热敏打印机直驱开发

luoshi129

应公司要求，最近的工作内容是做热敏打印机直接用GPIO驱动，添加字库字符调用功能实现图形打印，并兼容ESC/POS指令集。特此记录一下，以备将来查阅和整理。首先，开始驱动打印机，让打印机跑起来。

    先来一段拷贝，说明一下要开发的产品微型热敏打印机芯特点：

    微型热敏打印机打印更均匀、运行更平稳；机芯具有体积小,工作电压宽(3.5~8.5 DC V),高效等特点。独特的设计使得热敏打印机机芯具有易装纸，高可靠性特点；该机芯在与我公司的热敏打印机机芯仅为与整机连接的FPC 的长度为加长型（120mm）外，其它性能、结构均为相同，因热敏打印机机芯配置的其与整机PCB 连接的FPC 长度为足够的长，因此便于直接与整机的PCB 连接，可以省去通常的转接板，也便于生产装配和维修之操作性。热敏打印机在安装结构及电器插口与日本富士通公司的FTP-628MCL101 机芯相兼容,适用于微型热敏票据打印机以及热敏票据打印电子收款机等.

上图中，PHE和PHK为光传感器发射级和阴级，VSEN(LPT_VDD)为光传感器电源。光传感器在进纸口下部，它们的作用是检测是否有纸。VH为打印机电源。DI和CLK为打印机数据和时钟输入口。STB1到STB6为选通脉冲。由于打印机加热对电量需求较大，所以开发者可以根据自身的设备调节选通信号的选通顺序，以达到分散加热，以防电流过大，设备无法运行的目的。LAT是数据锁存控制，DO是打印数据输出。在启动加热之前，需要先通过DI和CLK输入点阵数据，然后拉低LAT脚100ns以上将数据锁存。

打印机每行有384个点，点距为0.125mm。每个点1bite数据表示，所以每行48byte。以下是输入数据代码：

    static int jx_write_line(unsigned char *p)
    {
     int i, j;
     int ret = 0;
     unsigned char data;
     int *tmp = (int *)p;
     
     for(j=0; j<48; j++){
         data = p[j];
         for(i=0; i<8; i++)
         {
             if((data&0x80) == 0) gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_DIN, 0);
             else gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_DIN, 1);
              
             data = data << 1;
             ndelay(twCLK_DELAY);
             gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_CLK, 1);
             ndelay(twCLK_DELAY);
             gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_CLK, 0);
         }
     }
     gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_LAT, 0);
     ndelay(twLAT_DELAY);
     gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_LAT, 1);
     ndelay(setup_LAT_DELAY);
     return 0;
    }

接下来是打印机的步进机了。以下是步进机原理图：

由图可知，步进机由定子和转子组成。通过给四个位置上电驱动里边的转子移动，步进机有两相三相四相等等。热敏打印机 的步进电机采用1-2 相驱动方式，有4 个位置。MT/A（正），MT/A（负），MT/B（正），MT/B（负）。以下是热敏打印机采用的步进机控制时序图：

由上图可知，步进机行进一点行的上电时序为：从A（正）单独加电到A（负）单独上电，由步进机原理图可知，行进一点行相应的步进机跑了半圈。由此我们的行进方式应该为前后半圈交替的顺序。以下是步进机驱动代码：


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    if (line == 0) {
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AP, 1); //STEP1
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BP, 0);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AN, 0);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BN, 1);
         MOTOR_DELAY;
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AP, 0); //STEP2
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BP, 0);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AN, 0);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BN, 1);
         MOTOR_DELAY;
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AP, 0); //STEP3
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BP, 0);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AN, 1);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BN, 1);
         MOTOR_DELAY;
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AP, 0); //STEP4
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BP, 0);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AN, 1);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BN, 0);
     } else {
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AP, 0); //STEP1
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BP, 1);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AN, 1);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BN, 0);
         MOTOR_DELAY;
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AP, 0); //STEP2
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BP, 1);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AN, 0);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BN, 0);
         MOTOR_DELAY;
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AP, 1); //STEP3
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BP, 1);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AN, 0);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BN, 0);
         MOTOR_DELAY;
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AP, 1); //STEP4
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BP, 0);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_AN, 0);
         gpio_set_value(IUNIN_GPIO_LPT_MOT_BN, 0);
     }

代码中， MOTOR_DELAY 为步进机行进等待时间，在此时间内，我们可以驱动 STB1 到 STB6 的选通脉冲。驱动方式根据设备供电能力分时段分别对 STB1 到 STB6 进行加热，也可以调节加热时长和频率，以达到调节灰度级的效果。

自此， 热敏打印机能打点了，基本驱动实现。接下来是优化的过程了。。。