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基于蓝牙技术实现打印机遥控打印的设计

电子设计 2021-06-15 14:44 次阅读

引言

作为一种短距离无线通信协议,蓝牙技术以其低成本、低功耗、高速率、方便灵活等特点在众多无线解决方案中脱颖而出。蓝牙10m的工作距离可以很好的满足大多数数字设备的应用场合,如办公室或家庭。打印机是常用的一个设备,摆脱打印机连线所带来的不便,实现无线打印,可以减少桌面上令人不快的电缆,并且可以将打印机远离主机任意搬动,摆放在房间中适合的位置。本文介绍一种用蓝牙技术来实现主机与打印机的无线连接,实现遥控打印的方法。

蓝牙打印机的设计方案

设计的总体思路如图1所示:

图1 蓝牙打印机设计的总体思路

在主机端用一单片机来仿真打印机进行工作,截取从主机并口传出的数据及控制信号,并通过蓝牙无线连接传送到打印机端。在打印机侧的单片机则根据所收到的蓝牙数据来仿真主机对打印机进行控制操作,从而实现打印机与主机的蓝牙无线连接。主机端的蓝牙作为主设备进行查询和发起连接,打印机端的蓝牙则作为从设备等待连接的建立。单片机采用89C2051,蓝牙芯片采用爱立信公司生产的支持点对点连接的ROK101-008。该模块内包括了无线部分、基带控制器、闪存、电源控制模块和内部时钟这五个主要部分,提供UART、PCM、I2C标准接口并内置晶振,其硬件框图如图2所示:

图2 Ericsson ROK 101 008 硬件框图

该方案适用于具有Centronic并行接口的通用打印机。用户无须更改打印机的驱动程序,只需将含有单片机和蓝牙的两块板子分别连接到主机端和打印机上,就可以进行无线打印了。整个过程对于原打印机驱动程序是透明的,这样就为打印机用户提供了很大的方便。

单片机对蓝牙模块的控制

图3 蓝牙HCI传输层示意图

蓝牙规范定义了主机控制接口(HCI),它为基带控制器、硬件控制器、硬件状态和控制寄存器等提供了标准的命令接口。主机通过HCI传输层将控制命令和数据发送给蓝牙模块,而蓝牙模块又通过HCI传输层将其状态信息及数据发还给主机。HCI传输层的主要目的是实现透明性。传输层不需要对主控制器驱动程序传送给主控制器的数据可见,这就使接口(HCI)或主控制器能在不影响传输层的基础上升级。

如图3所示,在HCI传输层中至少传送4种不同类型的包——HCI命令、HCI事件、ACL数据和SCL数据。每个HCI包都以HCI指示头开始,不同的指示头代表着不同类型的HCI包: 0x01HCI指令分组 0x02HCIACL数据分组 0x03HCISCO数据分组 0x04HCI事件分组

传输层主要有下列3种:HCIUSB;HCIPCM;HCIUART。我们用单片机通过HCI-UART传输子层对蓝牙模块进行控制。连接的原理图如图4所示:

图4 单片机与蓝牙连接原理图

一般来说,将单片机与蓝牙芯片在短距离内直接相连,便已可保证数据的可靠传输,也无须接CTS和RTS信号进行流量控制。单片机与蓝牙间的UART通信采用8位数据位,1位终止位,无奇偶校验,使用无类型小Endian格式,即最低位最先发送。UART通信格式及波特率均可通过单片机向蓝牙发送HCI指令来进行调整。ROK-101-008芯片最高可支持460.8Kbps的UART速率。发送给蓝牙模块的第一条HCI指令应该是软件复位(SoftReset)命令,当蓝牙执行完一条指令后,将返回一个带有状态参数信息的命令完成事件(Command_Complete_Event),以告知主机(单片机)命令执行的情况。

当完成软件复位后,要使得蓝牙模块做为从设备等待来自其他蓝牙设备的查询和连接发起,我们还需设置一些计时器的值,进行一系列的参数设定。即使是作为主设备的主机端蓝牙,在进行查询和建立连接之前也需要做上述的参数设定工作。这些需要设置的参数主要有下列几个: *SetEventFilter(设置事件过滤器) *WriteScanEnable(设置扫描参数,如是否可以进行查询和寻呼) *WriteAuthenticationEnable(设置是否需要进行验证) *WritePageTimeout(设置寻呼超时,一般该值可以设为7s)

打印机端的蓝牙模块在设置完上述各参数后便已经做好了从设备的准备,等待连接的建立。而在主机端的蓝牙模块还需进行查询(Inquiry)过程以取得远端设备的蓝牙地址,并根据查询得到的蓝牙地址来发起连接。一旦蓝牙连接被建立之后,便可以进行数据的收发,以实现蓝牙无线打印。

单片机与主机以及打印机的连接

单片机和主机以及打印机的接口电路十分简单,以与打印机连接为例,电路如图5所示:

图5 单片机与打印机连接原理图

将89C2051的P1口直接与打印机的数据口相连,用P3.7来采样打印机的BUSY信号。由于主机与打印机的连线一般较长,打印机一侧一般均有匹配电阻,因此作为STROBE信号输出的P3.3不能与打印机直接相连,这里我们用一与非门来增加驱动能力以实现控制。当单片机接收到主机通过蓝牙发送过来的数据后,在打印机侧模拟主机对打印机进行控制操作。首先将要发送给打印机的数据从P1口输出,随后从P3.3经过门电路反向产生一个负脉冲,作为选通信号发送给打印机,侦听P3.7上的BUSY信号,当该信号电平为低时,则表示本次数据已被打印机接收,可以发送下一个数据。

结语

以上方案并不涉及打印机的具体型号,也无须改变用户打印机的驱动程序,因而适用于大多数的通用打印机。这种用单片机通过UART传输层对蓝牙模块进行控制的方法,不仅仅适用于蓝牙打印机的研制,还适应于各类嵌入式的蓝牙系统。

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BCM4356 5G WiFi 802.11ac客户端

实现单流和双流802.11ac规范,分别实现高达433和867 Mb / s的速度,并向下兼容不推荐用于新设计802.11 b / g / a / n devices。   此产品系列用作智能手机,平板电脑,机顶盒,数字电视,PC产品和其他设备中的客户端设备需要小尺寸和低功耗连接解决方​​案的产品。每款产品都有一个单芯片双频收发器,集成了完整的802.11ac无线子系统中的所有主要功能模块,包括无线电,基带和MAC,以及根据客户应用要求,蓝牙和FM收音机。这些高度集成的解决方案可提供家庭和企业中高质量视频和媒体应用所需的更高覆盖率和吞吐量性能,并且无论使用何种应用处理器,都可以添加到任何终端产品中。 功能 单流和双流IEEE 802.11ac解决方案,数据速率高达433.3和866.7 Mb / s 完整的IEEE 802.11a / b / g / n双频段不推荐用于新设计与增强性能的兼容性 支持20,40和80 MHz频道—将802.11n解决方案的带宽提高一倍—可选的SGI(256 QAM调制) 256 QAM,一种提高数据传输效率的高阶调制方案 符合802.11ac标准的发送波束成形,低密度奇偶校验码( LDPC)和空时分组编码(STBC)用于扩展覆盖范围。 Broadcom的TurboQAM®技术实现...
发表于 07-04 13:15 2005次 阅读
BCM4356 5G WiFi 802.11ac客户端

BCM4350 5G WiFi 802.11ac客户端

实现单流和双流802.11ac规范,分别实现高达433和867 Mb / s的速度,并向下兼容不推荐用于新设计802.11 b / g / a / n devices。   此产品系列用作智能手机,平板电脑,机顶盒,数字电视,PC产品和其他设备中的客户端设备需要小尺寸和低功耗连接解决方​​案的产品。每款产品都有一个单芯片双频收发器,集成了完整的802.11ac无线子系统中的所有主要功能模块,包括无线电,基带和MAC,以及根据客户应用要求,蓝牙和FM收音机。这些高度集成的解决方案可提供家庭和企业中高质量视频和媒体应用所需的更高覆盖率和吞吐量性能,并且无论使用何种应用处理器,都可以添加到任何终端产品中。 功能 单流和双流IEEE 802.11ac解决方案,数据速率高达433.3和866.7 Mb / s 完整的IEEE 802.11a / b / g / n双频段不推荐用于新设计与增强性能的兼容性 支持20,40和80 MHz频道—将802.11n解决方案的带宽提高一倍—可选的SGI(256 QAM调制) 256 QAM,一种提高数据传输效率的高阶调制方案 符合802.11ac标准的发送波束成形,低密度奇偶校验码( LDPC)和空时分组编码(STBC)用于扩展覆盖范围。 Broadcom的TurboQAM®技术实现...
发表于 07-04 13:13 940次 阅读
BCM4350 5G WiFi 802.11ac客户端

BCM43162 5G WiFi 802.11ac客户端

实现单流和双流802.11ac规范,分别实现高达433和867 Mb / s的速度,并向下兼容不推荐用于新设计802.11 b / g / a / n devices。   此产品系列用作智能手机,平板电脑,机顶盒,数字电视,PC产品和其他设备中的客户端设备需要小尺寸和低功耗连接解决方​​案的产品。每款产品都有一个单芯片双频收发器,集成了完整的802.11ac无线子系统中的所有主要功能模块,包括无线电,基带和MAC,以及根据客户应用要求,蓝牙和FM收音机。这些高度集成的解决方案可提供家庭和企业中高质量视频和媒体应用所需的更高覆盖率和吞吐量性能,并且无论使用何种应用处理器,都可以添加到任何终端产品中。 功能 单流和双流IEEE 802.11ac解决方案,数据速率高达433.3和866.7 Mb / s 完整的IEEE 802.11a / b / g / n双频段不推荐用于新设计与增强性能的兼容性 支持20,40和80 MHz频道—将802.11n解决方案的带宽提高一倍—可选的SGI(256 QAM调制) 256 QAM,一种提高数据传输效率的高阶调制方案 符合802.11ac标准的发送波束成形,低密度奇偶校验码( LDPC)和空时分组编码(STBC)用于扩展覆盖范围。 Broadcom的TurboQAM®技术实现...
发表于 07-04 13:12 566次 阅读
BCM43162 5G WiFi 802.11ac客户端

BCM11211 Persona™媒体处理器

BCM11211是Broadcom Persona®系列的一部分。 IP通信应用处理器。  BCM11211是Broadcom的Persona IP通信处理器系列的一部分。 BCM11211连接Broadcom的蓝牙,Wi-Fi和GPS连接产品,允许原始设备制造商(OEM)添加技术以扩展下一代产品的功能。  功能 运行基于Linux®的Broadcom MediaxChange™软件,这是经过现场验证的PhonexChange&trade的最新语音,视频和多媒体版本;软件 采用Broadcom创新的音频清晰度技术SmartAudio®,可显着提高IP网络的音质。 BCM11181 VideoCore®的无胶接口; III多媒体协处理器 10/100 Base-TX以太网媒体访问控制器(MAC)和物理层(PHY),支持自动关机绿色模式 应用 IP语音(VoIP)...
发表于 07-04 10:13 302次 阅读
BCM11211 Persona™媒体处理器

BCM2040-1 用于鼠标和键盘的单芯片蓝牙

集成是实现当今PC原始设备制造商系统成本目标的关键。通过将当今鼠标和键盘中的所有组件集成到BCM2040中,可以实现较低的系统成本,从而接近不推荐用于新设计有线鼠标和键盘的价格点。 BCM2040可直接连接鼠标光学或球形编码器和键盘扫描矩阵。   BCM2040是低成本蓝牙鼠标和键盘设备设计的重大突破。 BCM2040是一款真正的单芯片,集成了整个配置文件,应用程序和蓝牙协议栈,完全符合人机界面设备的Bluetooth SIG规范。该设备完全符合1.1版蓝牙规范,并支持关键的蓝牙1.2版功能,包括自适应跳频和快速连接,这对个人计算机中的鼠标和键盘应用至关重要。    功能 具有完全集成的人机接口设备(HID)配置文件和蓝牙1.1版堆栈的单芯片蓝牙设备  On-板8051处理器和RAM / ROM内存  自定义集成蓝牙核心处理器已经过优化,可支持HID配置文件并最大限度地降低功耗 应用程序 无线手机 无线耳机 无线键盘和鼠标 无线扬声器 智能设备 ...
发表于 07-04 10:08 201次 阅读
BCM2040-1 用于鼠标和键盘的单芯片蓝牙

BCM2035 蓝牙®单芯片HCI解决方案

单芯片独立基带处理器,集成2.4-GHz收发器,适用于蓝牙1.1和1.2应用。   Broadcom BCM2035是一款单芯片独立基带处理器,集成2.4 GHz收发器,适用于蓝牙1.1和1.2应用。通过将关键组件集成到设备中,无需外部闪存和有源组件,从而最大限度地减少了实施蓝牙系统的占地面积和系统成本。 BCM2035是通过USB或UART和PCM音频接口需要Bluetooth SIG标准主机控制器接口(HCI)的任何语音和/或数据应用的最佳解决方案。 BCM2035基于BCM2033蓝牙基带核心,外围传输单元和微处理器单元的生产和UnPlugFest验证架构。微处理器单元将低级协议栈存储在只读存储器(ROM)和补丁随机存取存储器(RAM)中,以提供最大的灵活性。 功能 任何单芯片解决方案的最高可用BT无线电性能 小数N频率合成器支持12至40 MHz的任何晶体或TCXO光源 应用 智能设备...
发表于 07-04 10:08 388次 阅读
BCM2035 蓝牙®单芯片HCI解决方案

BCM2042 高级无线键盘/鼠标蓝牙®解

真正的单芯片,集成了整个配置文件,应用程序和蓝牙协议栈,完全符合人机界面设备的蓝牙SIG规范。  BCM2042是低成本蓝牙鼠标和键盘设备设计的重大突破。 BCM2042完全符合2.0版蓝牙规范,包括自适应跳频和快速连接,这些对于个人计算机中的鼠标和键盘应用至关重要。集成是实现当今PC制造商的系统成本目标的关键。通过将当今鼠标和键盘中的所有组件集成到BCM2042中,可以实现较低的系统成本,从而接近不推荐用于新设计有线鼠标和键盘的价格点。 BCM2042可直接连接鼠标光学或球形编码器和键盘扫描矩阵。  功能 具有完全集成人机界面的单芯片蓝牙设备设备(HID)配置文件和完整蓝牙堆栈 板载8051处理器和RAM / ROM内存 成本优化的鼠标和键盘应用解决方案,通过集成实现最低成本所有外部组件 取代现有鼠标或键盘处理器和内存并添加蓝牙功能 应用程序 无线手机 无线耳机 无线键盘和鼠标 无线扬声器 笔记本电脑 个人电脑 数字电视 游戏设备 智能设备...
发表于 07-04 10:08 597次 阅读
BCM2042 高级无线键盘/鼠标蓝牙®解

CABLEMEDEA 家庭网络连接软件

CableMedea™是一个全面而完整的软件住宅网关包。 CableMedea™是一种全面的软件住宅网关软件包,旨在显着缩短产品上市时间,节省开发成本。它可用于有线调制解调器VoIP网关,有线调制解调器无线网关,电缆调制解调器,有线机顶盒,CableHome网关和PacketCable网关。该产品的完整性使开发人员无需使用额外的第三方软件包,最大限度地减少评估周期和解决接口兼容性问题的软件开发工作。 功能 包括对CableHome™,住宅网关和CableOffice合规性的所有必要支持 为Broadcom的DOCSIS®开发; 1.1和2.0住宅网关产品 管理和配置直观的基于Web的GUI,符合CableHome的CMP实施,SNMPv3,远程功能/服务启用/禁用,远程升级和DOCSIS® 1.1和2.0安全软件下载 LAN连接包括以太网,802.11无线,USB,HomePlug,HPNA,蓝牙,DHCP服务器和UPnP QoS 应用程序 家庭网关 机顶盒 IP语音(VoIP)...
发表于 07-04 10:04 160次 阅读
CABLEMEDEA 家庭网络连接软件

BCM1104 千兆IP电话芯片

IP电话芯片使制造商能够构建具有硬件安全性和卓越语音质量的IP电话。   芯片也是集成了千兆以太网(10/100/1000 Mb / s)交换机和两个快速以太网(10/100 Mb / s)收发器,可以选择性地开发传统的快速以太网IP电话设计,而无需额外增加外部收发器的成本。通过添加外部千兆以太网收发器,制造商可以轻松升级其设计以创建千兆以太网IP电话型号。 功能 BCM1104是下一代芯片,集成硬件安全性,高级服务质量(QoS)技术和千兆以太网(GbE)交换机 基于具有增强DSP功能的RISC架构,为中端IP电话提供优化的性能水平 的BroadSAFE&安培;贸易;带有用于AES加密和SHA-1身份验证算法的硬件加速的安全模块 灵活的外设接口架构可以连接无线局域网,蓝牙和视频设备而无需胶合逻辑 应用程序 IP电话 VoIP住宅终端适配器 IP PBX系统...
发表于 07-04 09:51 340次 阅读
BCM1104 千兆IP电话芯片