鍵盤接口的方法和接口芯片有：
a 使用單片機芯片本身的并/串行口
b 使用通用接口芯片（例如8255、8155等）/專用接口芯片8279
4.5.2 單片機鍵盤接口和鍵功能的實現(xiàn)
（1） 鍵盤接口處理內(nèi)容
① 鍵掃描
鍵盤上的鍵按行列組成矩陣，在行列的交點上都對應(yīng)有一個鍵。為判定有無鍵被按下（閉合鍵）以及被按鍵的位置，可使用兩種方法：掃描法和翻轉(zhuǎn)法，其中以掃描法使用較為普遍。因此下面以掃描法為例，說明查找閉合鍵的方法?，F(xiàn)以圖4-9所示的4行×4列鍵盤為例，對鍵掃描進行說明。
輸入口
1
1
1
1
0 1 1 1
+5V
輸出口
（a）
（b）
輸入口
輸出口
1
1
1
1
1 0 1 1
+5V
1
1
0
1
1 1 0 1
輸入口
+5V
輸出口
（c）
圖4-9 鍵掃描法示意圖
首先是判定有沒有鍵被按下。如圖4-9所示，鍵盤的行線一端經(jīng)電阻接+5V電源,另一端接單片機的輸入口線。各列線的一端接單片機的輸出口線，另一端懸空。為判定有沒有鍵被按下，可先經(jīng)輸出口向所有列線輸出低電平，然后再輸入各行線狀態(tài)。若行線狀態(tài)中有低電平，則表示有鍵被按下。然后再判定被按鍵的位置。因為在鍵盤矩陣中有鍵按下時，被按鍵處的行線和列線被接通，使穿過閉合鍵的那條行線變?yōu)榈碗娖?。假定圖4-9中A鍵被按下，則判定鍵位置的掃描是這樣進行的：
先使輸出口輸出0EH，然后輸入行線狀態(tài)，測試行線狀態(tài)中是否有低電平（圖4-9（a））。如果沒有低電平，再使輸出口輸出0DH，再測試行線狀態(tài)（圖4-9（b））。到輸出口輸出0BH時，行線中有狀態(tài)為低電平者，則閉合鍵找到（圖4-9（c）），通過此次掃描的行線值和列線值就可以知道閉合鍵的位置。至此行掃描似乎可以結(jié)束，但實際上掃描往往要繼續(xù)進行下去，以發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的多鍵同時被按下。
② 去抖動
當(dāng)掃描表明有鍵被按下之后，緊接著應(yīng)進行去抖動處理。因為常用鍵盤的鍵實
際上就是一個機械開關(guān)結(jié)構(gòu)，被按下時，由于機械接觸點的彈性及電壓突跳等原因，在觸點閉合或斷開的瞬間會出現(xiàn)電壓抖動，如圖4-10所示。抖動時間長短與鍵的機械特性有關(guān)，一般為5～10ms。而鍵的穩(wěn)定的閉合時間和操作者按鍵動作有關(guān)，大約為十分之幾到幾秒不等。
鍵按下
前沿抖動
后沿抖動
圖4-10 鍵閉合和斷開時的電壓抖動
③ 鍵碼計算
被按鍵確定下來之后，接下來的工作是計算閉合鍵的鍵碼，因為有了鍵碼，才能通過散轉(zhuǎn)指令把程序執(zhí)行轉(zhuǎn)到閉合鍵所對應(yīng)的中斷服務(wù)程序上去。也可以直接使用該閉合鍵的行列值組合產(chǎn)生鍵碼，但這樣做會使各子程序的入口地址比較散亂，給JMP指令的使用帶來不便。所以通常都是以鍵的排列順序安排鍵號，例如，圖4-11所示的鍵號是按從左到右從上到下的順序編排的。
這樣安排，使鍵碼既可以根據(jù)行號列號以查表求得，也可以通過計算得到。按圖4-11所示的鍵碼編排規(guī)律，各行的首號依次是00H，04H，08H，0CH，如列號按0～3順序，則鍵碼的計算公式為： 鍵碼=行首號+列號
00H
01H
02H
03H
04H
05H
06H
07H
08H
09H
0AH
0BH
0CH
0DH
0EH
0FH
圖4-11 鍵號排列
④ 等待鍵釋放
計算鍵碼之后，再以延時后進行掃描的方法等待鍵釋放。等待鍵釋放是為了保證鍵的一次閉合僅進行一次處理。
綜上所述，鍵盤接口處理的核心內(nèi)容是測試有無閉合鍵，對閉合鍵進行去抖動處理，求得閉合鍵的鍵碼。這些操作內(nèi)容通常都是有軟硬件相結(jié)合的方法實現(xiàn)，但如果使用像8279這樣的專用接口芯片，可以大大簡化軟件。
為了使鍵盤操作更穩(wěn)定可靠，還可以加一些附加功能，例如屏蔽功能：在對一個閉合鍵已進行處理時，再按下其它鍵不會產(chǎn)生影響；對于一個鍵，不管按下多長時間，僅執(zhí)行一次鍵處理子程序等。
（2） 鍵盤接口的控制方式
在單片機的運行過程中，何時執(zhí)行鍵盤掃描和處理，可有以下3種情況：
① 隨機方式，每當(dāng)CPU空閑時執(zhí)行鍵盤掃描程序。
② 中斷方式，每當(dāng)有鍵閉合時才向CPU發(fā)出中斷請求，中斷響應(yīng)后執(zhí)行鍵盤掃描程序。
③ 定時方式，每隔一定時間執(zhí)行一次鍵盤掃描程序，定時可由單片機定時器完成。
（3） 鍵處理子程序
在計算機中每一個鍵都對應(yīng)一個處理子程序，得到閉合鍵的鍵碼后，就可以根據(jù)鍵碼，轉(zhuǎn)相應(yīng)的鍵處理子程序（分支是使用JMP等散轉(zhuǎn)指令實現(xiàn)的），進行字符、數(shù)據(jù)的輸入或命令的處理。這樣就可以實現(xiàn)該鍵所設(shè)定的功能[14]。
4.6電源模塊設(shè)計
4.6.1單元電源電路設(shè)計
為了能夠讓單片機和打印機更好，更穩(wěn)定地工作，采用了圖4-12所示單元電源電路，由電源變壓器、橋堆和濾波電容器所組成。電源變壓器的初級電壓輸入為220V，次級輸出電壓為12V[15] [16]。
由于單片機所需的是+5V電源，經(jīng)濾波電容和三端穩(wěn)壓集成電路MC7812后可得到+12V電壓，MC7812能將15V～25V的直流電壓變換成12V的穩(wěn)定電壓，在12V的電壓中含有少量的低頻成分和接收外界的高頻成分，再經(jīng)后一級濾波后送三端穩(wěn)壓集成
圖4-12 電源電路圖
電路LM317，LM317能將大于7V～15V的直流電壓變換成+5V的穩(wěn)定電壓并且提供的較大電流以保證打印機正常工作。同時由于電流較大導(dǎo)致三端穩(wěn)壓集成電路MC7812和LM317過熱，為了確保電路工作正常，給兩個芯片分別加上散熱片。
4.6.2直流穩(wěn)壓電源的檢測
本系統(tǒng)對電源要求高，因為穩(wěn)定性和可靠性在單片機的應(yīng)用中具有格外重要的意義。為了提高穩(wěn)定性，單片機的允許電壓變化范圍很寬。通常單片機使用5V電壓，所以采用較為復(fù)雜的穩(wěn)壓電源，電源電路的主要部件采用集成的三端穩(wěn)壓器件如LM317與MC7812，穩(wěn)壓電源輸入電壓范圍寬，輸出電壓穩(wěn)定，電流較大,抗干擾能力強，以滿足主控系統(tǒng)和微型打印機的要求[17]。
數(shù)字萬用表對穩(wěn)壓電源的測試結(jié)果，如表4-14所示：
輸入級（原）
MC7812輸出
輸出級
+5V直流穩(wěn)壓電源
220V交流電壓
11.998 V
4.997V
表4-14 電壓測試
5 軟件部分
根據(jù)程序設(shè)計步驟流程圖（圖5-1），準(zhǔn)備本次設(shè)計所需要的整體流程圖和部分流程圖。
圖5-1 程序設(shè)計步驟流程圖
擬制設(shè)計任務(wù)書
建立或修改數(shù)學(xué)類型
確立算法
編制或修改流程圖
編制或修改程序
匯編通過
上機調(diào)試
調(diào)試通過
試運行通過
完成
Y
Y
N
程序有大問題
N
Y
Y
N
5.1 程序設(shè)計整體流程圖
通過對本設(shè)計的了解，可以知道軟件的主要作用是通過單片機來控制打印機、鍵盤、液晶顯示器三個外接設(shè)備。當(dāng)數(shù)據(jù)選通信號為上升沿時，單片機上的8位并行數(shù)據(jù)寫入到打印機內(nèi)鎖存；忙判斷信號BUSY為高電平時，此時，單片機不能向打印機發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)打印機忙時，調(diào)用顯示，使液晶顯示屏顯示當(dāng)前打印的信息，并可通過按鍵來改變打印數(shù)值。
首先，進行整個程序的初始化及清屏。當(dāng)有按鍵按下時，程序判斷是哪個鍵被按下，然后執(zhí)行相應(yīng)的按鍵功能，并調(diào)用液晶顯示器，顯示所打印的內(nèi)容；當(dāng)沒有鍵按下時，返回鍵盤掃描，再判斷是否有鍵被按下。
本次程序設(shè)計的整體流程圖，如圖5-2所示：
Y
清屏
調(diào)用顯示
鍵盤掃描
判斷哪個鍵被按下
執(zhí)行相應(yīng)的按鍵功能
圖5-2 程序設(shè)計整體流程圖
初始化
N
鍵被按下
5.2 鍵處理的流程圖
鍵盤部分應(yīng)實現(xiàn)如下功能：首先，對鍵盤進行掃描，判斷是否有鍵被按下。如果沒有，則轉(zhuǎn)回鍵盤掃描，看下次是否有鍵被按下；如果有鍵被按下，則先對鍵進行去抖動，然后算出是哪個鍵被按下，再延時等待鍵釋放。因為每一個鍵都對應(yīng)一個處理子程序，得到閉合鍵的鍵碼后，就可以根據(jù)鍵碼，轉(zhuǎn)相應(yīng)的鍵處理子程序（分支是使用JMP等散轉(zhuǎn)指令實現(xiàn)的），進行字符、數(shù)據(jù)的輸入或命令的處理。這樣就可以實現(xiàn)該鍵所設(shè)定的功能。
根據(jù)上述說明，畫出本次程序設(shè)計的鍵處理流程圖，如圖5-3所示：
Y
N
開始
鍵掃描
去抖動
鍵碼計算
JMP@A+DPTR
A=00H
01＃鍵
處理程序
00＃鍵
處理程序
…＃鍵
處理程序
…＃鍵
處理程序
…
A=01H
A=‥H
A=nnH
圖5-3 鍵處理流程圖
鍵釋放
有無鍵按下
Y
N
6 顯示與測試結(jié)果
整個電路接通后，當(dāng)鍵盤中打印按鍵按下時，微型打印機開始工作，打印所設(shè)定的漢字，同時在液晶顯示屏上顯示所打印的內(nèi)容；當(dāng)打印完畢后，顯示屏上顯示打印完畢。當(dāng)按下第十五鍵時，顯示屏清屏并顯示漢字和“請輸入：”，微型打印機等待打印。當(dāng)按下數(shù)字鍵中任何一個時，顯示屏上顯示相應(yīng)數(shù)字同時微型打印機打印該數(shù)字。
具體打印顯示結(jié)果如下圖6-1所示：
按鍵選擇
液晶顯示器顯示
按 下
打印鍵
天津工程師范學(xué)院通信0201班曹寶爽畢業(yè)設(shè)計。
按 下
十五鍵
按 下
數(shù)字鍵1
天津工程師范學(xué)院通信0201班曹寶爽畢業(yè)設(shè)計。請輸入：
天津工程師范學(xué)院通信0201班曹寶爽畢業(yè)設(shè)計。請輸入：1
圖6-1 打印顯示示例
7 結(jié) 論
此設(shè)計體現(xiàn)了由單片機控制的微型打印機的眾多優(yōu)點：多功能超小體積，可用電池供電，設(shè)計緊湊，方便操作，可打印的內(nèi)容及其形式具有多樣性，節(jié)約資源（低耗材），耐用性強，打印精度高，且保證打印噪音低。在本次設(shè)計中，實現(xiàn)了利用微型打印機打印出一段固定的文字，并可以任意打印出0～9十個阿拉伯?dāng)?shù)字，同時在液晶顯示器上顯示所打印的內(nèi)容；在不超過單片機內(nèi)存的情況下，根據(jù)改編程序重新設(shè)定一些字符或者表格等，就可以將所設(shè)定的內(nèi)容打印且顯示出來。
在設(shè)計制作微型打印機控制電路的過程當(dāng)中，遇到了不少問題。例如，在打印過程中，會出現(xiàn)只打印出字的一半的情況，即字的上半部分不對應(yīng)該字的下半部分，原因是代碼順序調(diào)反；還有一種情況就是打印亂碼，原因是打印機對單片機造成干擾。而設(shè)計制作直流穩(wěn)壓電源時，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓電路MC7805輸出的電壓雖然可以達到5V，但是提供的電流較小，使微型打印機無法正常工作。把MC7805換成大電流穩(wěn)壓器件LM317，可得到較大的電流。由于帶負載較重導(dǎo)致穩(wěn)壓器件本身過熱，因此在穩(wěn)壓器件上加了散熱片，防止器件過熱燒壞。本設(shè)計由于水平有限，電路及程序設(shè)計還有需要改進的地方，在今后的學(xué)習(xí)和研究中，將繼續(xù)改進完善。
另外在調(diào)試過程中，以保證作品實現(xiàn)功能準(zhǔn)確為前提，盡量做到電路簡單、美觀，效果好成本低，以增強其實用價值。
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[17] WU Xunwei,HANG Guoqiang．Low power DC circuits employing AC power supply，SCIENCE IN CHINA (INFORMATION SCIENCES)，2002,， Vol.45 No.3，232．
致 謝
畢業(yè)設(shè)計是我大學(xué)本科學(xué)習(xí)的過程向?qū)W校、社會交出的一張總結(jié)答卷。它不僅是我對大學(xué)四年所學(xué)知識的總結(jié)，也是把所學(xué)知識融會貫通運用到實踐中的一次嘗試，是衡量我四年學(xué)習(xí)成果的一個必要標(biāo)準(zhǔn)。
通過此次的畢業(yè)設(shè)計，不僅使我深刻的鞏固以往的所學(xué)習(xí)本專業(yè)的知識，也實際熟練了本專業(yè)的技能操作。在畢業(yè)設(shè)計過程中，通過翻閱有關(guān)微型打印機方面的書集，拓寬了我的知識面，并對單片機的知識有了總體的理解，經(jīng)過了反復(fù)思考的過程。這讓我能夠深刻的體會到基礎(chǔ)的理論知識與實際實現(xiàn)還是存在的差異，實際應(yīng)用中還要考慮各個方面的因素，這給我以后的學(xué)習(xí)和工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。
在畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束之際，我要感謝我的指導(dǎo)教師李杰老師以及胡建明老師。從畢業(yè)設(shè)計的準(zhǔn)備到結(jié)束，他們在畢業(yè)設(shè)計過程中給予了我多方面的支持和幫助。因為有這些老師的大力幫助，使得我們可以很快的解決制作過程中所遇到的問題和困難，也使得我們從中學(xué)習(xí)到許多知識及做人的道理，增強了我們自主學(xué)習(xí)和動手的能力，為我們今后步入工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。
在此我還要感謝和我一起完成畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)們，特別感謝陳海山和劉全剛兩位同學(xué)所給予我的幫助。在這次設(shè)計中我們緊密合作、互相協(xié)商，不僅鍛煉了我們的溝通能力，而且培養(yǎng)了我們的團隊精神。
最后還要感謝我生活以及學(xué)習(xí)了四年的學(xué)院，在這次畢業(yè)設(shè)計中提供給我們良好的環(huán)境以及便利的條件，讓我們?nèi)耐度氲竭@次畢業(yè)設(shè)計中。
再次感謝所有幫助過我的人們！并祝愿我們學(xué)院越來越美好！
附錄1：程序
COM EQU 34H ;指令寄存器
DAT EQU 35H ;數(shù)據(jù)寄存器
CWADD1 EQU 8400H ;寫指令代碼地址（左）
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