智办公系统智印机设计
智办公系统智印机设计
摘
二十世纪济蓬勃发展带突飞猛进科学技术时需求日益增加电器出现需求智化声音印机便中智印机应运生区传统印机印操作流程智印机够线接收数印出劳动民需求够更加效率便捷满足般采技术分出喷墨式热敏式激光式等种类琳琅满目印机品种中热敏式结构简单维护方便价格低廉实性强工作等优点国外应日益广泛次设计STM32台设计款智印机通蓝牙传输数实现印机智化
关键词：智化 线通信 热敏式
Intelligent office system intelligent printer design
Abstract
With the rapid development of economy in the 21st century the rapid development of science and technology has been brought At the same time people＇s demand is increasing day by day Many electrical appliances are in need of intelligent voice Printer is one of them so intelligent printer came into being Different from the printing process of traditional printers intelligent printers can receive data wirelessly and print it out which makes the needs of working people more efficient and convenient to meet Generally speaking according to the technology adopted it can be divided into inkjet type thermal type laser type and other types Among all kinds of printers thermal type is widely used at home and abroad due to its simple structure convenient maintenance low price strong practicability and reliable operation In this design STM32 is used as the platform to design an intelligent printer which transmits data through Bluetooth and realizes the intellectualization of the printer
Keywords Intelligence wireless communication Heat sensitive
目 录
1 前言 1
11印机国外发展概况存问题 1
12设计目意义 2
2总体设计 3
21设计原理 3
22硬件选择 3
221控制器选择 4
222电机选择 5
223印机类型选择 6
23线通信方式选择 7
24硬件选择总结 7
3硬件设计 7
31控制器概述 7
311 STM32F103C8T6GPIO口 8
312定时器 9
313串口通信 11
314 SPI通信（字库烧录） 13
32电机印头选型 17
321步进电机驱动 18
322印头驱动 19
33蓝牙模块简介 21
4软件设计 23
41字库烧录 25
411波特率 27
42步进电机印头运作 28
421定时器 29
422字模址读取 30
5结 32
参考文献 33
谢 辞 34
附 录 35
程序源代码 35
附录2 53
1 前言
着科技发展需求日益增加电器出现需求智化声音印机便中智印机应运生区传统印机印操作流程智印机够线接收数印出劳动民需求够更加效率便捷满足般采技术分柱形球形喷墨式热敏式激光式静电式磁式发光二极式等中热敏式结构简单维护方便价格低廉实性强工作等优点国外应日益广泛次设计STM32台设计款智印机通蓝牙传输数实现印机智化
11印机国外发展概况存问题
印机历史悠久世界第印机雏形什国家什物什时候做出已考证印机思想更古早甚追溯国古代北宋年间毕昇发明活字印刷术印机起源便淹没历史长河中目前较普遍说法Centronics公司十八世纪八十年代中期制造出球首款现代印机款印机没推广进入市场没记住昙花现印机陷入沉寂中时光荏苒终九六八年九月电气株式会社研发第款商针式印机
样二十世纪六十年代末着激光技术开发世誉激光印机父格雷·斯塔克韦瑟发现提出激光束直接投射硒鼓进行绘图激光印机诞生然激光印机雏形出现六十年代受限电子激光技术缺陷导致规模直十年半导体激光研发成功第台商激光印机
二十世纪七十年代然已两款商印机新型印机研发未停止激光印机成价格居高针式印机专属领域急需种性价更高适面更广印机九七六年世界第台喷墨式印机出生然印速度较激光印机慢胜耗材便宜体积激光印机更
科技进步日新月异印机变越越巧够提供彩印十九世纪八十年代全球第台印机出现百花齐放针式印机喷墨印机激光印机[1]印机厂商印系统开发然相径庭控制印方式末异通计算机文档转换成数中间结果识符号字母图形等设定格式印纸传统印系统原理年着印品质印效率需求断严格印机控制端设备正轻薄短低功耗高速度智化方发展[2]
计算机技术发展水着时间推移突飞猛进控制系统集成度越越高办公器具陆续推陈出新日积月累技术变革中智化趋势开始抬头时办公设备间数交互方式操作方式拥元化兆头中着单片机技术印机技术合流印机控制技术广泛研究应球印机市场发展略显畸形相日美欧罗巴等发达区国家热门品牌HP爱普生 佳等印机市场吃干抹净仅仅留30市场份额众品牌苟延残喘巨头完全控制国外印机市场国印机品牌走国际宛痴说梦[3]面印机市场垄断压力印机市场占更高份额愿景需国获完全独立核心技术突破实现务重道远遥遥期中国首款知识产权印机奔图系列赛纳旗激光印机2010年末北京民会堂举办激光印机市发布会正式市发布破外国印机垄断中国印机发展史里程碑[4]
信息技术沧海桑田旧式印机遭受着巨击国迎新机遇挑战印机行业然会互联网步伐抛信统计数持印机销量均速度低7缓慢提升说明印机市场远未饱国应该通外兼修软硬结合增加竞争力
传统印文件导入电脑印繁琐工作流程广学生劳动民言印机果够变智化会更加实高效
12设计目意义
研究传统印机定制化许足譬传统印机体积身携带变印时需数传输控制印机计算机进行印便携式蓝牙印机通蓝牙印机直接通讯跳中间环节印时发生分秒错事件记录办公更加畅效率进达提升济效益效果国外传统印机研究市场占遥遥领先种专利抢先占驻辟蹊径智印机突破重围国外印机市场开拓出篇蓝海设计意图STM32台设计够满足需求智印机满足日常办公具——印机智化需求拥便携智印机解放型印机赖减少办公中遇便进达改善办公环境加生产效率促进民幸福
热敏印机原理通加热改变印刷纸涂热敏介质颜色热式微型印机种常见微型印机出现时间针式微型印机晚该热敏印机印速度快噪音低印头机械损耗需色带避免色带更换麻烦然热敏纸限期储存黑暗中保存1 5年保存10年长期热敏纸[5]
蓝牙技术日新月异普罗众摆脱线设备束缚欲日益增长受体积影响唯独印机领域前途暗淡消费者部分诉求声音愈愈蓝牙印机应运生便携带线印方式 消费者致评便携蓝牙热敏印机麻雀五脏俱全性稳定兼容性佳等特点抄表工运输业金融士邮递员等行业士倍受青睐智印机
2总体设计
21设计原理
印机会读取分析数转化成印头识指令然印头配合旋转电机印纸显示出读取信息
接受数需翻译次实时转换麻烦印速度考虑应该减少翻译时间应该翻译库次接受输入进行应翻译电机转动需相位变化相位持续时间需控制电变化计时工具然需考虑翻译库印头交流问题印头翻译库正常交流印出图述三电机印头翻译库协工作需控制器控制
图21 印机工作流程
22硬件选择
设计原理描述印机控制器配合翻译库数进行读取分析然指令发送执行印功电机模块印模块基印功外设计包含线通信模块时印设计创新处
图22 智印机组成
221控制器选择
印机需控制器设计中单片机担角色市面常见单片机选择芯片类型51单片机STM32系列
方案：51单片机兼容性强应广泛美中足编程力般会出现51系列单片机面
方案二：STM32系列专门设计ARM CortexM3核生满足求高性廉价低耗嵌入式应
ST89C51STM32系列控制器性较表21示
表21 STM32STC89C51
STC89C51
STM32
核
51 Core8Bit@2MHz Max（分频）006DMIPS
ARM CortexM332Bit@72MHz 125DMIPS
片储存器
ROM2K64KRAM仅128B1K
ROM20K1MBRAM8K256K
外设
三定时器串口
ADDATimerWWDGIWDGCRCDMAIICSPIUSART等众外设
开发工具
UV2
UV4甚更高
出STM32核址空间外设片存储器开发工具性完胜51单片机选择STM32做控制中端
222电机选择
印机需进纸设计需电机较常见步进电机伺服电机舵机种控制电机进行分析
方案：步进电机
步进电机种电脉信号转换成角位移线性位移执行器步进电机接收脉信号时会设定方旋转固定角度(称步进角度)[6]载情况步进电机步进角度步进旋转(受负载变化影响)通控制脉数控制角位移精确定位时通控制脉频率控制步进电机转速加速度调节速度图23混合式两相步进电机部结构示意图[7]
方案二：伺服电机
伺服电机仅仅电机电机系统包含伺服马达(交流电动机)伺服驱动器(控制伺服电机种控制器) 编码器(安装伺服电机传感器测量磁极位置伺服电机角度速度)实现精确控制伺服电机般采三回路控制(三闭环负反馈Pm调节系统)外电流回路速度回路位置回路)图24伺服电机控制原理图
方案三：舵机
舵机初航模爱者控制船舵飞机舵面俗称作控制车机器关节船舶飞机等物体转动定角度舵机然拥伺服电机缺少减速齿轮质低级伺服电机系统值提原伺服电机三环控制舵机简化剩位置环图25舵机控制原理图
图23 混合式两相步进电机部结构示意图
图24 伺服电机控制原理图
图25 舵机控制原理图
样显易见结步进电机伺服电机控制系统作特殊伺服电机舵机然遵循样规律步进电机控制结果反馈回影响前控制系统伺服电机根控制象输出反馈进行校正控制方式两者质区设计开环系统（见图21）选择步进电机[8]
223印机类型选择
便携式智印机市场喷墨热敏梭式（针式）等印机[9]分析三种印机决定设计做成什类型印机
方案：喷墨式印机
喷墨式印机生活中非常常见便携式喷墨印机工作原理日常见甚区体积变墨盒缩带果性降低印带诸便
方案二：热敏式印机
便携式热敏印机占便携式印领域较市场份额体积时兼顾噪音低印速度快优势良选择
方案三：梭式印机
针式印机印层复写纸购置耗材成低维护简单适应恶劣环境等优点量种票印领域[10]会产生噪音感适符合设计办公更幸福舒适初衷
综合三方案考虑设计做成热敏印机印快体积噪音低
23线通信方式选择
方案：WiFi
WiFi优点传输速度较高效距离长需路器支持
方案二：蓝牙
蓝牙种支持设备短距离通信（般10m）线电技术速度较慢成价格WIFI实惠
设计面印机距离问题忽略稳定WIFI信号需路器做支持疑会增加成设计选择蓝牙实现线通信
24硬件选择总结
综述章设计STM32做控制采步进电机走纸蓝牙进行线通信热敏印机
图26 智印机模块构成
3硬件设计
31控制器概述
设计选STM32F103C8T6型芯片该芯片价格实惠功齐全选购开发板带FLASH模块线通信模块满足设计需求章节设计会模块工作原理进行阐述
图31 STM32F103C8T6开发板
图32 STM32F103C8T6原理图
311 STM32F103C8T6GPIO口
STM32单片机许GPIO口字母进行分组GPIO[X](XABCDE)组16GPIO口GPIO口功前进行GPIO口功配置[12]GPIO口芯片外界沟通桥梁没单片机什做成图33GPIO口基结构
设计采STM32F103C8T6系统开发板GPIO分三组分GPIOAGPIOBGPIOC16脚
图33 GPIO端口基结构
312定时器
实现步进电机规律运作需STM32系列定时器芯片仅4定时器分TIM1TIM2TIM3TIM4定时器工作原理图34
图34 定时器工作原理
里默认工程中AHB时钟等系统时钟
APB1时钟：APB12APB1总线外设时钟36MAPB1总线定时器时钟72M
定时器拥16位动装载计数器16位编程(实时修改)预分频器计数器时钟频率分频系数1～65536间意数值计数器溢（计数器计数动重装载值时候分频器计数器脉信号会导致溢）发生时定时器会生成中断请求[13]
TIM2通定时器里基定时功需分析基定时器结构框图图35
图35 基定时器结构框图
预分频器动重载值寄存器影子寄存器中动重载值影子寄存器间没缓计数程中起作影子寄存器设置寄存器时候产生更新事件寄存器值会更新影子寄存器图35中预分频器决定久计次数重载值决定计少次 （ARR+1溢出）根述容难出计数时间：计次数时间 * 计少次 1 (72M预分频值) * 重载值
知道配置STM32 TIM2驱动需步骤先开TIM2外设时钟定时器够正常工作然根需计时时间预分频值动重装载值进行配置然外设中断印机拥运作开关会启动程序进行印然核心级中断TIM2够发送中断请求实现步进电机相位变化完成述配置开定时器开始计时
313串口通信
设计蕴含复数模块会产生模块间信息交流譬蓝牙单片机进行通信PC单片机通信进行通信等避免需USART串口
通信需通信协议UART便种通信协议异步串行通信种设计采便异步串行通信全双工通信会传输数字符位单位进行传输图36UART传输数时数帧格式
图36 UART数帧格式
图36出着时钟频率传输数（位）启动位停止位奇偶校检位奇偶校检位拥前缀软件设置取消数线空闲电高电数位停止位校验位Baud率合称UART四素
图37 UART框架
图37STM32F103C8T6UART框架难发现TX（数发送接口）RX（数接收接口）相互独立全双工通信提供基础
图37示接受发送数必定数寄存器DR数寄存器DR包含两寄存器（TDRRDR）单片机接收数时数RX读入接受移位寄存器然读入RDR读入系统总线理发送数数时数数总线写入TDR写入数移位寄存器然发送出然直接TDRRDR进行操作通DR寄存器进行间接操作写DR寄存器实际写TDR寄存器读取DR寄存器实际读取RDR寄存器数寄存器 DR 总介系统总线移位寄存器间
出DR寄存器 发送器控制 接收器控制控制两者CR1寄存器波特率控制波特率设置串口通信极重想出想波特率设置正确USARTDIVBRR寄存器中输入正确值
314 SPI通信（字库烧录）
印头工作原理读取二进制数根读取数输出素点样原始输出功远远满足印需求印出日常需文字需固定文字字模二进制编码提前输入印机中印机收文字信息时应进行解码实现印文字功STM32F103C8T6身带存储空间容纳编码设计需更存储设备便W25X16芯片
W25X16芯片FLASH存储器通常户需解决存储问题时许优点包括限占PCB板空间 低功耗少量引脚数量等W25X16般串行FLASH性出色时实验更灵活异常适合做代码载应例存储声音文数存储时间长达20年
W25X16支持标准SPI通信SPI串行外设接口缩写种运芯片芯片间数交互串行步全双工通信协议SPI般应求通信速度较快场合LCDADCFLASH芯片视频音频等SPI通信协议摩托罗拉公司提出
SPI通信中设备机机分机机复数机间发送接收数机互相转变区分CSNSS线机通CSNSS线控制着设备SPI三线制四线制工作方式设计采四线制四条线分：
表31 SPI四种工作方式
MISO– Master Input Slave Output
设备数输入设备数输出
MOSI– Master Output Slave Input
设备数输出设备数输入
SCLK – Serial Clock
时钟信号设备产生
CS – Chip Select
设备信号设备控制
图38 SPI框架
SPI串口结构图38示出SCK端口波特率控制着MOSIMISO工作方式USARTTXRX类似受控制电路控制设备功相逆转波特率NSS干寄存器控制着通信电路
NSS选引脚选择设备功作片选引脚设备单独特定设备通讯避免数线突设备NSS引脚设备标准IO引脚驱动[14]旦(SSOE位) NSS引脚作输出引脚SPI处模式时拉低时SPI设备果NSS引脚连接设备NSS引脚会检测低电果设置NSS硬件模式会动进入设备状态[15]配置设备 NSS配置输入引脚(MSTR1 SSOE0)时果NSS拉低SPI设备进入模式失败状态：MSTR位动清设备进入模式
图39 SPI时序
SPI通信时序图39示通信NSS电拉低开始然CPOL（时钟极性）CPHA（时钟相位）会导致捕捉时钟边捕捉方式四种采样时间点分应
表32 SPI采集数模式
CPOL时钟极性
CPHA时钟相位
功说明
模式
0
0
升采集数降触发
低电准备数高电发送数
0
0
1
降采集数升触发
高电准备数低电发送数
1
1
0
降采集数升触发
高电采集数低电发送数
2
1
1
升采集数降触发
低电准备数高电发送数
3
根设定数帧格式会差异采集满8位16位数时构成数帧（图398位例）
解SPI工作原理需解W25X16硬件特性结合两者数写入W25X16中
W25X16款拥16Mbit容量FLASH存储芯片2MB空间W25X16数存储结构块扇页分区中256B页16页组成扇区十六扇区块容易W25X16拥16存储块图310W25X16脚图SPI功文提便赘述拥两新脚HOLD（保持端）WP（写保护）功分允许芯片暂停工作保护状态寄存器低电生效设计中接VCC忽略
图310 W23X16原理图
单片机运行需指令W25X16例外包括15基命令十五基命令通SPI总线完全控制芯片指令CS引脚降开始传送DI引脚数第字节指令代码常15指令[16]
表33 W25X16常指令
表34 W25X16状态寄存器
表34W25X16状态寄存器根获取调整W25X16工作状态位S0称BUSY位该位页编程块擦扇区擦芯片擦写状态寄存器时动置1表示芯片忙时读状态寄存器指令外律接收述指令完成时动置零芯片继续操作
W25X16具特性外部输入写入0写入1写1唯方法进行擦保证写入数准确次写入数应该先擦相应区域点值注意指令集中写单位页擦单位扇区
32电机印头选型
考虑设计决定印头体电机方便操作步进电机运作需脉信号应根需求调整脉信号频率保障输出文字图案完整清晰图311选择器件Fujitsu富士通ftp628mcl101#50热敏机芯引脚FPC软排线直接开发板相连接需转接板图312示
图311 Fujitsu富士通ftp628mcl101#50热敏机芯
图312 FPC30P 10MM转接板
321步进电机驱动
设计采步进电机详细参数见表35走纸印头步进电机四引脚分连电机部两组线圈采八拍驱动方式采4拍驱动方式驱动时序图313(条件：5V)
表35 步进电机参数
项目
规格
条件
额定电压
3585DCV
相位
2 相
步距角
9º（12 相激励）
步进距离
00625 毫米
相电阻
10Ω±7
20℃
相电流
0357A
驱动方式
双极双相驱动（ 12 相）
图313步进电机时序图
设计采4拍驱动方式通观察时序图313知道想电机转动起时序节拍固定电值第节拍AA’BB’1001第二节拍AA’BB’0101第三节拍AA’BB’0110第四节拍AA’BB’1010然节拍1~4序断输送节拍节拍保持800us效时间输送节拍
表36 四节拍时序表
四节拍时序表
节拍1
节拍2
节拍3
节拍4
A0
1
0
0
1
A1
0
1
1
0
B0
0
0
1
1
B1
1
1
0
0
根表36难出步进电机四脚需配备高低变化电芯片PB3~PB6（脚配置成推挽输出）四GPIO口满足需求
322印头驱动
热敏印机原理通加热改变印刷纸涂热敏介质颜色热式微型印机种常见微型印机出现时间针式微型印机晚该热敏印机印速度快噪音低印头机械损耗需色带避免色带更换麻烦热敏纸限期储存黑暗中保存1 5年保存10年长期热敏纸表37驱动印头参数
表37 印机参数
印方式
行式热敏
印宽度
48mm
印纸宽度
58mm
点密度
384 点行
印速度
40~80mms
印头温度侦测
热敏电阻
缺纸侦测
红外反射光传感器
印头加热器工作电压(DCV)
313~85 典型值（74v）
逻辑工作电压(DCV)
27525 典型值（5v）
步进电机工作电压(DCV)
3585 典型值（5v）
工作温度：
+0℃50℃（许凝露）
工作湿度：
2085RH（许凝露）
胶辊开合次数：
5000 次
工作寿命：
机构印头耐磨>50km印头电机寿命 10^8 脉
重量(克)：
407
图314 热敏印头结构图
热敏印头部结构图314示印机输入数会存储移位寄存器中根产品参数次输入数应该写入384位数然闭合锁存器会锁存次数会数移位寄存器里面数送印头 384 印点里应位 1 会闭合（加热成黑点） 0 闭合（会加热成黑点）STB1~STB6控制加热信号脚 STB 控制64加热点数全部送印头印点 STB1~STB6 闭合加热印头般说字节占八字宽度行印 48 字节数（384bit 8 48byte）印头印原理知道 具体样数发送数移位寄存器需根印头驱动时序进行操作印机芯时序图315
图315 印机芯时序图
出印头根电高低决定控制印点否着色中高电黑色（着色）低电白色（着色）移位寄存器写入数需时钟线升数时印头数会锁存器锁存通LAT发生低电脉移位寄存器数方够写进印头中然着STB线电拉高加热信号脚便会启动根输入数进行印想印出行想数应先384位数准备松开锁存次数写入印头中然开始加热印点组成条线数着线运动便出面数配合印头开启步进电机行数印完成电机转动印头读入新数生成需印文
图316印头脚图
印头需开启关闭两种状态脚需输出两种电力应控制STB脚配置推挽输出
33蓝牙模块简介
蓝牙串口模块串口转换蓝牙种模块工作时候分机机中偶数命名 型号出厂时确定机者机法更改奇数命名型号户通 AT 指令修改模块机者机[17]设计选蓝牙型号HC05见图317原理图见图318
图317 蓝牙模块HC05
图318 HC05原理图
HC05 嵌入式蓝牙串口通讯模块（简称模块）具两种工作模式：命令响应工作 模式动连接工作模式动连接工作模式模块分（Master）（Slave） 回环（Loopback）三种工作角色模块处动连接工作模式时动根事先设定 方式连接数传输模块处命令响应工作模式时执行述 AT 命令户 模块发送种 AT 指令模块设定控制参数发布控制命令[18]通控制模块外部引脚 （PIO11）输入电实现模块工作状态动态转换[19]
通步骤该芯片设模块先PIO11 置高然电模块进入 AT 命令响应状态超级终端串口工具设置成波特率 38400数位 8 位停止位 1 位校验位 流控制通信方式 然串口发送字符AT+ROLE1＼r＼n机成功会返回OK＼r＼n中＼r＼n 回车换行[20]完成述步骤PIO 置低重新电模块变模块动搜索模块建立连接[21] 表 38蓝牙模块参数
表38 蓝牙模块参数
项目
说明
模块尺寸
37*156mm含针脚
引脚
KEYVCCGNDRXDTXDSTATESTATE蓝牙状态引出脚未连接时输出低电连接时输出高电KEY作AT指令设置脚键功相
键
键相34脚拉高拉低配合AT指令（部分AT指令需键发送效）
电压说明
输入电压32~6V电源带防反接反接工作
状态指示
机未记录机址时快闪纪录机址时慢闪机未连接时快闪连线机LED两闪停
接口说明
接口电 32~6V连接种单片机（Arduino51AVRPICARMMSP430等）5V单片机直接连接直接连接单片机串口MAX232芯片
通信距离
空旷环境效距离10米超十米保证通信质量
通信格式
配成功做全双工串口需解蓝牙协议默认常通讯格式：96001N（AT指令设置停止位2奇偶校验）
机设置
模块体出厂默认机通AT指令切换成机（AT+ROLE0120机1机2回环角色设置需置高34脚模块键详情参考规格658）
默认值
机波特率9600蓝牙名HC05配密码1234LED状态灯开
4软件设计
软件需根设备间关系进行设计设备间控制关系数交流方式图41示数先电脑手机发送单片机然单片机数进行处理会W25X16进行字库烧录然控制印头W25X16通信时定时器控制电机相位变化进控制转动频率两设备运作读取数显示印纸
PC手机
STM32F103C8T
串口通信
蓝牙通信
步进电机
热敏印头
印纸
控制工作状态
SPI通信
字库烧录
SPI通信
读取字库
印
走纸
定时器
控制相位
W25X16
图41 设备间控制关系
设计完成致工作流程图42示印机开启会直等数数输入单片机会接收数进行分析出W25X16里存储址然址读取数读数传输印头然控制印头电机运作读取数全数印印纸关闭电机印头等数输入
印机接通电源
等数
单片机分析数获取字模址
印头址W25X16中获字模数
数全部印？
电机转动印头加热
电机启动
电机关闭印头停止加热
否
数输入
图42 印机工作流程
41字库烧录
日常工作印文字需求印头法直接识印文字文字转化成印头识二进制数种数般称字模宋体字字模图42示
图42 宋体字24*24素表示
中亮色块代表数应结合印头工作考虑设计中负责亮色块印头需置高电印头印文字需读取字模印机部应设计存储字模数库种数库般称字库设计字库烧录W25X16中写入数时写入0正确字模数烧录字库前应W25X16擦功芯片全部写1根串口收数相应方写入0便需字模库字库烧录程序框图图43示
擦W25X16
设置页数计数器N初始0
串口否输入？
（DR寄存器非空）
读串口数写W25X16第N页
W25X16发送指令写进行页编程
N+1
页数写完？
W25X16忙？
结束
输入
忙
忙
写完
未写完
图 43 字库烧录程序框图
411波特率
烧录字库需种通信波特率通信密切相关项数设置正确波特率进行设备间通信前提列USART波特率相关公式：
（公式41）
（公式42）
已知USART时钟频率72MHz假设需求波特率9600便
USARTDIV72000000（16*9600） 46875
根定义DIV_MUSARTDIV整数部分
DIV_M 468
算
DIV_F（USARTDIV – DIV_M）*16 12
定义
USART_BRR DIV_M <<4||DIV_F 468*16 +12 7500
需波特率9600Baudsymbols时应USART_BRR写入7500
42步进电机印头运作
字库烧录进FLASH需印文字时便需时候调函数印头读W25X16取字模印出文字
图44程序框图初始框图函数入口进程默认进行错误情况会参数输入前排然框图循环函数入口次进行方访问做结束重新回初始框图开始
CLK产生升脉
数写入移位寄存器？
移位寄存器写满？
锁存器解锁数写入印头
印头数清空步进电机转动
结束
否
印完成
图44 印头工作函数流程
421定时器
步进电机节拍需停留800us效时间需定时器计时定时器驱动函数中知道设置两项参数步进电机计时
TIM2>PSC 71 72Mhz72预分频频率1M 周期 T 1us
TIM2>ARR 800 1us计数次然计数800次便800us
422字模址读取
印头印方式行行印方式意味着书写方式类般左右逐字写次写行字字字模数FLASH中址连续意味着印头读取数时必须采某种跳跃读取方式印出完整文字符号设计需考虑读取方式偏移规律
首先需知道字模样存储W25X16址W25X16存储单位字节(Byte)印头需二进制数（bit）定合成烧进W25X16里汉字字模占址长度公式43示
（公式43）
假设烧录24*24字模公式43出字模长度72字
汉字字库中独区码位码起始值均0XA1输入汉字区码位码均减0XA1应字模长度（区94字）便出偏移值公式44字库中
（公式44）
需注意实验中烧录字库时会烧录英语字库印中文（广义中文区字符包含字母符号）时务必先跳英文区址样24*24字模该数0X1806
（公式45）
设计印头控制384印点24*24算行印16文字次应16字组进行印次传输印头数3字节长度次传次读取偏移址见公式46中N取值范围字节长度
（公式46）
芯片擦
字库烧录
结束
字公式46计算偏移址记录
读数写入印头移位寄存器
串口否输入？
（DR寄存器非空）
写入空格补足16字
十六字？
N<子模长度
设计数器N0
NN+3
输入
没
定规律
图45 热敏印头工作前准备素
5结
设计支持蓝牙线通信便携式热敏印机线接收PC手机发送文字信息印出
次实验知道传统印机更更便携支持线印智印机完全行办公室办公带极便利相信设计问世够解决部分智办公需求办公变更加方便
日时间会全方面深入改进设计印功更完善譬印文字基础够识印图片安全方面会考虑印头做温度监控热时会报警报警段时间会行停止印头工作时会电机增加缺纸检测印纸足导致电机空转时印机样会停止工作起保护印头步进电机效果
参考文献
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[3] 梅 LEXMARK 全球供应链理优化流程分析 [D] 复旦学 2008
[4]第台国产印机[J]机械201037(12)5
[5]微型印机选购指南[J]信息电脑2002(09)3536
[6]叶 面道路交通环境参数检测智车系统研究[D]华南理工学2011
[7]刘毅 捣固装置电液激振技术研究[D]浙江学2013
[8]程院莲浅析步进电机伺服电机舵机区[J]轻工科技202036(1)3637
[9]李国育便携针式印机电路设计[J]电子技术软件工程2019(13)9192
[10]李国育关针式印机降低印噪声研究[J]电声技术201943(03)1719+36
[11]王莹浅谈蓝牙技术应发展展[J]黑龙江科技信息2011(14)90
[12]朱岩 基STM32车辆综合线监控系统设计[D]太原理工学2012
[13]张雄杰 基时间数字测量车体表面压力测量研究[D]西南交通学2011
[14]郭海娇 嵌入式限视频监控系统研究[D]西安工程学2011
[15]潘龙龙 智气象站数采集通信系统设计[D]东南学2016
[16]马超 高精度半导体激光器控制系统设计实现[D]曲阜师范学2014
[17]赖林弟胡海燕胡克满智挡车器控制系统设计[J]软件导刊201211(04)106108
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[19]刑子扬基手机APP线动奶茶机[J]科学技术创新2019(06)6869
[20]王兵 两档动变速驱动总成试验台测控系统设计[D]合肥工业学2017
[21]李钺 五度串联机器控制系统设计仿真[D]天津科技学2017
附 录
附录1
程序源代码
步进电机驱动函数
void Motor_Drive(void)
{
static u8 cnt 1 静态局部变量函数结束释放该变量次进继续
switch(cnt)
{
case 1 M_A_H M_A1_L M_B_L M_B1_H break 第节拍
case 2 M_A_L M_A1_H M_B_L M_B1_H break 第二节拍
case 3 M_A_L M_A1_H M_B_H M_B1_L break 第三节拍
case 4 M_A_H M_A1_L M_B_H M_B1_L break 第四节拍
送第节拍
case 1GPIOB>ODR &~(0x0f<<3)GPIOB>ODR |(0x09<<3)break
送第二节拍
case 2GPIOB>ODR &~(0x0f<<3)GPIOB>ODR |(0x0a<<3)break
送第三节拍
case 3GPIOB>ODR &~(0x0f<<3)GPIOB>ODR |(0x06<<3)break
送第四节拍
case 4GPIOB>ODR &~(0x0f<<3)GPIOB>ODR |(0x05<<3)break
}
cnt++
if(cnt > 5)
{
cnt 1 重新头输送第节拍脉信号
}
}
定时器驱动代码
定时器2初始化函数 72M
1us 65536 65536ms
void TIM2_Init(void)
{
1 开TIM2外设时钟
RCC>APB1ENR | (0x1 << 0)
2 设置预分频值动重装载值
TIM2>PSC 71 1M T 1us
TIM2>ARR 800 800us
3 外设中断
TIM2>DIER | (0x1 << 0)
4 核心级中断 NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn)
NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn)
5 开定时器
TIM2>CR1 | (0x1 << 0)
}
定时器2中断服务函数
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if(TIM2>SR & (0x1 << 0))
{
TIM2>SR & ~(0x1 << 0)清更新中断标志
LED 1
}
}
印头驱动代码
#ifndef _PRINTF_H_
#define _PRINTF_H_
#include stm32f10xh
PA8PA11PA12
#define LAT_H (GPIOA>ODR | (0x1 << 8))
#define LAT_L (GPIOA>ODR & ~(0x1 << 8))
#define CLK_H (GPIOA>ODR | (0x1 << 10))
#define CLK_L (GPIOA>ODR & ~(0x1 << 10))
#define DI_H (GPIOA>ODR | (0x1 << 11))
#define DI_L (GPIOA>ODR & ~(0x1 << 11))
PB10 PB15
#define STB6_H (GPIOB>ODR | (0X1 << 10))
#define STB6_L (GPIOB>ODR & ~(0X1 << 10))
#define STB5_H (GPIOB>ODR | (0X1 << 11))
#define STB5_L (GPIOB>ODR & ~(0X1 << 11))
#define STB4_H (GPIOB>ODR | (0X1 << 12))
#define STB4_L (GPIOB>ODR & ~(0X1 << 12))
#define STB3_H (GPIOB>ODR | (0X1 << 13))
#define STB3_L (GPIOB>ODR & ~(0X1 << 13))
#define STB2_H (GPIOB>ODR | (0X1 << 14))
#define STB2_L (GPIOB>ODR & ~(0X1 << 14))
#define STB1_H (GPIOB>ODR | (0X1 << 15))
#define STB1_L (GPIOB>ODR & ~(0X1 << 15))
加热方式
#define PRINTF_OPEN (1)加热全部
#define PRINTF_CLOSE (2)关闭加热
#define PRINTF_LEFT (3)加热左边
#define PRINTF_RIGHT (4)加热右边
void Printf_Pin_Init(void)
void Printf_Send_Data(u8 dat)
void Printf_Lat_Data(void)
void Printf_Control_Heat(u8 heat_mode)
#endif
printfc
印头脚初始化函数
PA8PA11PA12
PB10 PB15
void Printf_Pin_Init(void)
{
开AB口时钟
RCC>APB2ENR | (0x3 << 2)
A口配置
GPIOA>CRH & ~(0x0000ff0f)清零
GPIOA>CRH | (0x00003303)配置推挽输出速度50Mhz
B口配置
GPIOB>CRH & ~(0xffffff00)清零
GPIOB>CRH | (0x33333300)配置推挽输出速度50Mhz
}
发送字节数函数
void Printf_Send_Data(u8 dat)
{
u8 i
for(i 0 i < 8 i++) 先发送高位
{
CLK_L
if(dat >> 7) xxxx xxxx 0000 000x
DI_H
else
DI_L
CLK_H
dat << 1 xxxx xxx0 次高位变成高位
}
}
锁存次数
void Printf_Lat_Data(void)
{
LAT_H
LAT_L
LAT_H
}
完成控制加热函数
void Printf_Control_Heat(u8 heat_mode)
{
switch(heat_mode)
{
case PRINTF_OPEN STB6_H 加热全部
STB5_H
STB4_H
STB3_H
STB2_H
STB1_H
case PRINTF_CLOSE STB6_L 关闭加热
STB5_L
STB4_L
STB3_L
STB2_L
STB1_L
case PRINTF_LEFT STB6_H 加热左边
STB5_H
STB4_H
STB3_L
STB2_L
STB1_L
case PRINTF_RIGHT STB6_L 加热右边
STB5_L
STB4_L
STB3_H
STB2_H
STB1_H
}
}
printfh
电机驱动代码
#ifndef _MOTOR_H
#define _MOTOR_H
#include stm32f10xh
#define M_A_H (GPIOB>ODR | 1 << 3)
#define M_A_L (GPIOB>ODR & ~(1 << 3))
#define M_AA_H (GPIOB>ODR | 1 << 4)
#define M_AA_L (GPIOB>ODR & ~(1 << 4))
#define M_B_H (GPIOB>ODR | 1 << 5)
#define M_B_L (GPIOB>ODR & ~(1 << 5))
#define M_BB_H (GPIOB>ODR | 1 << 6)
#define M_BB_L (GPIOB>ODR & ~(1 << 6))
void init_motor_gpio(void)
void run_motor()
void motor_off()
#endif
void init_motor_gpio()
{
先PB3 PB4功切换
RCC>APB2ENR | 0X01 AFIO时钟
AFIO>MAPR & ~(7<<24)参见（表35） （842章节）
AFIO>MAPR | 2<<24
RCC>APB2ENR | 1<<3 PB口时钟
GPIOB>CRL & 0XF0000FFF
GPIOB>CRL | 0X03333000 PB3456配置通推挽输出
GPIOB>ODR & ~(0xf << 3) 4解耦全部低电
}
电机转动函数
void run_motor()
{
static u8 cont 0
switch(cont)
{
case 0 第节拍
M_A_H
M_AA_L
M_B_L
M_BB_H
break
case 1 第二节拍
M_A_L
M_AA_H
M_B_L
M_BB_H
break
case 2 第三节拍
M_A_L
M_AA_H
M_B_H
M_BB_L
break
case 3 第四节拍
M_A_H
M_AA_L
M_B_H
M_BB_L
break
}
cont++
if(cont > 4)
{
cont 0
}
}
关闭电机函数
void motor_off()
{
GPIOB>ODR & ~(0XF<<3)
}
印行字符
程序流程
1 取模ASCII
2 印行字模里面找出更新行
驱动代码
印更新数
void Printf_Update_Data(u8 *p)
{
static u32 cnt 0
u8 buf[48] {0}
u8 i 0
static u8 idx 0保存跳少数
update 0
while((*(p+i) ＇＼r＇) && (*(p+i+1) ＇＼n＇))字符串＼r＼n结尾
{
idx *(p+i)＇ ＇决定跳少字节
行里面字母占两字节
行印字节取出两字节
buf[2*i] ascii_16_32[idx * 64 + 2 * cnt]
buf[2*i+1] ascii_16_32[idx * 64 + (2*cnt+1)]
i++
}
Printf_Send_Line_Data(buf)
if(++cnt > 32)
{
cnt 0
GPIOB>ODR & ~(0xf << 3)
TIM2>CR1 & ~(0x1 << 0)
Printf_Heat_Mode(HEAT_OFF)
}
}
void TIM2_IRQHandler(void)
{
static u32 cnt 0
if(TIM2>SR & (0x1 << 0))
{
TIM2>SR & ~(0x1 << 0)清标志位
Motor_Drive( )
if(cnt 2 0)
{
Printf_Lat_Data( )锁存数
Printf_Heat_Mode(HEAT_LEFT)加热左边
update 1
}else
{
加热右边
Printf_Heat_Mode(HEAT_RIGHT)
}
if(++cnt > 2)
{
cnt 0
}
}
}
印固定文字
程序流程
1 取字模
2 印行字模里面找出更新行
程序代码
印更新数
void Printf_Update_Data(u8 num)
{
static u32 cnt 0
u8 buf[48] {0}
u8 i 0
update 0
num需印文字
while(num)
{
文字行占4字节文字行四字节找出
buf[4*i] HZ_16_32[i * 128 + 4 * cnt]
buf[4*i+1] HZ_16_32[i * 128 + (4*cnt+1)]
buf[4*i+2] HZ_16_32[i * 128 + (4*cnt+2)]
buf[4*i+3] HZ_16_32[i * 128 + (4*cnt+3)]
i++
}
Printf_Send_Line_Data(buf)
if(++cnt > 32)
{
cnt 0
GPIOB>ODR & ~(0xf << 3)
TIM2>CR1 & ~(0x1 << 0)
Printf_Heat_Mode(HEAT_OFF)
}
}
void TIM2_IRQHandler(void)
{
static u32 cnt 0
if(TIM2>SR & (0x1 << 0))
{
TIM2>SR & ~(0x1 << 0)清标志位
Motor_Drive( )
if(cnt 2 0)
{
Printf_Lat_Data( )锁存数
Printf_Heat_Mode(HEAT_LEFT)加热左边
update 1
}else
{
加热右边
Printf_Heat_Mode(HEAT_RIGHT)
}
if(++cnt > 2)
{
cnt 0
}
}
}
印图片
程序流程
1 取图片字模
2 印行字模里面找出更新行
驱动代码
印更新数
void Printf_Update_Data(u16 w u16 h u8 *p)
{
static u32 cnt 0
u8 i
u8 temp 0
update 0
if(w > 48)
return 超印机宽度法印
开始准备行数
temp (48 w) 2
for(i 0 i < temp i++)
{
Printf_Send_Data(0)
}
图片居中显示
for(i 0 i < w i++)
{
Printf_Send_Data(p[cnt * w + i])
}
for(i 0 i < temp i++)
{
Printf_Send_Data(0)
}
准备行数
if(++cnt > h)
{
cnt 0
GPIOB>ODR & ~(0xf << 3)
TIM2>CR1 & ~(0x1 << 0)
Printf_Heat_Mode(HEAT_OFF)
}
}
void TIM2_IRQHandler(void)
{
static u32 cnt 0
if(TIM2>SR & (0x1 << 0))
{
TIM2>SR & ~(0x1 << 0)清标志位
Motor_Drive( )
if(cnt 2 0)
{
Printf_Lat_Data( )锁存数
Printf_Heat_Mode(HEAT_LEFT)加热左边
update 1
}else
{
加热右边
Printf_Heat_Mode(HEAT_RIGHT)
}
if(++cnt > 2)
{
cnt 0
}
}
}
字库烧录
*****************************************
函数功：W25Q64读数
形参列表：
u32 addr ：读取存储址
u32* buff ：缓存区址
u16 num ：读字节数
返回值：
备注：
指令：0x03
*****************************************
u8 w25q64_read(u32 addru8* buffu16 num)
{
u16 i 0
SPI1_CS_L() 拉低片选
spi1_send_rev(0x03) 发送指令0x03
spi1_send_rev((addr & 0xff0000) >> 16)
spi1_send_rev((addr & 0x00ff00) >> 8)
spi1_send_rev((addr & 0x0000ff) >> 0) 发送24位址
for(i 0 i < numi++)
{
*buff spi1_send_rev(0x00) 接收数
buff++
}
SPI1_CS_H() 拉高片选
return 0
}
*****************************************
函数功：W25Q64页编程
形参列表：
u32 addr ：存储址
u32* buff ：数源址
u16 num ：写入字节数
返回值：
备注：
指令：0x02
*****************************************
u8 w25q64_page_write(u32 addru8* buffu16 num)
{
u8 status 0
u16 i 0
u16 last_count 0
if(num > W_PAGE) return 1
last_count W_PAGE addr W_PAGE 页剩余空间字节
if(num > last_count) return 1
last_count num
w25q64_write_enable() 写
SPI1_CS_L() 拉低片选
spi1_send_rev(0x02) 发送指令0x02
spi1_send_rev((addr & 0xff0000) >> 16)
spi1_send_rev((addr & 0x00ff00) >> 8)
spi1_send_rev((addr & 0x0000ff) >> 0) 发送24位址
for(i 0 i < last_counti++)
{
spi1_send_rev(buff[i]) 发送字节
}
SPI1_CS_H() 拉高片选
do
{
status w25q64_read_status() 读状态寄存器
}while(status & 0x01) 判断否忙
return 0
}
*****************************************
函数功：W25Q64扇区擦
形参列表：擦扇区址
返回值：
备注：
指令：0x20
*****************************************
void w25q64_sector_erase(u32 addr)
{
u8 status 0
w25q64_write_enable() 写
SPI1_CS_L() 拉低片选
spi1_send_rev(0x20) 发送指令0x20
spi1_send_rev((addr & 0xff0000) >> 16)
spi1_send_rev((addr & 0x00ff00) >> 8)
spi1_send_rev((addr & 0x0000ff) >> 0) 发送24位址
SPI1_CS_H() 拉高片选
do
{
status w25q64_read_status() 读状态寄存器
}while(status & 0x01) 判断否忙
}
*****************************************
函数功：W25Q64芯片擦
形参列表：
返回值：
备注：
指令：0xC7
*****************************************
void w25q64_chip_erase(void)
{
u8 status 0
w25q64_write_enable() 写
SPI1_CS_L() 拉低片选
spi1_send_rev(0xC7) 发送指令0xC7
SPI1_CS_H() 拉高片选
do
{
status w25q64_read_status() 读状态寄存器
}while(status & 0x01) 判断否忙
}
*****************************************
函数功：W25Q64读状态寄存器
形参列表：
返回值：
备注：
指令：0x05
*****************************************
u8 w25q64_read_status(void)
{
u8 temp 0
SPI1_CS_L() 拉低片选
spi1_send_rev(0x05)发送指令0x05
temp spi1_send_rev(0x00)
SPI1_CS_H() 拉高片选
return temp
}
*****************************************
函数功：W25Q64写
形参列表：
返回值：
备注：
指令：0x06
*****************************************
void w25q64_write_enable(void)
{
SPI1_CS_L() 拉低片选
spi1_send_rev(0x06)发送指令0x06
SPI1_CS_H() 拉高片选
}
附录2
STM32F103C8T6开发板PCB尺寸图
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智办公系统智印机设计
智办公系统智印机设计
摘
二十世纪济蓬勃发展带突飞猛进科学技术时需求日益增加电器出现需求智化声音印机便中智印机应运生区传统印机印操作流程智印机够线接收数印出劳动民需求够更加效率便捷满足般采技术分出喷墨式热敏式激光式等种类琳琅满目印机品种中热敏式结构简单维护方便价格低廉实性强工作等优点国外应日益广泛次设计STM32台设计款智印机通蓝牙传输数实现印机智化
关键词：智化 线通信 热敏式
Intelligent office system intelligent printer design
Abstract
With the rapid development of economy in the 21st century the rapid development of science and technology has been brought At the same time people＇s demand is increasing day by day Many electrical appliances are in need of intelligent voice Printer is one of them so intelligent printer came into being Different from the printing process of traditional printers intelligent printers can receive data wirelessly and print it out which makes the needs of working people more efficient and convenient to meet Generally speaking according to the technology adopted it can be divided into inkjet type thermal type laser type and other types Among all kinds of printers thermal type is widely used at home and abroad due to its simple structure convenient maintenance low price strong practicability and reliable operation In this design STM32 is used as the platform to design an intelligent printer which transmits data through Bluetooth and realizes the intellectualization of the printer
Keywords Intelligence wireless communication Heat sensitive
目 录
1 前言 1
11印机国外发展概况存问题 1
12设计目意义 2
2总体设计 3
21设计原理 3
22硬件选择 3
221控制器选择 4
222电机选择 5
223印机类型选择 6
23线通信方式选择 7
24硬件选择总结 7
3硬件设计 7
31控制器概述 7
311 STM32F103C8T6GPIO口 8
312定时器 9
313串口通信 11
314 SPI通信（字库烧录） 13
32电机印头选型 17
321步进电机驱动 18
322印头驱动 19
33蓝牙模块简介 21
4软件设计 23
41字库烧录 25
411波特率 27
42步进电机印头运作 28
421定时器 29
422字模址读取 30
5结 32
参考文献 33
谢 辞 34
附 录 35
程序源代码 35
附录2 53
1 前言
着科技发展需求日益增加电器出现需求智化声音印机便中智印机应运生区传统印机印操作流程智印机够线接收数印出劳动民需求够更加效率便捷满足般采技术分柱形球形喷墨式热敏式激光式静电式磁式发光二极式等中热敏式结构简单维护方便价格低廉实性强工作等优点国外应日益广泛次设计STM32台设计款智印机通蓝牙传输数实现印机智化
11印机国外发展概况存问题
印机历史悠久世界第印机雏形什国家什物什时候做出已考证印机思想更古早甚追溯国古代北宋年间毕昇发明活字印刷术印机起源便淹没历史长河中目前较普遍说法Centronics公司十八世纪八十年代中期制造出球首款现代印机款印机没推广进入市场没记住昙花现印机陷入沉寂中时光荏苒终九六八年九月电气株式会社研发第款商针式印机
样二十世纪六十年代末着激光技术开发世誉激光印机父格雷·斯塔克韦瑟发现提出激光束直接投射硒鼓进行绘图激光印机诞生然激光印机雏形出现六十年代受限电子激光技术缺陷导致规模直十年半导体激光研发成功第台商激光印机
二十世纪七十年代然已两款商印机新型印机研发未停止激光印机成价格居高针式印机专属领域急需种性价更高适面更广印机九七六年世界第台喷墨式印机出生然印速度较激光印机慢胜耗材便宜体积激光印机更
科技进步日新月异印机变越越巧够提供彩印十九世纪八十年代全球第台印机出现百花齐放针式印机喷墨印机激光印机[1]印机厂商印系统开发然相径庭控制印方式末异通计算机文档转换成数中间结果识符号字母图形等设定格式印纸传统印系统原理年着印品质印效率需求断严格印机控制端设备正轻薄短低功耗高速度智化方发展[2]
计算机技术发展水着时间推移突飞猛进控制系统集成度越越高办公器具陆续推陈出新日积月累技术变革中智化趋势开始抬头时办公设备间数交互方式操作方式拥元化兆头中着单片机技术印机技术合流印机控制技术广泛研究应球印机市场发展略显畸形相日美欧罗巴等发达区国家热门品牌HP爱普生 佳等印机市场吃干抹净仅仅留30市场份额众品牌苟延残喘巨头完全控制国外印机市场国印机品牌走国际宛痴说梦[3]面印机市场垄断压力印机市场占更高份额愿景需国获完全独立核心技术突破实现务重道远遥遥期中国首款知识产权印机奔图系列赛纳旗激光印机2010年末北京民会堂举办激光印机市发布会正式市发布破外国印机垄断中国印机发展史里程碑[4]
信息技术沧海桑田旧式印机遭受着巨击国迎新机遇挑战印机行业然会互联网步伐抛信统计数持印机销量均速度低7缓慢提升说明印机市场远未饱国应该通外兼修软硬结合增加竞争力
传统印文件导入电脑印繁琐工作流程广学生劳动民言印机果够变智化会更加实高效
12设计目意义
研究传统印机定制化许足譬传统印机体积身携带变印时需数传输控制印机计算机进行印便携式蓝牙印机通蓝牙印机直接通讯跳中间环节印时发生分秒错事件记录办公更加畅效率进达提升济效益效果国外传统印机研究市场占遥遥领先种专利抢先占驻辟蹊径智印机突破重围国外印机市场开拓出篇蓝海设计意图STM32台设计够满足需求智印机满足日常办公具——印机智化需求拥便携智印机解放型印机赖减少办公中遇便进达改善办公环境加生产效率促进民幸福
热敏印机原理通加热改变印刷纸涂热敏介质颜色热式微型印机种常见微型印机出现时间针式微型印机晚该热敏印机印速度快噪音低印头机械损耗需色带避免色带更换麻烦然热敏纸限期储存黑暗中保存1 5年保存10年长期热敏纸[5]
蓝牙技术日新月异普罗众摆脱线设备束缚欲日益增长受体积影响唯独印机领域前途暗淡消费者部分诉求声音愈愈蓝牙印机应运生便携带线印方式 消费者致评便携蓝牙热敏印机麻雀五脏俱全性稳定兼容性佳等特点抄表工运输业金融士邮递员等行业士倍受青睐智印机
2总体设计
21设计原理
印机会读取分析数转化成印头识指令然印头配合旋转电机印纸显示出读取信息
接受数需翻译次实时转换麻烦印速度考虑应该减少翻译时间应该翻译库次接受输入进行应翻译电机转动需相位变化相位持续时间需控制电变化计时工具然需考虑翻译库印头交流问题印头翻译库正常交流印出图述三电机印头翻译库协工作需控制器控制
图21 印机工作流程
22硬件选择
设计原理描述印机控制器配合翻译库数进行读取分析然指令发送执行印功电机模块印模块基印功外设计包含线通信模块时印设计创新处
图22 智印机组成
221控制器选择
印机需控制器设计中单片机担角色市面常见单片机选择芯片类型51单片机STM32系列
方案：51单片机兼容性强应广泛美中足编程力般会出现51系列单片机面
方案二：STM32系列专门设计ARM CortexM3核生满足求高性廉价低耗嵌入式应
ST89C51STM32系列控制器性较表21示
表21 STM32STC89C51
STC89C51
STM32
核
51 Core8Bit@2MHz Max（分频）006DMIPS
ARM CortexM332Bit@72MHz 125DMIPS
片储存器
ROM2K64KRAM仅128B1K
ROM20K1MBRAM8K256K
外设
三定时器串口
ADDATimerWWDGIWDGCRCDMAIICSPIUSART等众外设
开发工具
UV2
UV4甚更高
出STM32核址空间外设片存储器开发工具性完胜51单片机选择STM32做控制中端
222电机选择
印机需进纸设计需电机较常见步进电机伺服电机舵机种控制电机进行分析
方案：步进电机
步进电机种电脉信号转换成角位移线性位移执行器步进电机接收脉信号时会设定方旋转固定角度(称步进角度)[6]载情况步进电机步进角度步进旋转(受负载变化影响)通控制脉数控制角位移精确定位时通控制脉频率控制步进电机转速加速度调节速度图23混合式两相步进电机部结构示意图[7]
方案二：伺服电机
伺服电机仅仅电机电机系统包含伺服马达(交流电动机)伺服驱动器(控制伺服电机种控制器) 编码器(安装伺服电机传感器测量磁极位置伺服电机角度速度)实现精确控制伺服电机般采三回路控制(三闭环负反馈Pm调节系统)外电流回路速度回路位置回路)图24伺服电机控制原理图
方案三：舵机
舵机初航模爱者控制船舵飞机舵面俗称作控制车机器关节船舶飞机等物体转动定角度舵机然拥伺服电机缺少减速齿轮质低级伺服电机系统值提原伺服电机三环控制舵机简化剩位置环图25舵机控制原理图
图23 混合式两相步进电机部结构示意图
图24 伺服电机控制原理图
图25 舵机控制原理图
样显易见结步进电机伺服电机控制系统作特殊伺服电机舵机然遵循样规律步进电机控制结果反馈回影响前控制系统伺服电机根控制象输出反馈进行校正控制方式两者质区设计开环系统（见图21）选择步进电机[8]
223印机类型选择
便携式智印机市场喷墨热敏梭式（针式）等印机[9]分析三种印机决定设计做成什类型印机
方案：喷墨式印机
喷墨式印机生活中非常常见便携式喷墨印机工作原理日常见甚区体积变墨盒缩带果性降低印带诸便
方案二：热敏式印机
便携式热敏印机占便携式印领域较市场份额体积时兼顾噪音低印速度快优势良选择
方案三：梭式印机
针式印机印层复写纸购置耗材成低维护简单适应恶劣环境等优点量种票印领域[10]会产生噪音感适符合设计办公更幸福舒适初衷
综合三方案考虑设计做成热敏印机印快体积噪音低
23线通信方式选择
方案：WiFi
WiFi优点传输速度较高效距离长需路器支持
方案二：蓝牙
蓝牙种支持设备短距离通信（般10m）线电技术速度较慢成价格WIFI实惠
设计面印机距离问题忽略稳定WIFI信号需路器做支持疑会增加成设计选择蓝牙实现线通信
24硬件选择总结
综述章设计STM32做控制采步进电机走纸蓝牙进行线通信热敏印机
图26 智印机模块构成
3硬件设计
31控制器概述
设计选STM32F103C8T6型芯片该芯片价格实惠功齐全选购开发板带FLASH模块线通信模块满足设计需求章节设计会模块工作原理进行阐述
图31 STM32F103C8T6开发板
图32 STM32F103C8T6原理图
311 STM32F103C8T6GPIO口
STM32单片机许GPIO口字母进行分组GPIO[X](XABCDE)组16GPIO口GPIO口功前进行GPIO口功配置[12]GPIO口芯片外界沟通桥梁没单片机什做成图33GPIO口基结构
设计采STM32F103C8T6系统开发板GPIO分三组分GPIOAGPIOBGPIOC16脚
图33 GPIO端口基结构
312定时器
实现步进电机规律运作需STM32系列定时器芯片仅4定时器分TIM1TIM2TIM3TIM4定时器工作原理图34
图34 定时器工作原理
里默认工程中AHB时钟等系统时钟
APB1时钟：APB12APB1总线外设时钟36MAPB1总线定时器时钟72M
定时器拥16位动装载计数器16位编程(实时修改)预分频器计数器时钟频率分频系数1～65536间意数值计数器溢（计数器计数动重装载值时候分频器计数器脉信号会导致溢）发生时定时器会生成中断请求[13]
TIM2通定时器里基定时功需分析基定时器结构框图图35
图35 基定时器结构框图
预分频器动重载值寄存器影子寄存器中动重载值影子寄存器间没缓计数程中起作影子寄存器设置寄存器时候产生更新事件寄存器值会更新影子寄存器图35中预分频器决定久计次数重载值决定计少次 （ARR+1溢出）根述容难出计数时间：计次数时间 * 计少次 1 (72M预分频值) * 重载值
知道配置STM32 TIM2驱动需步骤先开TIM2外设时钟定时器够正常工作然根需计时时间预分频值动重装载值进行配置然外设中断印机拥运作开关会启动程序进行印然核心级中断TIM2够发送中断请求实现步进电机相位变化完成述配置开定时器开始计时
313串口通信
设计蕴含复数模块会产生模块间信息交流譬蓝牙单片机进行通信PC单片机通信进行通信等避免需USART串口
通信需通信协议UART便种通信协议异步串行通信种设计采便异步串行通信全双工通信会传输数字符位单位进行传输图36UART传输数时数帧格式
图36 UART数帧格式
图36出着时钟频率传输数（位）启动位停止位奇偶校检位奇偶校检位拥前缀软件设置取消数线空闲电高电数位停止位校验位Baud率合称UART四素
图37 UART框架
图37STM32F103C8T6UART框架难发现TX（数发送接口）RX（数接收接口）相互独立全双工通信提供基础
图37示接受发送数必定数寄存器DR数寄存器DR包含两寄存器（TDRRDR）单片机接收数时数RX读入接受移位寄存器然读入RDR读入系统总线理发送数数时数数总线写入TDR写入数移位寄存器然发送出然直接TDRRDR进行操作通DR寄存器进行间接操作写DR寄存器实际写TDR寄存器读取DR寄存器实际读取RDR寄存器数寄存器 DR 总介系统总线移位寄存器间
出DR寄存器 发送器控制 接收器控制控制两者CR1寄存器波特率控制波特率设置串口通信极重想出想波特率设置正确USARTDIVBRR寄存器中输入正确值
314 SPI通信（字库烧录）
印头工作原理读取二进制数根读取数输出素点样原始输出功远远满足印需求印出日常需文字需固定文字字模二进制编码提前输入印机中印机收文字信息时应进行解码实现印文字功STM32F103C8T6身带存储空间容纳编码设计需更存储设备便W25X16芯片
W25X16芯片FLASH存储器通常户需解决存储问题时许优点包括限占PCB板空间 低功耗少量引脚数量等W25X16般串行FLASH性出色时实验更灵活异常适合做代码载应例存储声音文数存储时间长达20年
W25X16支持标准SPI通信SPI串行外设接口缩写种运芯片芯片间数交互串行步全双工通信协议SPI般应求通信速度较快场合LCDADCFLASH芯片视频音频等SPI通信协议摩托罗拉公司提出
SPI通信中设备机机分机机复数机间发送接收数机互相转变区分CSNSS线机通CSNSS线控制着设备SPI三线制四线制工作方式设计采四线制四条线分：
表31 SPI四种工作方式
MISO– Master Input Slave Output
设备数输入设备数输出
MOSI– Master Output Slave Input
设备数输出设备数输入
SCLK – Serial Clock
时钟信号设备产生
CS – Chip Select
设备信号设备控制
图38 SPI框架
SPI串口结构图38示出SCK端口波特率控制着MOSIMISO工作方式USARTTXRX类似受控制电路控制设备功相逆转波特率NSS干寄存器控制着通信电路
NSS选引脚选择设备功作片选引脚设备单独特定设备通讯避免数线突设备NSS引脚设备标准IO引脚驱动[14]旦(SSOE位) NSS引脚作输出引脚SPI处模式时拉低时SPI设备果NSS引脚连接设备NSS引脚会检测低电果设置NSS硬件模式会动进入设备状态[15]配置设备 NSS配置输入引脚(MSTR1 SSOE0)时果NSS拉低SPI设备进入模式失败状态：MSTR位动清设备进入模式
图39 SPI时序
SPI通信时序图39示通信NSS电拉低开始然CPOL（时钟极性）CPHA（时钟相位）会导致捕捉时钟边捕捉方式四种采样时间点分应
表32 SPI采集数模式
CPOL时钟极性
CPHA时钟相位
功说明
模式
0
0
升采集数降触发
低电准备数高电发送数
0
0
1
降采集数升触发
高电准备数低电发送数
1
1
0
降采集数升触发
高电采集数低电发送数
2
1
1
升采集数降触发
低电准备数高电发送数
3
根设定数帧格式会差异采集满8位16位数时构成数帧（图398位例）
解SPI工作原理需解W25X16硬件特性结合两者数写入W25X16中
W25X16款拥16Mbit容量FLASH存储芯片2MB空间W25X16数存储结构块扇页分区中256B页16页组成扇区十六扇区块容易W25X16拥16存储块图310W25X16脚图SPI功文提便赘述拥两新脚HOLD（保持端）WP（写保护）功分允许芯片暂停工作保护状态寄存器低电生效设计中接VCC忽略
图310 W23X16原理图
单片机运行需指令W25X16例外包括15基命令十五基命令通SPI总线完全控制芯片指令CS引脚降开始传送DI引脚数第字节指令代码常15指令[16]
表33 W25X16常指令
表34 W25X16状态寄存器
表34W25X16状态寄存器根获取调整W25X16工作状态位S0称BUSY位该位页编程块擦扇区擦芯片擦写状态寄存器时动置1表示芯片忙时读状态寄存器指令外律接收述指令完成时动置零芯片继续操作
W25X16具特性外部输入写入0写入1写1唯方法进行擦保证写入数准确次写入数应该先擦相应区域点值注意指令集中写单位页擦单位扇区
32电机印头选型
考虑设计决定印头体电机方便操作步进电机运作需脉信号应根需求调整脉信号频率保障输出文字图案完整清晰图311选择器件Fujitsu富士通ftp628mcl101#50热敏机芯引脚FPC软排线直接开发板相连接需转接板图312示
图311 Fujitsu富士通ftp628mcl101#50热敏机芯
图312 FPC30P 10MM转接板
321步进电机驱动
设计采步进电机详细参数见表35走纸印头步进电机四引脚分连电机部两组线圈采八拍驱动方式采4拍驱动方式驱动时序图313(条件：5V)
表35 步进电机参数
项目
规格
条件
额定电压
3585DCV
相位
2 相
步距角
9º（12 相激励）
步进距离
00625 毫米
相电阻
10Ω±7
20℃
相电流
0357A
驱动方式
双极双相驱动（ 12 相）
图313步进电机时序图
设计采4拍驱动方式通观察时序图313知道想电机转动起时序节拍固定电值第节拍AA’BB’1001第二节拍AA’BB’0101第三节拍AA’BB’0110第四节拍AA’BB’1010然节拍1~4序断输送节拍节拍保持800us效时间输送节拍
表36 四节拍时序表
四节拍时序表
节拍1
节拍2
节拍3
节拍4
A0
1
0
0
1
A1
0
1
1
0
B0
0
0
1
1
B1
1
1
0
0
根表36难出步进电机四脚需配备高低变化电芯片PB3~PB6（脚配置成推挽输出）四GPIO口满足需求
322印头驱动
热敏印机原理通加热改变印刷纸涂热敏介质颜色热式微型印机种常见微型印机出现时间针式微型印机晚该热敏印机印速度快噪音低印头机械损耗需色带避免色带更换麻烦热敏纸限期储存黑暗中保存1 5年保存10年长期热敏纸表37驱动印头参数
表37 印机参数
印方式
行式热敏
印宽度
48mm
印纸宽度
58mm
点密度
384 点行
印速度
40~80mms
印头温度侦测
热敏电阻
缺纸侦测
红外反射光传感器
印头加热器工作电压(DCV)
313~85 典型值（74v）
逻辑工作电压(DCV)
27525 典型值（5v）
步进电机工作电压(DCV)
3585 典型值（5v）
工作温度：
+0℃50℃（许凝露）
工作湿度：
2085RH（许凝露）
胶辊开合次数：
5000 次
工作寿命：
机构印头耐磨>50km印头电机寿命 10^8 脉
重量(克)：
407
图314 热敏印头结构图
热敏印头部结构图314示印机输入数会存储移位寄存器中根产品参数次输入数应该写入384位数然闭合锁存器会锁存次数会数移位寄存器里面数送印头 384 印点里应位 1 会闭合（加热成黑点） 0 闭合（会加热成黑点）STB1~STB6控制加热信号脚 STB 控制64加热点数全部送印头印点 STB1~STB6 闭合加热印头般说字节占八字宽度行印 48 字节数（384bit 8 48byte）印头印原理知道 具体样数发送数移位寄存器需根印头驱动时序进行操作印机芯时序图315
图315 印机芯时序图
出印头根电高低决定控制印点否着色中高电黑色（着色）低电白色（着色）移位寄存器写入数需时钟线升数时印头数会锁存器锁存通LAT发生低电脉移位寄存器数方够写进印头中然着STB线电拉高加热信号脚便会启动根输入数进行印想印出行想数应先384位数准备松开锁存次数写入印头中然开始加热印点组成条线数着线运动便出面数配合印头开启步进电机行数印完成电机转动印头读入新数生成需印文
图316印头脚图
印头需开启关闭两种状态脚需输出两种电力应控制STB脚配置推挽输出
33蓝牙模块简介
蓝牙串口模块串口转换蓝牙种模块工作时候分机机中偶数命名 型号出厂时确定机者机法更改奇数命名型号户通 AT 指令修改模块机者机[17]设计选蓝牙型号HC05见图317原理图见图318
图317 蓝牙模块HC05
图318 HC05原理图
HC05 嵌入式蓝牙串口通讯模块（简称模块）具两种工作模式：命令响应工作 模式动连接工作模式动连接工作模式模块分（Master）（Slave） 回环（Loopback）三种工作角色模块处动连接工作模式时动根事先设定 方式连接数传输模块处命令响应工作模式时执行述 AT 命令户 模块发送种 AT 指令模块设定控制参数发布控制命令[18]通控制模块外部引脚 （PIO11）输入电实现模块工作状态动态转换[19]
通步骤该芯片设模块先PIO11 置高然电模块进入 AT 命令响应状态超级终端串口工具设置成波特率 38400数位 8 位停止位 1 位校验位 流控制通信方式 然串口发送字符AT+ROLE1＼r＼n机成功会返回OK＼r＼n中＼r＼n 回车换行[20]完成述步骤PIO 置低重新电模块变模块动搜索模块建立连接[21] 表 38蓝牙模块参数
表38 蓝牙模块参数
项目
说明
模块尺寸
37*156mm含针脚
引脚
KEYVCCGNDRXDTXDSTATESTATE蓝牙状态引出脚未连接时输出低电连接时输出高电KEY作AT指令设置脚键功相
键
键相34脚拉高拉低配合AT指令（部分AT指令需键发送效）
电压说明
输入电压32~6V电源带防反接反接工作
状态指示
机未记录机址时快闪纪录机址时慢闪机未连接时快闪连线机LED两闪停
接口说明
接口电 32~6V连接种单片机（Arduino51AVRPICARMMSP430等）5V单片机直接连接直接连接单片机串口MAX232芯片
通信距离
空旷环境效距离10米超十米保证通信质量
通信格式
配成功做全双工串口需解蓝牙协议默认常通讯格式：96001N（AT指令设置停止位2奇偶校验）
机设置
模块体出厂默认机通AT指令切换成机（AT+ROLE0120机1机2回环角色设置需置高34脚模块键详情参考规格658）
默认值
机波特率9600蓝牙名HC05配密码1234LED状态灯开
4软件设计
软件需根设备间关系进行设计设备间控制关系数交流方式图41示数先电脑手机发送单片机然单片机数进行处理会W25X16进行字库烧录然控制印头W25X16通信时定时器控制电机相位变化进控制转动频率两设备运作读取数显示印纸
PC手机
STM32F103C8T
串口通信
蓝牙通信
步进电机
热敏印头
印纸
控制工作状态
SPI通信
字库烧录
SPI通信
读取字库
印
走纸
定时器
控制相位
W25X16
图41 设备间控制关系
设计完成致工作流程图42示印机开启会直等数数输入单片机会接收数进行分析出W25X16里存储址然址读取数读数传输印头然控制印头电机运作读取数全数印印纸关闭电机印头等数输入
印机接通电源
等数
单片机分析数获取字模址
印头址W25X16中获字模数
数全部印？
电机转动印头加热
电机启动
电机关闭印头停止加热
否
数输入
图42 印机工作流程
41字库烧录
日常工作印文字需求印头法直接识印文字文字转化成印头识二进制数种数般称字模宋体字字模图42示
图42 宋体字24*24素表示
中亮色块代表数应结合印头工作考虑设计中负责亮色块印头需置高电印头印文字需读取字模印机部应设计存储字模数库种数库般称字库设计字库烧录W25X16中写入数时写入0正确字模数烧录字库前应W25X16擦功芯片全部写1根串口收数相应方写入0便需字模库字库烧录程序框图图43示
擦W25X16
设置页数计数器N初始0
串口否输入？
（DR寄存器非空）
读串口数写W25X16第N页
W25X16发送指令写进行页编程
N+1
页数写完？
W25X16忙？
结束
输入
忙
忙
写完
未写完
图 43 字库烧录程序框图
411波特率
烧录字库需种通信波特率通信密切相关项数设置正确波特率进行设备间通信前提列USART波特率相关公式：
（公式41）
（公式42）
已知USART时钟频率72MHz假设需求波特率9600便
USARTDIV72000000（16*9600） 46875
根定义DIV_MUSARTDIV整数部分
DIV_M 468
算
DIV_F（USARTDIV – DIV_M）*16 12
定义
USART_BRR DIV_M <<4||DIV_F 468*16 +12 7500
需波特率9600Baudsymbols时应USART_BRR写入7500
42步进电机印头运作
字库烧录进FLASH需印文字时便需时候调函数印头读W25X16取字模印出文字
图44程序框图初始框图函数入口进程默认进行错误情况会参数输入前排然框图循环函数入口次进行方访问做结束重新回初始框图开始
CLK产生升脉
数写入移位寄存器？
移位寄存器写满？
锁存器解锁数写入印头
印头数清空步进电机转动
结束
否
印完成
图44 印头工作函数流程
421定时器
步进电机节拍需停留800us效时间需定时器计时定时器驱动函数中知道设置两项参数步进电机计时
TIM2>PSC 71 72Mhz72预分频频率1M 周期 T 1us
TIM2>ARR 800 1us计数次然计数800次便800us
422字模址读取
印头印方式行行印方式意味着书写方式类般左右逐字写次写行字字字模数FLASH中址连续意味着印头读取数时必须采某种跳跃读取方式印出完整文字符号设计需考虑读取方式偏移规律
首先需知道字模样存储W25X16址W25X16存储单位字节(Byte)印头需二进制数（bit）定合成烧进W25X16里汉字字模占址长度公式43示
（公式43）
假设烧录24*24字模公式43出字模长度72字
汉字字库中独区码位码起始值均0XA1输入汉字区码位码均减0XA1应字模长度（区94字）便出偏移值公式44字库中
（公式44）
需注意实验中烧录字库时会烧录英语字库印中文（广义中文区字符包含字母符号）时务必先跳英文区址样24*24字模该数0X1806
（公式45）
设计印头控制384印点24*24算行印16文字次应16字组进行印次传输印头数3字节长度次传次读取偏移址见公式46中N取值范围字节长度
（公式46）
芯片擦
字库烧录
结束
字公式46计算偏移址记录
读数写入印头移位寄存器
串口否输入？
（DR寄存器非空）
写入空格补足16字
十六字？
N<子模长度
设计数器N0
NN+3
输入
没
定规律
图45 热敏印头工作前准备素
5结
设计支持蓝牙线通信便携式热敏印机线接收PC手机发送文字信息印出
次实验知道传统印机更更便携支持线印智印机完全行办公室办公带极便利相信设计问世够解决部分智办公需求办公变更加方便
日时间会全方面深入改进设计印功更完善譬印文字基础够识印图片安全方面会考虑印头做温度监控热时会报警报警段时间会行停止印头工作时会电机增加缺纸检测印纸足导致电机空转时印机样会停止工作起保护印头步进电机效果
参考文献
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[7]刘毅 捣固装置电液激振技术研究[D]浙江学2013
[8]程院莲浅析步进电机伺服电机舵机区[J]轻工科技202036(1)3637
[9]李国育便携针式印机电路设计[J]电子技术软件工程2019(13)9192
[10]李国育关针式印机降低印噪声研究[J]电声技术201943(03)1719+36
[11]王莹浅谈蓝牙技术应发展展[J]黑龙江科技信息2011(14)90
[12]朱岩 基STM32车辆综合线监控系统设计[D]太原理工学2012
[13]张雄杰 基时间数字测量车体表面压力测量研究[D]西南交通学2011
[14]郭海娇 嵌入式限视频监控系统研究[D]西安工程学2011
[15]潘龙龙 智气象站数采集通信系统设计[D]东南学2016
[16]马超 高精度半导体激光器控制系统设计实现[D]曲阜师范学2014
[17]赖林弟胡海燕胡克满智挡车器控制系统设计[J]软件导刊201211(04)106108
[18]胡志晨 基介电特性苹果损分级测量模块设计实现[D]西北农林科技学2016
[19]刑子扬基手机APP线动奶茶机[J]科学技术创新2019(06)6869
[20]王兵 两档动变速驱动总成试验台测控系统设计[D]合肥工业学2017
[21]李钺 五度串联机器控制系统设计仿真[D]天津科技学2017
附 录
附录1
程序源代码
步进电机驱动函数
void Motor_Drive(void)
{
static u8 cnt 1 静态局部变量函数结束释放该变量次进继续
switch(cnt)
{
case 1 M_A_H M_A1_L M_B_L M_B1_H break 第节拍
case 2 M_A_L M_A1_H M_B_L M_B1_H break 第二节拍
case 3 M_A_L M_A1_H M_B_H M_B1_L break 第三节拍
case 4 M_A_H M_A1_L M_B_H M_B1_L break 第四节拍
送第节拍
case 1GPIOB>ODR &~(0x0f<<3)GPIOB>ODR |(0x09<<3)break
送第二节拍
case 2GPIOB>ODR &~(0x0f<<3)GPIOB>ODR |(0x0a<<3)break
送第三节拍
case 3GPIOB>ODR &~(0x0f<<3)GPIOB>ODR |(0x06<<3)break
送第四节拍
case 4GPIOB>ODR &~(0x0f<<3)GPIOB>ODR |(0x05<<3)break
}
cnt++
if(cnt > 5)
{
cnt 1 重新头输送第节拍脉信号
}
}
定时器驱动代码
定时器2初始化函数 72M
1us 65536 65536ms
void TIM2_Init(void)
{
1 开TIM2外设时钟
RCC>APB1ENR | (0x1 << 0)
2 设置预分频值动重装载值
TIM2>PSC 71 1M T 1us
TIM2>ARR 800 800us
3 外设中断
TIM2>DIER | (0x1 << 0)
4 核心级中断 NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn)
NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn)
5 开定时器
TIM2>CR1 | (0x1 << 0)
}
定时器2中断服务函数
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if(TIM2>SR & (0x1 << 0))
{
TIM2>SR & ~(0x1 << 0)清更新中断标志
LED 1
}
}
印头驱动代码
#ifndef _PRINTF_H_
#define _PRINTF_H_
#include stm32f10xh
PA8PA11PA12
#define LAT_H (GPIOA>ODR | (0x1 << 8))
#define LAT_L (GPIOA>ODR & ~(0x1 << 8))
#define CLK_H (GPIOA>ODR | (0x1 << 10))
#define CLK_L (GPIOA>ODR & ~(0x1 << 10))
#define DI_H (GPIOA>ODR | (0x1 << 11))
#define DI_L (GPIOA>ODR & ~(0x1 << 11))
PB10 PB15
#define STB6_H (GPIOB>ODR | (0X1 << 10))
#define STB6_L (GPIOB>ODR & ~(0X1 << 10))
#define STB5_H (GPIOB>ODR | (0X1 << 11))
#define STB5_L (GPIOB>ODR & ~(0X1 << 11))
#define STB4_H (GPIOB>ODR | (0X1 << 12))
#define STB4_L (GPIOB>ODR & ~(0X1 << 12))
#define STB3_H (GPIOB>ODR | (0X1 << 13))
#define STB3_L (GPIOB>ODR & ~(0X1 << 13))
#define STB2_H (GPIOB>ODR | (0X1 << 14))
#define STB2_L (GPIOB>ODR & ~(0X1 << 14))
#define STB1_H (GPIOB>ODR | (0X1 << 15))
#define STB1_L (GPIOB>ODR & ~(0X1 << 15))
加热方式
#define PRINTF_OPEN (1)加热全部
#define PRINTF_CLOSE (2)关闭加热
#define PRINTF_LEFT (3)加热左边
#define PRINTF_RIGHT (4)加热右边
void Printf_Pin_Init(void)
void Printf_Send_Data(u8 dat)
void Printf_Lat_Data(void)
void Printf_Control_Heat(u8 heat_mode)
#endif
printfc
印头脚初始化函数
PA8PA11PA12
PB10 PB15
void Printf_Pin_Init(void)
{
开AB口时钟
RCC>APB2ENR | (0x3 << 2)
A口配置
GPIOA>CRH & ~(0x0000ff0f)清零
GPIOA>CRH | (0x00003303)配置推挽输出速度50Mhz
B口配置
GPIOB>CRH & ~(0xffffff00)清零
GPIOB>CRH | (0x33333300)配置推挽输出速度50Mhz
}
发送字节数函数
void Printf_Send_Data(u8 dat)
{
u8 i
for(i 0 i < 8 i++) 先发送高位
{
CLK_L
if(dat >> 7) xxxx xxxx 0000 000x
DI_H
else
DI_L
CLK_H
dat << 1 xxxx xxx0 次高位变成高位
}
}
锁存次数
void Printf_Lat_Data(void)
{
LAT_H
LAT_L
LAT_H
}
完成控制加热函数
void Printf_Control_Heat(u8 heat_mode)
{
switch(heat_mode)
{
case PRINTF_OPEN STB6_H 加热全部
STB5_H
STB4_H
STB3_H
STB2_H
STB1_H
case PRINTF_CLOSE STB6_L 关闭加热
STB5_L
STB4_L
STB3_L
STB2_L
STB1_L
case PRINTF_LEFT STB6_H 加热左边
STB5_H
STB4_H
STB3_L
STB2_L
STB1_L
case PRINTF_RIGHT STB6_L 加热右边
STB5_L
STB4_L
STB3_H
STB2_H
STB1_H
}
}
printfh
电机驱动代码
#ifndef _MOTOR_H
#define _MOTOR_H
#include stm32f10xh
#define M_A_H (GPIOB>ODR | 1 << 3)
#define M_A_L (GPIOB>ODR & ~(1 << 3))
#define M_AA_H (GPIOB>ODR | 1 << 4)
#define M_AA_L (GPIOB>ODR & ~(1 << 4))
#define M_B_H (GPIOB>ODR | 1 << 5)
#define M_B_L (GPIOB>ODR & ~(1 << 5))
#define M_BB_H (GPIOB>ODR | 1 << 6)
#define M_BB_L (GPIOB>ODR & ~(1 << 6))
void init_motor_gpio(void)
void run_motor()
void motor_off()
#endif
void init_motor_gpio()
{
先PB3 PB4功切换
RCC>APB2ENR | 0X01 AFIO时钟
AFIO>MAPR & ~(7<<24)参见（表35） （842章节）
AFIO>MAPR | 2<<24
RCC>APB2ENR | 1<<3 PB口时钟
GPIOB>CRL & 0XF0000FFF
GPIOB>CRL | 0X03333000 PB3456配置通推挽输出
GPIOB>ODR & ~(0xf << 3) 4解耦全部低电
}
电机转动函数
void run_motor()
{
static u8 cont 0
switch(cont)
{
case 0 第节拍
M_A_H
M_AA_L
M_B_L
M_BB_H
break
case 1 第二节拍
M_A_L
M_AA_H
M_B_L
M_BB_H
break
case 2 第三节拍
M_A_L
M_AA_H
M_B_H
M_BB_L
break
case 3 第四节拍
M_A_H
M_AA_L
M_B_H
M_BB_L
break
}
cont++
if(cont > 4)
{
cont 0
}
}
关闭电机函数
void motor_off()
{
GPIOB>ODR & ~(0XF<<3)
}
印行字符
程序流程
1 取模ASCII
2 印行字模里面找出更新行
驱动代码
印更新数
void Printf_Update_Data(u8 *p)
{
static u32 cnt 0
u8 buf[48] {0}
u8 i 0
static u8 idx 0保存跳少数
update 0
while((*(p+i) ＇＼r＇) && (*(p+i+1) ＇＼n＇))字符串＼r＼n结尾
{
idx *(p+i)＇ ＇决定跳少字节
行里面字母占两字节
行印字节取出两字节
buf[2*i] ascii_16_32[idx * 64 + 2 * cnt]
buf[2*i+1] ascii_16_32[idx * 64 + (2*cnt+1)]
i++
}
Printf_Send_Line_Data(buf)
if(++cnt > 32)
{
cnt 0
GPIOB>ODR & ~(0xf << 3)
TIM2>CR1 & ~(0x1 << 0)
Printf_Heat_Mode(HEAT_OFF)
}
}
void TIM2_IRQHandler(void)
{
static u32 cnt 0
if(TIM2>SR & (0x1 << 0))
{
TIM2>SR & ~(0x1 << 0)清标志位
Motor_Drive( )
if(cnt 2 0)
{
Printf_Lat_Data( )锁存数
Printf_Heat_Mode(HEAT_LEFT)加热左边
update 1
}else
{
加热右边
Printf_Heat_Mode(HEAT_RIGHT)
}
if(++cnt > 2)
{
cnt 0
}
}
}
印固定文字
程序流程
1 取字模
2 印行字模里面找出更新行
程序代码
印更新数
void Printf_Update_Data(u8 num)
{
static u32 cnt 0
u8 buf[48] {0}
u8 i 0
update 0
num需印文字
while(num)
{
文字行占4字节文字行四字节找出
buf[4*i] HZ_16_32[i * 128 + 4 * cnt]
buf[4*i+1] HZ_16_32[i * 128 + (4*cnt+1)]
buf[4*i+2] HZ_16_32[i * 128 + (4*cnt+2)]
buf[4*i+3] HZ_16_32[i * 128 + (4*cnt+3)]
i++
}
Printf_Send_Line_Data(buf)
if(++cnt > 32)
{
cnt 0
GPIOB>ODR & ~(0xf << 3)
TIM2>CR1 & ~(0x1 << 0)
Printf_Heat_Mode(HEAT_OFF)
}
}
void TIM2_IRQHandler(void)
{
static u32 cnt 0
if(TIM2>SR & (0x1 << 0))
{
TIM2>SR & ~(0x1 << 0)清标志位
Motor_Drive( )
if(cnt 2 0)
{
Printf_Lat_Data( )锁存数
Printf_Heat_Mode(HEAT_LEFT)加热左边
update 1
}else
{
加热右边
Printf_Heat_Mode(HEAT_RIGHT)
}
if(++cnt > 2)
{
cnt 0
}
}
}
印图片
程序流程
1 取图片字模
2 印行字模里面找出更新行
驱动代码
印更新数
void Printf_Update_Data(u16 w u16 h u8 *p)
{
static u32 cnt 0
u8 i
u8 temp 0
update 0
if(w > 48)
return 超印机宽度法印
开始准备行数
temp (48 w) 2
for(i 0 i < temp i++)
{
Printf_Send_Data(0)
}
图片居中显示
for(i 0 i < w i++)
{
Printf_Send_Data(p[cnt * w + i])
}
for(i 0 i < temp i++)
{
Printf_Send_Data(0)
}
准备行数
if(++cnt > h)
{
cnt 0
GPIOB>ODR & ~(0xf << 3)
TIM2>CR1 & ~(0x1 << 0)
Printf_Heat_Mode(HEAT_OFF)
}
}
void TIM2_IRQHandler(void)
{
static u32 cnt 0
if(TIM2>SR & (0x1 << 0))
{
TIM2>SR & ~(0x1 << 0)清标志位
Motor_Drive( )
if(cnt 2 0)
{
Printf_Lat_Data( )锁存数
Printf_Heat_Mode(HEAT_LEFT)加热左边
update 1
}else
{
加热右边
Printf_Heat_Mode(HEAT_RIGHT)
}
if(++cnt > 2)
{
cnt 0
}
}
}
字库烧录
*****************************************
函数功：W25Q64读数
形参列表：
u32 addr ：读取存储址
u32* buff ：缓存区址
u16 num ：读字节数
返回值：
备注：
指令：0x03
*****************************************
u8 w25q64_read(u32 addru8* buffu16 num)
{
u16 i 0
SPI1_CS_L() 拉低片选
spi1_send_rev(0x03) 发送指令0x03
spi1_send_rev((addr & 0xff0000) >> 16)
spi1_send_rev((addr & 0x00ff00) >> 8)
spi1_send_rev((addr & 0x0000ff) >> 0) 发送24位址
for(i 0 i < numi++)
{
*buff spi1_send_rev(0x00) 接收数
buff++
}
SPI1_CS_H() 拉高片选
return 0
}
*****************************************
函数功：W25Q64页编程
形参列表：
u32 addr ：存储址
u32* buff ：数源址
u16 num ：写入字节数
返回值：
备注：
指令：0x02
*****************************************
u8 w25q64_page_write(u32 addru8* buffu16 num)
{
u8 status 0
u16 i 0
u16 last_count 0
if(num > W_PAGE) return 1
last_count W_PAGE addr W_PAGE 页剩余空间字节
if(num > last_count) return 1
last_count num
w25q64_write_enable() 写
SPI1_CS_L() 拉低片选
spi1_send_rev(0x02) 发送指令0x02
spi1_send_rev((addr & 0xff0000) >> 16)
spi1_send_rev((addr & 0x00ff00) >> 8)
spi1_send_rev((addr & 0x0000ff) >> 0) 发送24位址
for(i 0 i < last_counti++)
{
spi1_send_rev(buff[i]) 发送字节
}
SPI1_CS_H() 拉高片选
do
{
status w25q64_read_status() 读状态寄存器
}while(status & 0x01) 判断否忙
return 0
}
*****************************************
函数功：W25Q64扇区擦
形参列表：擦扇区址
返回值：
备注：
指令：0x20
*****************************************
void w25q64_sector_erase(u32 addr)
{
u8 status 0
w25q64_write_enable() 写
SPI1_CS_L() 拉低片选
spi1_send_rev(0x20) 发送指令0x20
spi1_send_rev((addr & 0xff0000) >> 16)
spi1_send_rev((addr & 0x00ff00) >> 8)
spi1_send_rev((addr & 0x0000ff) >> 0) 发送24位址
SPI1_CS_H() 拉高片选
do
{
status w25q64_read_status() 读状态寄存器
}while(status & 0x01) 判断否忙
}
*****************************************
函数功：W25Q64芯片擦
形参列表：
返回值：
备注：
指令：0xC7
*****************************************
void w25q64_chip_erase(void)
{
u8 status 0
w25q64_write_enable() 写
SPI1_CS_L() 拉低片选
spi1_send_rev(0xC7) 发送指令0xC7
SPI1_CS_H() 拉高片选
do
{
status w25q64_read_status() 读状态寄存器
}while(status & 0x01) 判断否忙
}
*****************************************
函数功：W25Q64读状态寄存器
形参列表：
返回值：
备注：
指令：0x05
*****************************************
u8 w25q64_read_status(void)
{
u8 temp 0
SPI1_CS_L() 拉低片选
spi1_send_rev(0x05)发送指令0x05
temp spi1_send_rev(0x00)
SPI1_CS_H() 拉高片选
return temp
}
*****************************************
函数功：W25Q64写
形参列表：
返回值：
备注：
指令：0x06
*****************************************
void w25q64_write_enable(void)
{
SPI1_CS_L() 拉低片选
spi1_send_rev(0x06)发送指令0x06
SPI1_CS_H() 拉高片选
}
附录2
STM32F103C8T6开发板PCB尺寸图
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