为称重仪表设计热敏打印模块

　　随着称重技术的日益进步, 其周边配套设施也日益完善, 尤其是打印机方面。因为很多时候用户都需要保存或打印称重记录, 用以数据的核对和备份。而一般自带微打的仪表, 都是配置针式微打, 其换纸不方便、打印浓度深浅不一等缺点一直是用户提出意见较多的地方。而且针式微打还有噪音大、色带易耗损的缺点, 都是其自身工作特性所决定的, 不能彻底解决。针对以上情况, 再结合市场调研, 我们认为采用热敏打印的方式可以很好地解决这些问题。

　　首先, 现在热敏打印机芯多采用易装纸结构,开盖、放纸、合盖瞬间完成, 操作非常简单。即使遇到卡纸情况, 普通用户也能自己解决, 无需专业技术人员进行专门维护, 具有良好的普及性。而且还有自带切纸刀的机芯, 不仅方便用户, 而且减少因撕纸方式不当而造成的机芯损坏, 让机芯更经久耐用。

　　其次, 热敏打印较针式打印分辨率高, 普遍采用的是 48mm 打印 384 个点的方案, 不仅可清晰打印出条形码, 配合条码扫描仪使用外, 还能打印出各种自定义图形, 如公司的 LOGO 等, 而且打印字体美观、速度快、噪音小, 可广泛适用于各种场合。但热敏打印一个较大的缺点, 就是打印的记录不能永久保存, 一般在遮光条件下能保存 1~3 年, 如使用特殊热敏纸也只能达到 10 年, 而且只能在室内使用, 不能与太阳光直接接触, 限制了其使用环境。但瑕不掩瑜, 热敏微打较针式微打的优点还是非常明显的。

　　以下是设计打印模块过程:

　　在元器件的选择方面, 打印部分是最重要的环节。从理论上说, 开发者可以自行设计用热敏头片、步进电机、温度传感器等组成一个打印机, 但一般来说直接选用生产商的热敏打印机芯会较为方便,因其已内置了逻辑电路, 接收控制芯片的操控, 简化开发难度, 而且从专业化生产角度来看, 他们这些专门的生产商长时间对热敏打印的研究及积累的丰富经验是我们没有的, 使用他们生产的专业热敏机芯会更安全、快捷、省心。而在众多品牌中, 我们选用了 APS 的打印机芯 ELM205。首先是因为它是易装纸结构, 解决了用户换纸麻烦的问题; 其次,它的打印宽度为 48mm, 纸宽 54mm, 尺寸和我们针式微打常用的 EPSON 的 150II 相同, 具有良好的可替换性; 再有它内置头片温度传感器、缺纸检测光耦, 开发起来非常方便; 而更重要的是它不仅具有良好的性价比, 还能提供配套的嵌入式外壳, 进一步降低开发难度, 缩短开发周期。

　　在控制芯片的选择上, 我们需要一块高速可配合打印机芯工作、体积小适合线路板设计、低成本的微控制器。而 NXP 的 P89LPC934 恰能满足我们的需求。LPC934 采用了高性能的处理器结构, 指令执行时间只需 2~4 个时钟周期, 6 倍于标准 80C51器件, 而且集成许多系统级功能, 可大大减少元器件数目、电路板面积以及系统成本。例如其自带一个 8 位逐步逼近式模数转换模块( ADC1) , 可直接测量打印机芯的温度传感器变化; 模拟比较器检测缺纸信号; I2C 总线接口或 SPI 串行外围接口与对应的字库芯片连接; 看门狗定时器防止程序意外跑飞;内部数据 EEPROM让控制板保存重要参数; FLASH程序存储器提供在电路编程 ( ICP) 、在系统编程( ISP) 以及在应用中编程( IAP) , 方便程序下载调试。