１ 引⾔
⾃从20世纪70年代问世以后，单⽚机作为微型计算机⼀个很重要的分⽀，应⽤⼴泛，发展迅速，已对很多领域产⽣了重⼤影响。尤其是美国Intel公司⽣产的MCS-51系列单⽚机，由于其具有集成度⾼、处理功能强、可靠性好、系统结构简单、价格低廉、易于使⽤等优点，在我国已经得到⼴泛使⽤，并已经在各个技术领域得到了迅猛发展。
随着普通打印机价格的下降，它们在单⽚机系统的应⽤也逐渐增多。微型打印机是⼀种通过单⽚机控制编程，可以⾃动完成⼀定打印任务作业的机械装置。微型打印机具有多功能超⼩体积、可电池供电和便于随⾝携带的特点。例如GP系列和μP系列打印机都是点阵式打印机，因为打印机内部有⼀个单⽚机系统，并固化有控打程序，智能化程度很⾼。打印机启动后，由内部单⽚机执⾏程序，就可以接受和分析主机送来的数据和命令，然后通过控制电路，实现对打印头机械动作的控制，进⾏打印。微型打印机可⼴泛使⽤在超市、便利店、餐饮服务、商场打印票据等，可满⾜不同使⽤⼈员的要求。 本设计可以实现打印预先设定的汉字和0～9⼗个数字，可以应⽤在⾷堂、超市等地，⽤来打印⼩票并可以其显⽰相关信息。因此微型打印机以其⼩型化、多功能等特点⼴泛应⽤在⽣产、销售等领域，为⼈们带来了极⼤的⽅便。
2 设计要求
（1） ⽀持多种打印命令，命令代码均为单字节，格式简单。
（2） 可输出标准的数字、在程序中所设定的汉字和英⽂字符。
（3） 要求简单实⽤、有⾼可靠性、良好的性能价格⽐以及体积⼩，⽅便携带。无压锅炉
3 系统组成
印花交联剂 本设计由微型打印机、单⽚机、键盘、液晶显⽰器和电源模块等五部分组成，系统框图如图3-1所⽰。其中单⽚机部分的作⽤是控制微型打印机、键盘和液晶显⽰器；键盘⽤来输⼊要打印的信息；显⽰器⽤来显⽰所打印的内容；电源模块则为整个电路提供电源。
4 硬件部分设计
4.1 打印机部分
打印机是⼀种复杂⽽精密的机械电⼦装置，⽆论哪种打印机，其结构基本上都可分为机械装置和控
制电路两部分，这两部分是密切相关的。机械装置包括打印头、字车机构、⾛纸机构、⾊带传动机构、墨⽔（墨粉）供给机构以及硒⿎传动机构等等，它们都是打印机系统的执⾏机构，由控制电路统⼀协调和控制；⽽打印机的控制电路则包括CPU主控电路，驱动电路，输⼊输出接⼝电路及检测电路等。 下⾯介绍打印机⼀般原理：打印机是⼩型机电⼀体化系统。机械部分为执⾏机构，在机内CPU及驱动电路控制下完成“数据”打印。打印机的⼀般构成及⼯作原理如下图4-1所⽰：高压阻尼线
虽然打印机的外观千变万化，打印出来的图形，⾊彩也各不相同，但从原理上，我们可将常⽤的打印机分为三种类型：针式打印机、喷墨打印机和激光打印机。下⾯重点介绍⼀下针式打印机的结构和⼯作原理。
4.1.1 针式打印机
（1） 针式打印机的⼯作原理
主机送来的代码，经过打印机输⼊接⼝电路的处理后送⾄打印机的主控电路，在控制程序的控制下，产⽣字符或图形的编码，驱动打印头打印⼀列的点阵图形，同时字车横向运动，产⽣列间距或字
间距，再打印下⼀列，逐列进⾏打印；⼀⾏打印完毕后，启动⾛纸机构进纸，产⽣⾏距，同时打印头回车换⾏，打印下⼀⾏；上述过程反复进⾏，直到打印完毕。
（2） 针式打印机的结构
针式打印机关键在于其打印头的结构。打印头的结构⽐较复杂，可分为打印针，驱动线圈，定位器，激励盘等。简单的说，打印头的⼯作过程是这样的：当打印头从驱动电路获得⼀个电流脉冲时，电磁铁的驱动线圈就产⽣磁场吸引打印针衔铁，带动打印针击打⾊带，在打印纸上打出⼀个点的图形。因其直接执⾏打印功能的是打印针，所以这类打印机被称为针式打印机。
针式打印机的种类繁多，型式各异，⼀般分为打印机械装置和控制与驱动电路两⼤部分。针式打印机在正常⼯作时有三种运动，即打印头的横向运动、打印纸的纵向运动和打印针的击针运动。这些运动都是由软件控制驱动系统通过⼀些精密机械进⾏的。
打印机械装置主要包括字车与传动机构、打印针控制机构、⾊带驱动机构，⾛纸机构和打印机状态传感器，这些机构都为精密机械装置，以保证各种机构能实现下⾯的各种运动。
① 字车与传动机构 字车是打印头的载体，打印头通过字车传动系统实现横向左、右移动，再由打印针撞击⾊带⽽印字。字车的动⼒源⼀般都⽤步进电动机，通过传动装置将步进电动机的转动变为字车的横向移动。⼀般⽤钢丝绳或同步齿形带进⾏传动。
② 打印针控制机构 打印针是正确打印的关键。打印针控制机构实现打印针的出针和收针动作。通常利⽤电磁原理控制打印针的动作。 ③ ⾊带驱动机构 打印针撞击⾊带，⾊带上的印油在打印纸上印出字符或图形。在打印过程中，打印头左、右移动时，⾊带驱动机构驱动⾊带也同时循环往复转动，不断改变⾊带被打印针撞击的部位，保证⾊带均匀磨损，从⽽既延长了⾊带的使⽤寿命，⼜保证了打印出的字符或图形颜⾊均匀。 ⾊带驱动机构⼀般利⽤字车电动机带动同步齿形带(如LQ-1600K)或钢(尼龙)丝绳驱动⾊带铀转动，也可采⽤两个单独的电动机(如某些彩⾊打印机)分别带动⾊带正、反向⾛带。
④ ⾛纸机构 该机构实现打印纸的纵向移动。当打印完⼀⾏后，由它⾛纸换⾏。⾛纸⽅式⼀般有摩擦⾛纸、齿轮馈送和压纸滚筒馈送等。其动⼒⽅式为通过牵引机构将步进电动机的转动转变为⾛纸移动。
⑤ 打印机状态传感器 对于不同的打印机来说，传感器的设置情况不同。通常有原始位置传感器(检测字车是否停在左边原始位置上)、
⑤ 打印机状态传感器 对于不同的打印机来说，传感器的设置情况不同。通常有原始位置传感器(检测字车是否停在左边原始位置上)、纸尽传感器(检测所装的打印纸是否⽤完，⽤完则报警)、计时传感器(检测字车的瞬时位置)和机盖状态传感器(检测正在打印中的异常开打印机盖操作)等等。
（3） 针式打印机的特点
针式打印机由于采⽤的是机械击打式的打印头，因此穿透⼒很强，能打印多层复写纸，具备拷贝功能，另外还能打印不限长度的连续纸。使⽤的耗材是⾊带，在三种打印机中是最廉价的⼀种。其缺点就是体积、重量都较⼤，打印噪⾳⼤，精度低，速度慢，⼀般⽆打印彩⾊图像功能。适合有专门要求的专业应⽤场合，例如财务、税务、⾦融机构等等。常见的机型有EPSON的LQ系列，如LQ－680K；STAR的AR、CR系列，如AR－6400等。
4.1.2 喷墨打印机和激光打印机
（1） 喷墨打印机
喷墨打印机的⼯作原理基本与针式打印机相同，这两者的本质区别就在于打印头的结构。喷墨打印机的打印头，是由成百上千个直径极其微⼩（约⼏微⽶）的墨⽔通道组成。当打印头的控制电路接收到驱动信号后，即驱动这些执⾏单元产⽣振动，将通道内的墨⽔挤压喷出；或产⽣⾼温，加热通道内的墨⽔，产⽣⽓泡，将墨⽔喷出喷孔；喷出的墨⽔到达打印纸，即产⽣图形。这就是压电式和⽓泡式喷墨打印头的基本原理。
喷墨打印机打印精度⾼，通常都能打印彩⾊图像，⽽且体积及重量都可以做的⾮常⼩巧，甚⾄能随⾝
携带打印，打印时的噪⾳也很⼩。因此喷墨打印机的使⽤成本很⾼。同时，也不具备拷贝和打连续纸功能。适合对打印质量要求⾼但数量较⼩的场合，如家庭，⼩型办公室等等。常见的机型有EPSON的STYLUS PHOTO系列，如STYLUS PHOTO 900；CANON的i系列，如i6500、i355等。
（2） 激光打印机
激光打印机与针式、喷墨打印机的⼀个本质的区别在于：激光打印机打印⼀次成像⼀整页，是逐页打印；⽽针式和喷墨打印机都是打印头⼀次来回打印⼀⾏，是逐⾏打印。因此，相同打印要求下，激光打印机的打印速度要⽐针式打印机和喷墨打印机要快，这也是激光打印机的⼀个优势所在。激光打印机的打印精度也很⾼，基本上与喷墨打印机⽆太⼤区别。能打印彩⾊图像，且对打印介质的要求没有喷墨打印机那么⾼。打印的速度是三种打印机中最快的，⽽且噪⾳也很⼩。但体积和重量相对喷墨打印机要⼤。只能逐页打印，⽆拷贝和打印连续纸功能。适合打印数量⼤，任务重的场合，如⼤型商务机构，设计、印刷领域等等。常见的机型有惠普HP的LaserJet系列，如
LaserJet1010，Color LaserJet 8550等。
4.1.3 微型打印机回转窑烧嘴
微型打印机，简称微打，是针对通⽤打印机⽽⾔的，具有处理票据较窄、整机体积较⼩、操作电压
较低的特点。它是⼴⼤打印机家族中⼀个细⼩⽽特别的种类，在通常的IT刊物、杂志及各类市场调查报告中，微型打印机均鲜有提及，甚⾄被忽略不记。以致⼀般的⼈虽然在⽣活中经常见到，然⽽对其缺乏必要的认识和了解。但作为特种打印机系列⼀个重要的组成部分，微打的市场需求⽇渐扩⼤，应⽤也越来越⼴泛，越来越多的通⽤打印机⼚商也开始涉及微打领域。
（1） 微型打印机的分类
微型打印机具有体积⼩巧、价格低廉、功能多样的特点，所以在越来越多的领域得到了⼴泛的应⽤。下⾯按不同的⽅式对微型打印机进⾏分类：
① 按打印原理分：针式（细分为字轮式、梭式点阵式、9针点阵式、24针点阵式）、热敏式（细分为列式热敏式、⾏式热敏式）、喷墨式、热转印、激光式（后⾯两种打印⽅式的微型机较少）。
② 按应⽤分：由于微型打印机在各⾏业应⽤⼗分⼴泛，所以分成在⾦融零售业的ECR（⾼效消费者响应）、POS、交通运输业上的打票机、服务⾏业的排队机等。
③ 按通信⽅式分：有线通信（串⼝、并⼝、USB或⽹⼝）、⽆线通信（运⽤IrDA和Bluetooth技术）。
（2）针式微型打印机与热敏微型打印机的⽐较
①基本⼯作原理
针式微型打印机⾄少由以下基本关键部件组成：打印机芯、打印控制器、电源和外壳，⽽打印机芯⼜由打印头和字车电机运动机构、⾛纸电机运动机构以及各种传感器等组成。
针式微打是通过控制打印头运动和⾛纸运动，并控制打印头出针击打⾊带和打印纸，把⾊带上相应点的墨汁印在打印纸上，从⽽在纸上打出所需的信息。直热⾏式热敏微打，其热敏头由⼀排紧密均匀排列的特殊材料的可加热电阻组成，每个单元电阻对应⼀个点，控制其不同点的通电即可对相应的点加热，⽽与其紧密接触的带热敏涂层的热敏纸受热就可以印出相应的点信息，再同时通过⾛纸的控制，就可以打印出各种信息。另⼀种热敏微打——热转印微打，其⼯作原理与直热式热敏机基本相同，不同之处在于：热转印微打通过加热带热敏涂层的碳带，把相应碳带加热点上的涂层材料转印到普通的打印纸上。
②性能表现
主要是热敏微打的速度是针式微打的⼏倍。
总之，直热式热敏微打主要在噪声、速度和分辨率上优于针式微打，⽽针式微打却在拷贝能⼒和打印后纸张的保存效果（热转印式除外）上优于直热式热敏微打，这些各⾃的优点奠定了这两⼤类的微打在不同应⽤领域受青睐的地位。
随着国内电⼦政务、电⼦商务的迅速发展，以及⼯商、税务电⼦监控等政策的逐渐实施，对发票和税控收据的⾃动打印要求将越来越⼴泛，商业收款和税控发票打印也就成为微型打印机应⽤最为⼴泛的领域，⽽热敏式、9针串⾏点阵式打印⽅式则在此领域应⽤最为⼴泛。 此外，随着微型打印机技术的发展，各种新型的微型打印机也慢慢⾛向市场，如便携式微型打印机，它在⽔、电、燃⽓等抄表业务中得到了很好的推⼴。相对于传统的⼿⼯抄表，然后录⼊电脑，再由电脑打印出单据送到⽤户⼿中，便携式微打表现出了极⼤的⽅便性。类似的应⽤还有⽕车上的移动式补票机等。
4.2单⽚机芯⽚部分
4.2单⽚机芯⽚部分
89S52是标准的40引脚双列直插式集成电路芯⽚[1]，引脚排列请参见下图4-2：
4.4.5 HY-12864的应⽤
上⾯是液晶显⽰器HY12864 与单⽚机89S52的接⼝电路。控制电路为直接访问⽅式的接⼝电路[11]。电路原理图如上图所⽰：
单⽚机的P0端⼝直接与显⽰器的数据端⼝相连；电位器⽤来调节显⽰器屏幕亮度，⽽负电源由显⽰器本⾝提供；单⽚机的读写信号端⼝通过与⾮门控制显⽰器的读写使能端，⾼电平时数据被读出，下降沿时数据被锁存即写⼊列驱动器；P2.3⼝控制芯⽚⽚选端（第⼆个列驱动器），P2.2⼝控制芯⽚⽚选端（第⼀个列驱动器），且⼆者均为低电平有效；P2.1⼝控制读写选通信号，输⼊低电平时写选通，本设计不需读⼊，所以只要低电平即可；P2.0⼝控制数据指令选择信号，⾼电平为数据操作，低电平写指令或读状态，即先为0写⼊控制字再为1写⼊数据代码确定什么字。
4.5 键盘部分
4.5.1 单⽚机键盘和键盘接⼝概述
单⽚机使⽤的键盘可分为独⽴式和矩阵式两种。独⽴式实际上就是⼀组相互独⽴的按键，这些按键可直接与单⽚机的I/O接⼝连接，其⽅法是每个按键独占⼀条⼝线，接⼝简单[12]。矩阵式键盘也称⾏列式键盘，因为键的数⽬较多，所以键按⾏列组成矩阵（如图4-8所⽰）。
按⼀个键到键的功能被执⾏主要应包括两项⼯作：⼀是键的识别，即在键盘中出被按的是哪个键，另⼀项是键功能的实现。第⼀项⼯作是使⽤接⼝电路实现的，⽽第⼆项⼯作则是通过执⾏中断服务程序来完成。下⾯来介绍键盘接⼝问题[13]。
具体来说，键盘接⼝应完成以下操作功能：
a 键盘扫描，以判定是否有键被按下（称之为“闭合键”）。
b 键识别，以确定闭合键的⾏列位置。出货管理系统
c 产⽣闭合键的键码。
d 排除多键、串键（复按）及去抖动。
这些内容通常是以软硬件结合的⽅式来完成的，即在软件的配合下由接⼝电路来完成。但具体那些由硬件完成由软件完成，要看接⼝电路的情况。总的原则是，硬件复杂软件就简单，硬件简单软件就得复杂⼀些。
可以为MCS-51单⽚机实现键盘接⼝的⽅法和接⼝芯⽚有：
a 使⽤单⽚机芯⽚本⾝的并/串⾏⼝
b 使⽤通⽤接⼝芯⽚（例如8255、8155等）/专⽤接⼝芯⽚8279
4.5.2 单⽚机键盘接⼝和键功能的实现
（1） 键盘接⼝处理内容
① 键扫描
键盘上的键按⾏列组成矩阵，在⾏列的交点上都对应有⼀个键。为判定有⽆键被按下（闭合键）以及被按键的位置，可使⽤两种⽅法：扫描法和翻转法，其中以扫描法使⽤较为普遍。因此下⾯以扫描法为例，说明查闭合键的⽅法。现以图4-9所⽰的4⾏×4列键盘为例，对键扫描进⾏说明。
5 软件部分
无纺布折叠机
根据程序设计步骤流程图（图5-1），准备本次设计所需要的整体流程图和部分流程图。
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