基于單片機(jī)的噴墨打印機(jī)控制技術(shù)

 摘要：介紹一種采用MCS51系列單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)Hewlett Packard DESKJET 600/800系列噴墨打印機(jī)的硬件接口設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)方法。以控制打印機(jī)實(shí)現(xiàn)表格打印功能為例，給出了用C51語(yǔ)言編寫(xiě)的一系列相關(guān)基本控制程序。

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中最常用的輸出打印設(shè)備是微型打印機(jī)，例如TP系列、UP系列打印機(jī)等，對(duì)它們的控制技術(shù)也較為成熟。但是近年來(lái)隨著通用打印機(jī)的廣泛使用，微型打印機(jī)的缺點(diǎn)也日益明顯：一是通用性及互換性不強(qiáng)；二是打印輸出文檔的幅面過(guò)小，不便于裝訂及存檔。而通用打印機(jī)都配有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)并行接口(CENTRONICS)和串行接口(RS232／422)，紙張大小可任意選擇。這些特點(diǎn)是微型打印機(jī)所無(wú)法抗衡的。因此在越來(lái)越多的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中逐漸趨向于使用通用打印?魑?蠐∈涑鏨璞浮１疚慕檣芰艘訫CS-51系列單片機(jī)為核心，通過(guò)CENTRONICS國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)8位并行接口控制驅(qū)動(dòng)HP-DJ 600／800系列噴墨打印機(jī)的硬件接口電路沒(méi)計(jì)方法及控制程序設(shè)計(jì)方法。

1 CENT日ONICS接口標(biāo)準(zhǔn)

HP-DJ 600／800 系列噴墨打印機(jī)采用與C正N-TRONICS標(biāo)準(zhǔn)兼容的并行打印機(jī)接口，接口各引腳信號(hào)的定義如表1所示。

表1 CENTRONICS接口信號(hào)

2 硬件設(shè)計(jì)

本著統(tǒng)一編址控制的原則，硬件原理如圖1所示。

本設(shè)計(jì)采用MCS-51系列的89C52型單片機(jī)，其內(nèi)部有8K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器，盡可滿足本設(shè)計(jì)的程序、表格的存儲(chǔ)要求。在外部擴(kuò)展了一片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器62256作為打印數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，RAM62256的存儲(chǔ)容量為32K字節(jié)，可以存放大量的打印數(shù)據(jù)。從原理框圖可看出，RAM62256的片選CS端由單片機(jī)的P2．7口控制，因此RAM的地址范圍為：0000H～7FFFH。

本設(shè)計(jì)采用查詢方式進(jìn)行打印驅(qū)動(dòng)控制，單片機(jī)與打印機(jī)的接口包括如下內(nèi)容：

(1)單片機(jī)的八位數(shù)據(jù)線通過(guò)74LS377鎖存后與打印機(jī)的八位數(shù)據(jù)線相連，傳送打印數(shù)據(jù)。單片機(jī)的P2．7口通過(guò)74LS04反相后與74LS377的G端相連，因此單片機(jī)向打印機(jī)傳送數(shù)據(jù)的口地址為8000H。

(2)單片機(jī)的P1．0口提供數(shù)據(jù)選通信號(hào)，它與打印機(jī)STB端連接，進(jìn)行將打印數(shù)據(jù)送打印機(jī)的選通控制。

(3)單片機(jī)的P1．1口接打印機(jī)的BUSY端，以BUSY信號(hào)作為打印機(jī)"忙"或"閑"狀態(tài)查詢信號(hào)。

3 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)控制打印機(jī)的軟件設(shè)計(jì)

3．1打印機(jī)的控制方法

系統(tǒng)上電后，當(dāng)需要打印的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)線上時(shí)，只要主機(jī)向打印機(jī)的STB端發(fā)一個(gè)負(fù)脈沖，就把數(shù)據(jù)送入了打印機(jī)。本設(shè)計(jì)對(duì)打印機(jī)的控制采取查詢等待方式。首先主機(jī)讀打印機(jī)BUSY線，如果BUSY為高電子則表示打印機(jī)正"忙"，禁止接收數(shù)據(jù)，需等待。當(dāng)打印機(jī)取走數(shù)據(jù)并處理完畢后，BUSY線被置為閑(低電平)，同時(shí)輸出應(yīng)答脈沖ACK通知主機(jī)，可以再次輸入數(shù)據(jù)。控制時(shí)序如圖2所示。

STB為數(shù)據(jù)選通信號(hào)，打印機(jī)在其上升沿時(shí)讀入數(shù)據(jù)。當(dāng)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)后，需要有0．5μs以上的延時(shí)才能向STB線發(fā)負(fù)脈沖，即圖2中的t1值不小于0．5μs；當(dāng)STB信號(hào)從高電平變?yōu)榈?a target="_blank">電子后，要保證負(fù)脈沖的寬度，亦即圖2中的t2值不小于0．5μs；當(dāng)STB信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖胶?，要保證有0．5μs以上的延時(shí)，亦即圖2中的t3值不小于0．5μs，以確保打印機(jī)將數(shù)據(jù)可靠讀入?？刂屏鞒桃?jiàn)圖3所示。

無(wú)論打印機(jī)打印輸出的是文字還是圖形，主機(jī)向其發(fā)送的．皆是一系列以字節(jié)為單位的數(shù)據(jù)，因此如何向打印機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)是關(guān)鍵所在。以下為一數(shù)據(jù)發(fā)送程序?qū)?/P>

3．2 控制程序設(shè)計(jì)

HP-DJ 600／800系列噴墨打印機(jī)使用HP PCLLEVEL 3語(yǔ)言，而在單片機(jī)控制系統(tǒng)中使用十六進(jìn)制代碼。因此在以下程序設(shè)計(jì)中，將PCL命令全部替換為用十六進(jìn)制代碼表示。

在單片機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，打印機(jī)最常用的功能是將控制系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果打印出來(lái)。下面通過(guò)如何實(shí)現(xiàn)一張表格的打印來(lái)具體說(shuō)明單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)噴墨打印機(jī)的軟件設(shè)計(jì)方法。

需要打印的表格如表2所示。首先在windows界面的"附件"的"畫(huà)圖"中制作好如表2的表格，將其保存為文件名：REPORT．BMP，并且在向單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中燒寫(xiě)程序代碼時(shí)將此BMP文檔代碼一并寫(xiě)入，存放在以BMP_ADDR為起始地址的程序區(qū)內(nèi)。BMP_ ADDR的值由所制作的表格大小決定，表格的寬度和長(zhǎng)度分別用paper_width和paper_length表示。

表2 需打印的表格

由流程圖4可看出，首項(xiàng)工作是由主機(jī)向打印機(jī)發(fā)送命令，利用軟件實(shí)現(xiàn)打印機(jī)的初始化。初始化的內(nèi)容包括紙張型號(hào)、文本長(zhǎng)度、上下邊距、左右邊距的設(shè)置等。在本設(shè)計(jì)中初始化程序如下：

打印機(jī)初始化完成后，將打印緩沖區(qū)清零。這個(gè)打印緩沖區(qū)實(shí)際上就是位于外部RAM 62256內(nèi)的一段存儲(chǔ)區(qū)域，RAM 62256的地址范圍是0000H~7FFFH，在本設(shè)計(jì)中將打印緩沖區(qū)的首地址定義為0000H。為了書(shū)寫(xiě)方便在以下的程序中用PRINT_BUF表示這個(gè)地址值。接著將ROM中以BMP_ADDR為首址的內(nèi)容讀出并寫(xiě)入首址為PRINT_BUF的打印緩沖區(qū)內(nèi)，其代碼長(zhǎng)度即所設(shè)定 打印數(shù)據(jù)全部存入打印緩沖區(qū)后，只要主機(jī)向打印機(jī)發(fā)開(kāi)始打印命令，將打印緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)按字節(jié)依次發(fā)往打印機(jī)，一張符合要求的表格即打印出來(lái)了。具體程序如下：

打印數(shù)據(jù)全部存入打印緩沖區(qū)后，只要主機(jī)向打印機(jī)發(fā)開(kāi)始打印命令，將打印緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)按字節(jié)依次發(fā)往打印機(jī)，一長(zhǎng)符合要求的表格即打印出來(lái)了。具體程序如下：

所設(shè)計(jì)的MCS-51系列單片機(jī)與噴墨打印機(jī)的硬件接口和程序在衡陽(yáng)無(wú)線電總廠的多種測(cè)試儀器中應(yīng)用，效果良好。該硬件接口和軟件編程方法具有一定的通用性，適用于采用HP PCL LEVEL 3打印機(jī)命令語(yǔ)言并且配有Centronics并行接口的各種打印機(jī)，只需在程序中根據(jù)不同機(jī)型修改個(gè)別參數(shù)值，即可實(shí)現(xiàn)打印輸出。