一种小型的嵌入式热敏打印机控制模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种小型的嵌入式热敏打印机控制模块，主要包括：电源管理单元、主控芯片单元、通讯转换单元、字库扩展单元、功率控制单元和打印机控制单元。其改良结构是采用封胶灌装工艺将整个控制模块封装在约４ｃｍ３的模块内，引脚符合ＩＣ国际标准。本方案采用高性能微控制器作为主控芯片，该微控制器具有卓越的运算处理能力，提高了软件设计与升级的灵活性。并带有丰富的外设，大大简化了硬件设计，缩小了占板面积，有效地提高了应用的灵活性。单芯片技术方案，无需外扩大容量ＳＤＲＡＭ和ＦＬＡＳＨ存储器，相对多芯片技术方案，集成度更高，能耗更低。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及热敏微型打印机领域，更具体地说是一种技术方案简便的小型的 嵌入式热敏打印机控制模块。
技术介绍
近几年中国打印机市场细分趋势进一步彰显，客户需求进一步个性化。随着人们 生活需求的不断提高和市场细分的加速，打印机小型化成为发展趋势，行业用户对于微型 打印机的需求不断增长。热敏打印机凭借噪音低、速度快、可靠性高、打印字符清晰等优点， 目前已在POS终端系统、银行系统、移动警务系统、移动政务系统、医疗仪器、汽车计价器、 手持设备等领域得到广泛应用，并呈现突增趋势。另外热敏打印机正在一些领域逐步替代 针式打印机，热敏打印机市场进一步扩大。热敏打印机的工作原理是打印头上安装有半导体加热元件，打印头加热并接触热 敏打印纸后就可以打印出需要的图案，其原理与热敏式传真机类似。图象是通过加热，在膜 中产生化学反应而生成的。这种化学反应是在一定的温度下进行的。高温会加速这种化学 反应。当温度低于60°C时，纸需要经过相当长，甚至长达几年的时间才能变成深色；而当温 度为200°C时，这种反映会在几微秒内完成。热敏打印机有选择地在热敏纸的确定位置上加热，由此就产生了相应的图形。加 热是由与热敏材料相接触的打印头上的一个小电子加热器提供的。加热器排成方点或条的 形式由打印机进行逻辑控制，当被驱动时，就在热敏纸上产生一个与加热元素相应的图形。 控制加热元素的同一逻辑电路，同时也控制着进纸，因而能在整个标签或纸张上印出图形。国内市场现有的热敏打印机控制方案多采用51单片机设计，因其资源少、性能 低，大大制约了硬件和软件的设计。导致现有热敏打印机控制模块体积巨大，灵活性差，这 违背了热敏打印机体积小巧，应用灵活的特点，大大制约了热敏打印机的发展。本技术 主要针对以上现象，推出一种体积小巧，便于嵌入的热敏打印机控制模块。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供了一种能够控制热敏打印机可靠工作，且具有小体 积、低功耗、技术方案简便等特点的嵌入式热敏打印机控制模块。本技术通过以下技术方案实现上述目的。本设计公开了一种小型的嵌入式热敏打印机控制模块，主要包括电源管理单元、 主控芯片单元、通讯转换单元、字库扩展单元、功率控制单元和打印机控制单元。其改良结 构是采用封胶灌装工艺将整个控制模块封装在约4cm3的模块内，引脚符合IC国际标准。本 方案采用高性能微控制器作为主控芯片，该微控制器具有卓越的运算处理能力，提高了软 件设计与升级的灵活性。并带有丰富的外设，大大简化了硬件设计，缩小了占板面积，有效 地提高了应用的灵活性。单芯片技术方案，无需外扩大容量SDRAM和FLASH存储器，相对多 芯片技术方案，集成度更高，能耗更低。比较独特的是整体结构采用封胶灌装工艺，激光打标，生产流程符合RoHS指令。图1为本技术的结构框图，主要包括电源管理单元(1)、主控芯片单元O)、 通讯转换单元(3)、字库扩展单元0)、功率控制单元( 和打印机控制单元(6)。电源管理单元(1)由电压检测部分(7)和电压转换部分(8)组成电压检测部分(7)使用分压方式将输入电压信号0 转换到主控芯片单元(2) 电压检测范围内，主控芯片单元(2)根据输入电压设定打印加热时间，并检测输入电压 (25)的合法性，防止过压损坏热敏打印机芯08)和切刀09)；电压转换部分(8)使用LDO将电压转换为系统所需电压，为系统供电。主控芯片单元O)内部带有 FLASH(9)、RAM(IO)、I/O 口 (11)、ADC(12)、定时器 (13)、PWM 控制器(14)、UART (15)、SPI 控制器(16)和看门狗(17)。FLASH(9)用来存储一种小型的嵌入式热敏打印机控制模块的全部控制程序；RAM(IO)用来保存程序执行过程中的数据信息；I/O 口(11)控制按键和LED(26)与用户进行人机交互，并连接切刀控制04)用 以驱动切刀09)；ADC(12)采集经过电压检测(7)部分转换后的输入电压信号，主控芯片根据采集 的输入电压值判断输入电压的合法性和计算打印加热时间；采集过温检测数据，判断热敏 打印机芯08)的热敏片温度是否超标；定时器(13)控制打印的加热时间和过温检测OO)频率；PWM控制器(14)产生PWM控制信号，完成步进电机控制03)；UART (15)经通讯转换(3)与用户设备通讯、2 )；SPI控制器(16)使用SPI总线方式与字库⑷通信并传输打印数据(18)；看门狗(17)看门狗复位，保障整个系统的可靠性。通讯转换单元(3)使用电平转换芯片将TTL电平UART转换成用户所需接口。字库扩展单元(4)外扩字库存储芯片，存储字库数据，减小打印通讯数据量。功率控制单元( 采用主控芯片低功耗模式和外围器件下电方式降低整个模块 的能耗，满足低功耗的需求。打印机控制单元(6)实现以下功能打印数据传输(18)主控芯片单元(2)传输打印数据至热敏打印机芯08)；打印电压控制(19)控制打印机芯的加热电压上、下电时序和步进电机、切刀电 机供电；过温检测OO)检测热敏打印机芯08)的热敏片温度，防止加热过久或误操作导 致热敏打印机芯08)烧毁；缺纸检测检测热敏打印机芯08)的装纸状态；压轴检测02)检测热敏打印机芯08)的压轴状态；步进电机控制控制热敏打印机芯08)走纸步进电机时序；切刀控制04)控制切刀09)出刀、退刀和切刀位置检测。附图说明图1为本技术的结构框图；5图2为传统的电路原理框图；图3为本技术的电路原理框图；图4为本技术的程序结构图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明。图2所示为传统的电路原理框图，采用51单片机(30)作为主控芯片，受资源限 制，功能简单且外围电路复杂。内部存储资源不足，需要通过外部总线(36)扩展FLASH(31) 和RAM(32)，同时增加了用于总线控制的逻辑器件(33)；外部设备资源不足，内部无ADC和 模拟比较器，需要外接模拟比较器(34)用于缺纸检测、压轴检测和过温保护；内部无硬件 SPI控制器，需要通过软件模拟SPI (35)来传输打印数据和读取字库，不仅速度受到限制且 占用CPU资源；内部无PWM控制器，需要通过I/O 口模拟方式控制步进电机。图3为本技术的电路原理框图，本技术采用高性能微控制器作为主控芯 片(37)，该微控制器外设资源丰富，大大简化了硬件设计。内部带有大容量FLASH(38)和 RAM(39)，无需外扩资源就能满足复杂的程序设计要求；带有中断功能的I/O 口(40)，直接 用于缺纸检测和压轴检测；使用内部ADC(41)进行过温检测；使用硬件SPI控制器02)高 速传输打印数据和读取字库数据；增加电源检测^幻功能，根据输入电压自动配置打印 加热时间，并检测输入电压的合法性，防止过压损坏热敏打印机芯和切刀；增加功率控制 (44)功能，管理整个模块的能耗，满足低功耗的需求。本技术为单芯片技术方案，相对 传统多芯片技术方案，集成度更高，能耗更低。图4所示，为本技术的程序结构图，本技术采用高性能微控制器作为主 控芯片，该微控制器具有卓越的运算处理能力，提高了软件设计与升级的灵活性。本实用新 型程序基于前后台操作，为保证程序的实时性，串口数据接收采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型的嵌入式热敏打印机控制模块，其特征在于：由电源管理单元（１）、主控芯片单元（２）、通讯转换单元（３）、字库扩展单元（４）、功率控制单元（５）和打印机控制单元（６）组成。

【技术特征摘要】
1.一种小型的嵌入式热敏打印机控制模块，其特征在于由电源管理单元(1)、主控芯 片单元O)、通讯转换单元(3)、字库扩展单元0)、功率控制单元( 和打印机控制单元 (6)组成。2.根据权利要求1所述的一种小型的嵌入式热敏打印机控制模块，其特征在于所述 的电源管理单元(1)由电压检测(7)部分和电压转换(8)部分组成，其中电压检测(7)部分使用分压方式将输入电压信号(2 转换到主控芯片单元O)电压 检测范围内；电压转换(8)部分使用LDO将电压转换为系统所需电压，为系统供电。3.根据权利要求1所述的一种小型的嵌入式热敏打印机控制模块，其特征在于所述 的主控芯片单元(2)内部带有 FLASH (9)、RAM (10)、I/O Π (11)、ADC(12)、定时器(13),PWM 控制器(14)、UART (15)、SPI控制器(16)和看门狗(17)。FLASH(9)用来存储一种小型的嵌入式热敏打印机控制模块的全部控制程序； RAM(IO)用来保存程序执行过程中的数据信息；I/O 口(11)控制按键和LEDQ6)与用户进行人机交互，并连接切刀控制04)用以驱 动切刀(29)；ADC(12)采集经过电压检测(7)部分转换后的输入电压信号，主控芯片根据采集的输 入电压值判断输入电压的合法性和计算打印加热时间；采集过温检测数据； 定时器(13)控制打印的加热时间和过温检测00)频率； PWM控制器(14)产生PWM控制信号，完成步进...

【专利技术属性】
技术研发人员：周立功，
申请(专利权)人：广州致远电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]