微型打印機(jī)在稅控收款機(jī)中的設(shè)計與實現(xiàn)分析

王闖

摘?要：稅控收款機(jī)是在電子技術(shù)應(yīng)用下出現(xiàn)的新設(shè)備，能夠有效提高工作效率。而在稅控收款機(jī)的應(yīng)用中，需要微型打印機(jī)有著較高的需求。為了滿足使用功能，需要對微型打印機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)進(jìn)行研究。通過分析其具體的設(shè)計要求，改進(jìn)設(shè)計中廣泛應(yīng)用的打印系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本，解決設(shè)計中出現(xiàn)掉電續(xù)打的問題。基于此，本文對稅控收款機(jī)中微型打印機(jī)的硬件軟件設(shè)計和實現(xiàn)方法進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：微型打印機(jī);稅控收款機(jī);設(shè)計;實現(xiàn)

前言：在電子技術(shù)廣泛應(yīng)用的背景下，在各種儀器儀表和手持設(shè)備中，對微型打印機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛。而稅控收款機(jī)是一種對發(fā)票、票據(jù)等單據(jù)數(shù)據(jù)完整性及一致性均有較高要求的設(shè)備，因而傳統(tǒng)使用的微信單印記，對于其設(shè)計需求普遍難以滿足。稅控收款機(jī)使用中，稅務(wù)部門通過發(fā)票打印，實現(xiàn)以卡控稅、以票控稅的目的。而打印過程中如果發(fā)生掉電情況，將會對發(fā)票打印完整性造成影響。所以，稅控收款機(jī)需要具備掉電續(xù)打的功能，對于微型打印機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)也有很高的需求。

一、稅控收款機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

在稅控收款機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一般通用系統(tǒng)設(shè)計都使用了簡易成品微型打印機(jī)，包括打印機(jī)芯、打印機(jī)控制板等部分。其中稅控收款機(jī)中，有CPU模塊控制LCD模塊、鍵盤模塊、字庫存儲器、其它模塊等。打印機(jī)控制板中，有打印CPU控制字庫ROM、外部數(shù)據(jù)RAM、外部程序ROM、其它控制程序等。在一般的系統(tǒng)設(shè)計中，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本能夠滿足，但是對于稅控收款機(jī)來說卻是有所不足的。在稅控收款機(jī)當(dāng)中，微型打印機(jī)很多功能都會被閑置，會產(chǎn)生較大的資源浪費現(xiàn)象。另外，當(dāng)微型打印機(jī)開始打印之后，稅控收款機(jī)對于打印位置無法準(zhǔn)確判讀，所以對于續(xù)打功能也無法實現(xiàn)。針對這些問題，稅控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要改進(jìn)通用打印系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將打印板中的外部程序ROM、外部數(shù)據(jù)RAM、字庫ROM等部分去掉，打印過程中對稅控收款機(jī)主控板中的字庫進(jìn)行調(diào)用。在稅控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改進(jìn)之后，能夠?qū)崿F(xiàn)對資源的合理分配，實現(xiàn)掉電續(xù)打功能，同時降低了生產(chǎn)成本。稅控板中使用了高速CPU，因而稅控板能夠完全控制打印板中的點陣轉(zhuǎn)換功能，對打印板CPU的要求有所降低。在發(fā)票打印過程中，如果發(fā)生掉電，需要在重新上電后繼續(xù)將沒有打完的數(shù)據(jù)繼續(xù)打完。在設(shè)計當(dāng)中為了實現(xiàn)掉電續(xù)打，將打印板中打印數(shù)據(jù)緩沖區(qū)減小，以一行點陣數(shù)據(jù)為最大緩沖區(qū)。同時將判空狀態(tài)添加到打印緩沖區(qū)，對打印機(jī)當(dāng)前打印狀態(tài)進(jìn)行判斷。稅控板可將打印任務(wù)控制在一行，通過對打印機(jī)狀態(tài)的讀取，實現(xiàn)對打印機(jī)的控制，進(jìn)而達(dá)到掉電續(xù)打功能。

二、微型打印機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)

在微信打印機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)當(dāng)中，以HT公司的8位單片機(jī)HT46R24、EPSON的M_U110Ⅱ型針式打印機(jī)芯為例，對微型打印機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)方法進(jìn)行研究。

（一）微型打印機(jī)的硬件設(shè)計

在硬件設(shè)計中，驅(qū)動電路是一個重要部分，打印機(jī)芯當(dāng)中設(shè)置2個步進(jìn)電機(jī)，分別帶動打印頭裝置左右移動，以及對走紙操作加以控制，進(jìn)而實現(xiàn)打印定位和走紙操作。設(shè)計中使用了2片電流可控驅(qū)動芯片MTD2003F。在其具體實現(xiàn)中，以單片機(jī)HT46R24的PD0-PD3腳，與1片MTD2003F的IN0-IN4腳進(jìn)行連接，實現(xiàn)對車載電機(jī)相位控制。PF6、PF7腳，分別與MTD2003F的I1、I1腳連接，實現(xiàn)對不同工作狀態(tài)下車載電機(jī)電流大小的控制。MTD2003F輸出端和M_U110Ⅱ打印機(jī)芯相應(yīng)管腳通過PFC連接器進(jìn)行連接。HT46R24的PD4-PD7，以及PF1、PF2，分別和另一個驅(qū)動芯片MTD2003F相應(yīng)管腳連接。在打印過程中，驅(qū)動電流比較大，造成供電電壓穩(wěn)定性下降，導(dǎo)致打印字跡顏色深淺不一致。在設(shè)計中，使用驅(qū)動芯片STA471A，為打印針提供驅(qū)動電流，使用壓控定時器電路，隨著電壓改變，對打印針的出針時間進(jìn)行控制，實現(xiàn)了對打印頭的保護(hù)，也解決了電壓不穩(wěn)造成的影響和后果。在其具體實現(xiàn)中，使用HT46R24的PC0-PC7腳與驅(qū)動芯片STA471A輸入管腳，利用非門電路74HC06進(jìn)行連接，對打印頭出針、收針操作加以控制。驅(qū)動芯片STA472A輸出和M_U110Ⅱ的相應(yīng)腳，利用FPC連接器進(jìn)行連接。使用HT46R24的PB0腳，對觸發(fā)脈沖進(jìn)行發(fā)送，使壓控定時器啟動定時，由供電電壓決定定時時間，定時過程中，利用有開關(guān)功能的拉高電路，控制打印針驅(qū)動電路工作。

除了驅(qū)動電路之外，還有一些其它電路的設(shè)計。其中，溫度檢測電路中，基于打印針撞擊色帶打印的針打原理，如果打印時間過長，或增加打印頭的溫度，可能造成打印頭燒壞。對此，使用M_U110Ⅱ的溫度傳感器，與打印板高溫監(jiān)測電路，進(jìn)行溫度的檢測。利用HT46R24的PB4腳電平，能夠判斷出是否達(dá)到了120度以上的溫度上限。如果發(fā)現(xiàn)溫度上限超出，立即將打印動作停止，或是將打印速度減慢，進(jìn)而實現(xiàn)對打印頭的保護(hù)。HOME位置檢測電路，M_U110Ⅱ就由打印頭位置檢測的光阻斷傳感器，在開始打印或打印機(jī)復(fù)位后，打印頭初始位置在HOMW位置定位。利用HT46R24的PA3腳電平，能夠?qū)Υ蛴☆^是否在HOME位置加以判斷。黑標(biāo)檢測電路，主要是每張發(fā)票中有固定大小黑標(biāo)，能夠讓打印機(jī)對發(fā)票準(zhǔn)確定位打印。M_U110Ⅱ具有檢測黑標(biāo)狀態(tài)的傳感器，打印板黑標(biāo)檢測電路，可以將黑標(biāo)狀態(tài)向電平狀態(tài)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而向HT46R24的PB1腳輸送，從而準(zhǔn)確判斷出黑標(biāo)位置。

（二）微型打印機(jī)的軟件實現(xiàn)

在微信打印機(jī)控制軟件中，主要涉及到黑標(biāo)檢測程序、打印針打印補償程序、HOME檢測程序、溫度檢測程序、走紙電機(jī)控制程序、車載電機(jī)控制程序、外部接口通信程序、主程序等部分。在編寫主程序的過程中，其中含有主循環(huán)程序段和電初始化。其中主循環(huán)程序段的功能主要是對溫度報警狀態(tài)和缺紙狀態(tài)等打印機(jī)狀態(tài)進(jìn)行檢測和提醒。初始化部分主要包括各種中斷的設(shè)置，將打印頭向HOME位置復(fù)位，對外部端口初始化等。此外，在打印機(jī)中，需要對打印針打印操作、走紙電機(jī)、車載電機(jī)等進(jìn)行嚴(yán)格的時序控制。車載電機(jī)和走紙電機(jī)、打印針等都可能同步工作，所以使用單片機(jī)HT46R24的定時器0對車載電機(jī)進(jìn)行控制。而走紙電機(jī)和打印針屬于異步工作，因此使用HT46R24的定時器進(jìn)行控制。

三、結(jié)論

在稅控收款機(jī)逐漸廣泛應(yīng)用和普及的背景下，對于相配套的微型打印機(jī)也提出了更高的要求。由于傳統(tǒng)的微型打印機(jī)無法滿足使用要求，因此需要對微型打印機(jī)進(jìn)行設(shè)計和實現(xiàn)的研究。利用本文中提出的設(shè)計與實現(xiàn)方案，通過對微型打印機(jī)硬件部分和軟件部分的設(shè)計與實現(xiàn)，能夠較好的滿足稅控收款機(jī)的使用需求，提供完善、安全的功能，同時可提高性能穩(wěn)定和控制靈活，降低生產(chǎn)成本。

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