驱动机芯步进电机 - 微型串口打印机应用案例分析
LT2221热敏打印机芯的进纸操作由机芯内的步进电机完成。LT2221步进电机的驱动电路原理图,原理图如下图所示。
步进电机驱动电路原理图
驱动电路由A3967步进电机驱动芯片构成,A3967是一种内嵌逻辑变换的完全步进电机驱动芯片。驱动电路的接口信号说明如下表所示。当电机驱动芯片的STEP端输入信号的上升沿来临时,电机会转动一步。
7、字库芯片驱动
微型打印机采用字库芯片GT21L24S1W实现对字库数据的提取。GT21L24S1W是一款内含24*24点阵的汉字芯片,支持GB2312国标简体汉字、ASCII字符。排列格式为横置横排。通过字符内码,利用数据手册提供的方法计算出该字符点阵在芯片中的地址,就可从该地址连续读出字符点阵信息。
字库芯片GT21L24S1W芯片采用SPI串行总线接口,节省I/O口;时钟频率最大可达30MHz,可实现快速点阵数据读取。
软件设计流程
在微型串口热敏打印机的控制中,程序按照功能不同,可以划分为以下5个模块:
数据接收模块:接收上位机的数据放入缓冲区。
数据处理模块:从缓冲区取数据,进行数据处理,若是命令字则转去执行相应的命令程序;若是可打印字符或汉字则从字库读取出其相应的打印点阵数据,放入打印缓冲区。
热敏打印头过热保护模块:热敏打印头温度过高时,切断打印头电源,停止打印,保护打印头。
检测模块:实时检测滚筒状态以及纸张情况,当滚筒打开或者缺纸时,都要切断电源,停止打印。
打印数据模块:完成打印数据加载、锁存,控制打印头加热以及驱动步进电机走纸。
方案优势
相对于传统的8位、16位单片机实现的微型打印机方案,基于EFM32实现的本方案具有以下优势:
超低功耗,在手持产品中优势突出;
EFM32是全球最低功耗的32位微控制器,它具有5种功耗模式,在RTC在运行,LEUART、LCD控制器、DMA可运行的EM2模式下,功耗电流仅为900nA,在关断模式Em4,功耗电流仅20nA.优异的MCU低功耗特性将为延长产品的电池寿命起到极其关键的作用。为了满足低功耗应用场合的需求,EFM32具有完善的低功耗工作机制和极低功耗的外设,通过PRS与DMA的结合,串行口唤醒系统极其方便。
EFM32具有低功耗性能优异的外设:片上12bit的ADC在1Msps的速率下,功耗电流仅需350μA;模拟比较器工作仅需100nA;全功能的LEUART,在9600bps的速率下,功耗电流仅需150nA;AES执行128/256bit AES加/解密仅需54/75个时钟周期,可结合芯片唯一ID对芯片进行软件代码加密功能。
高集成度、高性能,极快的打印处理速度;
EFM32是Cortex-M3内核,内核的指令效率以及代码密度比传统的8位单片机高,尤其是在算法处理方面具有比较大的优势。EFM32具有更快地处理、响应外设事件的能力,它的UART接口最高速率达8Mbit/s,极强的打印数据传输能力;便捷的位带操作,在打印处理复杂数据操作、打印效果时极其有优势。除此外,EFM32片上集成USB接口、LCD/TFT驱动器、智能卡ISO7816接口、IrDA调制解调模块等资源,丰富的集成外设为不同的系统应用提供多样性的选择,例如EFM32单芯片完成手持POS方案、票务打印机方案等应用。
可扩展性良好;
EFM32的TG、G、GG系列之间具有良好的兼容性,同系列型号的芯片是pin-pin兼容,保证用户在统一的硬件平台上,可进行不同功能需求的裁剪。Flash资源从最低的4KB~1024KB,RAM资源从2KB~128KB.
总结
EFM32内核采用运算控制性能突出的Cortex-M3设计,极大地提高了打印机的打印速度和丰富了可实现的打印效果,它的UART最高速率达8Mbit/s,为高速的打印数据传输提供了基础。EFM32具有丰富的外设,为系统扩展功能及降低成本提供了条件。
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( 发表人:小兰 )