基于arm9和藍(lán)牙技術(shù)的便攜式微型打印機(jī)設(shè)計(jì)

焦明華　劉冬　張秀娟

摘要：微型打印機(jī)作為各種智能化儀器的重要輸出設(shè)備，用途極廣，市場(chǎng)潛力巨大。為了使微型打印機(jī)更加實(shí)用、便捷，提出了以arm9為主控芯片，以LCD為人機(jī)交互界面，以串口和上位機(jī)通信或以藍(lán)牙和帶藍(lán)牙功能的設(shè)備通信，實(shí)現(xiàn)既可以上位機(jī)或帶藍(lán)牙功能的設(shè)備控制打印數(shù)據(jù)也可以獨(dú)立打印數(shù)據(jù)的目的。

關(guān)鍵詞：微型打印機(jī)；arm9；LCD；藍(lán)牙

中圖分類號(hào)：TP216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2012）33-8050-03

目前微型打印機(jī)已普遍應(yīng)用，但現(xiàn)在的微型打印機(jī)大都固定在儀器中或需要電腦輸入打印數(shù)據(jù)，考慮到帶藍(lán)牙功能的手機(jī)等便攜式設(shè)備已經(jīng)普及，因而也可把隨身攜帶的手持設(shè)備中的信息通過(guò)藍(lán)牙通信在便攜式微型打印機(jī)中打印。這樣，便攜式微型打印機(jī)將更實(shí)用、更便捷。該文介紹了便攜式微型打印機(jī)設(shè)計(jì)中的藍(lán)牙模塊、打印模塊等部分硬件電路設(shè)計(jì)以及軟件模塊的設(shè)計(jì)流程。

1硬件電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)由藍(lán)牙模塊、顯示模塊、串口通信模塊、打印模塊、存儲(chǔ)模塊組成。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

1.1藍(lán)牙模塊設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)無(wú)線通信部分采用藍(lán)牙通信芯片ROK101007，ROK101007符合藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范。ROK101007藍(lán)牙通信芯片是愛立信（Ericsson）公司出產(chǎn)的一款通信芯片，其非常適合于短距離無(wú)線通信。ROK101007藍(lán)牙通信芯片主要特點(diǎn)有性能穩(wěn)定、集成度高、功耗低、傳輸可靠而且完全兼容藍(lán)牙協(xié)議V1.1，并通過(guò)了FCC/ETST類型認(rèn)證。ROK101007這款無(wú)線基帶模塊主要由基帶控制器、無(wú)線收發(fā)器、閃存、電源管理模塊、時(shí)鐘等部件組成，可提供高至HCI（HostControllerInterface）層的功能。此外，該模塊有USB、UART和PCM三種接口，因此與主機(jī)連接更加方便，而且，該模塊還同時(shí)支持藍(lán)牙語(yǔ)音和數(shù)據(jù)兩種數(shù)據(jù)傳輸。

藍(lán)牙通信芯片ROK101007有三種通信接口，本設(shè)計(jì)采用UART接口和主機(jī)ARM相連，其UART支持的波速率有（單位：bits／s）：300，600，900，1200，1800，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200，230400和460800。使用HCI命令HCIEricssonSetUartBaudRate可改變UART接口的波速率，這是愛立信公司自定義的一條命令。與UART接口有關(guān)的有四個(gè)管腳如下所示：

1）TxD（B5），RxD（A5）：用于收發(fā)數(shù)據(jù)；2）RTS（A6），CTS（B6）：用于數(shù)據(jù)流控制。

ARM通過(guò)UART接口和藍(lán)牙設(shè)備相連的電路接口如圖2所示。

1.2打印機(jī)模塊

本設(shè)計(jì)采用EPSON針式M-150Ⅱ型打印機(jī)芯，該打印機(jī)芯具有價(jià)格便宜，體積小、可靠性高，功耗低等優(yōu)點(diǎn)，由于M-150Ⅱ型打印機(jī)具備簡(jiǎn)單、小巧、可靠、耗能少和穩(wěn)定等特點(diǎn)，所以已成為眾多辦公場(chǎng)所的選擇，從掌上終端到坐式打印機(jī)以及小型測(cè)量?jī)x器都可以應(yīng)用，具有非常大的應(yīng)用空間和廣闊的市場(chǎng)前景。

1.2.1M-150II型打印機(jī)簡(jiǎn)介

M-150II系列打印機(jī)是世界上最小型的，十分小巧，耗能極低，一個(gè)鎳-鎘電池可使其正常工作，其基本的打印原理是通過(guò)打印鋼針撞擊色帶和紙，便可以打印出點(diǎn)陣組成的字符圖形。M-150II型打印機(jī)引腳如表1所示。

M-150II打印機(jī)一行可打印96個(gè)點(diǎn)，四個(gè)針頭從左到右依次為A、B、C、D，每個(gè)針頭對(duì)應(yīng)24點(diǎn)。如果打印英文字符時(shí)采用5×7點(diǎn)陣的話，那么一行可以打印16個(gè)字符。它采用45mm寬的普通打印紙打印，日常維護(hù)比較容易，打印紙更換也較為方便。其打印速度為1行/秒，使用壽命為500000行，體積很小，是世界上最小型系列的打印機(jī)，為73.4mm乘42.6mm乘12.8mm，重量非常輕，只有60g，很適合于安裝在儀器儀表內(nèi)部。

1.2.2M-150II型打印機(jī)工作原理

給電機(jī)通電后，電機(jī)開始和安裝在同一軸上的小發(fā)電機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。假設(shè)4個(gè)針頭A、B、C、D的初始位置在最左處，則電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，發(fā)電機(jī)通過(guò)10腳（同步信號(hào)輸出1）、11腳（同步信號(hào)輸出2）往外發(fā)信號(hào)，其原始信號(hào)如圖3所示。

圖3中的正弦波信號(hào)是10腳和11腳發(fā)出的同步信號(hào)，而周期與正弦相同方波即中間的方波脈沖則是正弦波信號(hào)經(jīng)過(guò)外圍電路處理以后發(fā)給ARM的信號(hào)，最下面的Tn系列方波脈沖則是由用戶根據(jù)輸入ARM的信號(hào)加工產(chǎn)生的。M-150II打印完一個(gè)點(diǎn)行會(huì)總共產(chǎn)生168個(gè)Tn系列的方波脈沖，其中前96個(gè)Tn系列的方波脈沖對(duì)應(yīng)一個(gè)點(diǎn)行的96點(diǎn)，后72個(gè)方波脈沖在打印針頭到最右端后往回走的時(shí)候產(chǎn)生的，這樣一行就打印完成了。

2軟件設(shè)計(jì)

微型打印機(jī)主要任務(wù)就是通過(guò)串口接收上位機(jī)數(shù)據(jù)或通過(guò)藍(lán)牙接收手持設(shè)備中的數(shù)據(jù)或直接通過(guò)鍵盤輸入數(shù)據(jù)，通過(guò)LCD顯示，并由微型打印機(jī)M-150II打印。三種數(shù)據(jù)輸入方式使得便攜式微型打印機(jī)更加實(shí)用方便。

2.1串口程序設(shè)計(jì)

當(dāng)arm啟動(dòng)后，初始化串口，設(shè)置波特率等參數(shù)，然后在LCD上顯示時(shí)間信息，當(dāng)串口收到信息后，跳到串口處理程序，首先判斷是不是接收數(shù)據(jù)命令，如果不是直接跳回主程序，如果是，則串口開始接收數(shù)據(jù)，接收完成后，直接調(diào)用打印程序進(jìn)行打印。串口程序流程圖如圖所示。藍(lán)牙程序流程圖如圖4所示。

2.2藍(lán)牙模塊軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)啟動(dòng)后，啟動(dòng)藍(lán)牙按鍵按下后，則進(jìn)入藍(lán)牙程序，首先初始化和藍(lán)牙模塊相連的串口，設(shè)置波特率等參數(shù)，再初始化藍(lán)牙模塊，以查詢或者被查尋方式建立連接，確定建立連接后開始數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)接收完成后則調(diào)用打印程序進(jìn)行數(shù)據(jù)打印，最后關(guān)閉藍(lán)牙程序，跳回主程序，如圖5所示。

3結(jié)束語(yǔ)

ARM9主控芯片使得數(shù)據(jù)通信及處理速度更快，藍(lán)牙通信使得安卓手機(jī)等帶藍(lán)牙功能的設(shè)備中的數(shù)據(jù)能夠在需要的時(shí)候打印出來(lái)，另外，本設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入數(shù)據(jù)并打印。本設(shè)計(jì)主要是因?yàn)楝F(xiàn)在帶藍(lán)牙功能的手持設(shè)備如安卓手機(jī)、PSV、部分筆記本等已經(jīng)普遍應(yīng)用，迫切需要一種更加方便微型打印機(jī)來(lái)適應(yīng)市場(chǎng)，滿足人們的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]邢傳璽，欒曉明.基于藍(lán)牙的嵌入式通信模塊的實(shí)現(xiàn)[J].應(yīng)用科技，2009，36（9）：43-47.

[2]杜春雷.ARM體系結(jié)構(gòu)與編程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[3]禹帆.藍(lán)牙技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002.

[4]劉大偉，李威，王禹橋，蔡文娟.基于增強(qiáng)型單片機(jī)的針式微型打印機(jī)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2007，10（2）：15-18.

[5]馮艷娜.基于ARM的微型打印機(jī)研究與設(shè)計(jì)[J].可編程控制器與工廠自動(dòng)化，2011（2）：68-71.

[6]何榮森，王宏寶，張躍.藍(lán)牙技術(shù)及其硬件設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)，2011（4）：205-208.