驅動機芯步進電機 - 微型串口打印機應用案例分析
LT2221熱敏打印機芯的進紙操作由機芯內(nèi)的步進電機完成。LT2221步進電機的驅動電路原理圖,原理圖如下圖所示。
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步進電機驅動電路原理圖
驅動電路由A3967步進電機驅動芯片構成,A3967是一種內(nèi)嵌邏輯變換的完全步進電機驅動芯片。驅動電路的接口信號說明如下表所示。當電機驅動芯片的STEP端輸入信號的上升沿來臨時,電機會轉動一步。
7、字庫芯片驅動
微型打印機采用字庫芯片GT21L24S1W實現(xiàn)對字庫數(shù)據(jù)的提取。GT21L24S1W是一款內(nèi)含24*24點陣的漢字芯片,支持GB2312國標簡體漢字、ASCII字符。排列格式為橫置橫排。通過字符內(nèi)碼,利用數(shù)據(jù)手冊提供的方法計算出該字符點陣在芯片中的地址,就可從該地址連續(xù)讀出字符點陣信息。
字庫芯片GT21L24S1W芯片采用SPI串行總線接口,節(jié)省I/O口;時鐘頻率最大可達30MHz,可實現(xiàn)快速點陣數(shù)據(jù)讀取。
軟件設計流程
在微型串口熱敏打印機的控制中,程序按照功能不同,可以劃分為以下5個模塊:
數(shù)據(jù)接收模塊:接收上位機的數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)。
數(shù)據(jù)處理模塊:從緩沖區(qū)取數(shù)據(jù),進行數(shù)據(jù)處理,若是命令字則轉去執(zhí)行相應的命令程序;若是可打印字符或漢字則從字庫讀取出其相應的打印點陣數(shù)據(jù),放入打印緩沖區(qū)。
熱敏打印頭過熱保護模塊:熱敏打印頭溫度過高時,切斷打印頭電源,停止打印,保護打印頭。
檢測模塊:實時檢測滾筒狀態(tài)以及紙張情況,當滾筒打開或者缺紙時,都要切斷電源,停止打印。
打印數(shù)據(jù)模塊:完成打印數(shù)據(jù)加載、鎖存,控制打印頭加熱以及驅動步進電機走紙。
方案優(yōu)勢
相對于傳統(tǒng)的8位、16位單片機實現(xiàn)的微型打印機方案,基于EFM32實現(xiàn)的本方案具有以下優(yōu)勢:
超低功耗,在手持產(chǎn)品中優(yōu)勢突出;
EFM32是全球最低功耗的32位微控制器,它具有5種功耗模式,在RTC在運行,LEUART、LCD控制器、DMA可運行的EM2模式下,功耗電流僅為900nA,在關斷模式Em4,功耗電流僅20nA.優(yōu)異的MCU低功耗特性將為延長產(chǎn)品的電池壽命起到極其關鍵的作用。為了滿足低功耗應用場合的需求,EFM32具有完善的低功耗工作機制和極低功耗的外設,通過PRS與DMA的結合,串行口喚醒系統(tǒng)極其方便。
EFM32具有低功耗性能優(yōu)異的外設:片上12bit的ADC在1Msps的速率下,功耗電流僅需350μA;模擬比較器工作僅需100nA;全功能的LEUART,在9600bps的速率下,功耗電流僅需150nA;AES執(zhí)行128/256bit AES加/解密僅需54/75個時鐘周期,可結合芯片唯一ID對芯片進行軟件代碼加密功能。
高集成度、高性能,極快的打印處理速度;
EFM32是Cortex-M3內(nèi)核,內(nèi)核的指令效率以及代碼密度比傳統(tǒng)的8位單片機高,尤其是在算法處理方面具有比較大的優(yōu)勢。EFM32具有更快地處理、響應外設事件的能力,它的UART接口最高速率達8Mbit/s,極強的打印數(shù)據(jù)傳輸能力;便捷的位帶操作,在打印處理復雜數(shù)據(jù)操作、打印效果時極其有優(yōu)勢。除此外,EFM32片上集成USB接口、LCD/TFT驅動器、智能卡ISO7816接口、IrDA調(diào)制解調(diào)模塊等資源,豐富的集成外設為不同的系統(tǒng)應用提供多樣性的選擇,例如EFM32單芯片完成手持POS方案、票務打印機方案等應用。
可擴展性良好;
EFM32的TG、G、GG系列之間具有良好的兼容性,同系列型號的芯片是pin-pin兼容,保證用戶在統(tǒng)一的硬件平臺上,可進行不同功能需求的裁剪。Flash資源從最低的4KB~1024KB,RAM資源從2KB~128KB.
總結
EFM32內(nèi)核采用運算控制性能突出的Cortex-M3設計,極大地提高了打印機的打印速度和豐富了可實現(xiàn)的打印效果,它的UART最高速率達8Mbit/s,為高速的打印數(shù)據(jù)傳輸提供了基礎。EFM32具有豐富的外設,為系統(tǒng)擴展功能及降低成本提供了條件。
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( 發(fā)表人:小蘭 )

