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