噴墨打印機在單片機測控系統(tǒng)中的應(yīng)用 - 全文

　　1．51單片機與打印機接口設(shè)計

　　1.1并口打印機的工作時序

　　通常情況下，并口噴墨打印機（以下簡稱打印機）是由普通PC機來驅(qū)動的。PC機中的并行端口有三種工作模式，分別是SPP（標(biāo)準(zhǔn)并行接口），EPP（增強型并行接口），ECP（擴展型并行端口）。由于SPP實現(xiàn)起來最簡單，因此，本系統(tǒng)參照此接口。

　　PC機按SPP模式驅(qū)動噴墨打印機時采用17根信號線，如果要求單片機完全按照這種方式工作，實現(xiàn)起來比較繁瑣，占用了很多I/O資源。通過仔細(xì)分析SPP信號線以及打印機的工作原理之后，我們使用了10根信號線：8根數(shù)據(jù)線，1根狀態(tài)線（用來判斷打印機是否空閑），1根控制線（用來選通打印機），試驗結(jié)果表明這種簡化是完全可行的。PC機并行端口引腳定義請參考相關(guān)資料。圖1是簡化的并口打印機工作時序。簡化的打印機工作時序可以概括為：主機（在此為單片機）在打印機忙線BUSY為低電平時輸出數(shù)據(jù)，產(chǎn)生選通脈沖信號STROBE，將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)D0～D7鎖存入打印機中；在打印機處理此數(shù)據(jù)期間，忙線為高電平，此時主機不能向打印機發(fā)送數(shù)據(jù)，否則將被丟失。打印機處理完此數(shù)據(jù)或執(zhí)行完打印操作后，忙線變成低電平，表示數(shù)據(jù)被接收處理完畢，打印機可以接收下一個數(shù)據(jù)了。

　　1.2單片機與并口打印機的接口電路

　　設(shè)計的51單片機和打印機的接口電路如圖2所示。單片機只用了10根信號線來驅(qū)動噴墨打印機。單片機P0口的8根數(shù)據(jù)線通過74HC377鎖存后和并口的數(shù)據(jù)線相連，向打印機傳送命令和數(shù)據(jù)；I/O引腳P12接并口的BUSY信號線，單片機檢測到P12管腳為高電平時，繼續(xù)讀取該管腳的狀態(tài)，直到為低電平時（表明打印機可以接受下一個字符）才往數(shù)據(jù)口發(fā)送一個字符。單片機最高位地址總線P2.7（A15）為低電平時，數(shù)據(jù)便可在單片機寫控制信號線WR的上升沿鎖入74HC377，隨后P2.6為低電平時，選通信號STROBE有效，數(shù)據(jù)進入打印機。這樣，噴墨打印機端口地址為0x0000～0x3fff，由于51系列單片機的存儲器和外設(shè)是統(tǒng)一編址的，外部存儲器地址只能從0x4000開始。如果系統(tǒng)存儲空間不夠，可以改用全譯碼電路來實現(xiàn)。

　　2EPSON ESC/P打印控制語言簡介

　　采用EPSON公司的打印控制語言ESC/P，在它的開發(fā)網(wǎng)站上下載編程手冊，里面對這種打印機語言作了詳細(xì)介紹，本文列出了實際應(yīng)用中常用的控制代碼。

　　初始化打印機：ESC @

　　選擇圖形方式：ESC （C nL nH m

　　其中nL=01H，nH=00H，m=01H或31H。注意，初始化后打印機處于字符方式。因此要在圖形方式下打印時，必須先執(zhí)行該命令。

　　設(shè)置單元大小：ESC （U nL nH m?

　　nL=01H，nH=00H，m=05H，0AH，14H，1Eh，28H，32H，3CH，m取不同的值時單元大小不一樣。單元越小打印機分辨率越高，因而打印質(zhì)量也就越高。

　　選擇單色/彩色命令：ESC （K nL nH m n

　　nL=01H，nH=00H，m=00H，n=00H，01H，02H。當(dāng)n=00H時，打印機處于默認(rèn)的彩色模式；當(dāng)n=01H時，打印機置為單色模式，即只能打印出黑色；當(dāng)n=02H時，打印機置為彩色模式，可打印四種顏色。

　　打印光柵圖像命令：ESC 。 c v h m N1 Nh d1…dk

　　c=0，1，2表示打印模式。當(dāng)c=0時，打印機工作在非壓縮模式；c=1時，打印機處于壓縮模式；v：垂直方向打印密度，在這里v=30，因此垂直方向打印密度為3600/v=120（dpi）；h：水平方向打印密度，在此h=10，因而水平方向打印密度為360（dpi）；m：打印頭橫向移動過程中垂直方向所含點數(shù)，也就是光柵個數(shù)或掃描行數(shù)；nL，nH：水平方向所含點數(shù)為（（256*nH）+nL）；k：所有數(shù)據(jù)個數(shù)，非壓縮方式下值為m*int（（nH*256+nL+7）/8），壓縮方式下其值不定；d：數(shù)據(jù)。如果打印機要打印漢字或者圖形，那它一定要工作在圖形方式，因此每送一次數(shù)據(jù)給打印機都要用到它。要熟練掌握該命令才能準(zhǔn)確、快速地編寫應(yīng)用程序。另外，打印機工作在光柵圖形模式下，它在水平方向和垂直方向上的分辨率是不一樣的，因此在打印過程中送給打印機的點陣和通常情況下（比如液晶顯示）是不一樣的，必須要經(jīng)過轉(zhuǎn)換后（橫向放大三倍，縱向不變）才能夠打印出正常字體。

　　設(shè)置水平位置，設(shè)置水平相對位置，設(shè)置垂直位置，設(shè)置垂直相對位置這4條命令也用得比較多，其用法也很簡單，另外還有一些偶爾用到的命令，詳情可參閱EPSON C4X編程手冊，在此就不一一列舉了。
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　　3打印程序設(shè)計

　　打印機的驅(qū)動軟件采用C51編寫，在keil C51環(huán)境下編譯通過，能夠正常工作。以下是其中的一些關(guān)鍵部分：

　　函數(shù)功能：把字節(jié)character發(fā)送到打印口。其工作過程是，先讀取打印機忙狀態(tài)信號，如果忙繼續(xù)查詢，直到不忙再送去一個字符到打印口，隨后發(fā)出選通信號。

　　4結(jié)束語

　　單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，如果打印任務(wù)很大（比如打印大幅面的圖形和漢字），而且又在野外操作，如地質(zhì)勘測時得到的一些實時數(shù)據(jù)、曲線，就不得不采用單片機驅(qū)動噴墨打印機來實現(xiàn)，本文針對此應(yīng)用給出了一種可行的方案。