電子信息工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告第10頁(yè)目錄TOC\o"1-3"\h\u9041課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求 1287791.1課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 1143221.2課程設(shè)計(jì)的要求 137002熱敏打印機(jī)設(shè)計(jì)方案制定 1316082.1熱敏打印機(jī)的原理 180262.2熱敏打印機(jī)的技術(shù)方案 18143熱敏打印機(jī)的方案實(shí)施 3251813.1熱敏打印機(jī)電路元器件選擇 3117663.2熱敏打印機(jī)系統(tǒng)整體電路圖 5186103.3元器件清單 6278894熱敏打印機(jī)的實(shí)現(xiàn)與調(diào)試 795634.1熱敏打印機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)測(cè)試 7281234.2熱敏打印機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析 8234445總結(jié)及心得體會(huì) 8100906參考文獻(xiàn) 9熱敏打印機(jī)1課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求1.1課程設(shè)計(jì)的任務(wù)熟練運(yùn)用上課時(shí)老師講解的知識(shí)，了運(yùn)用STM32的知識(shí)，并熟知Keil5的操作，學(xué)會(huì)STM32GPIO口的高低位寄存器配置原理和方法：學(xué)會(huì)新建工程步驟和利用軟件編寫(xiě)程序；并且能夠熟悉熱敏打印機(jī)的工作原理及使用方法；最終學(xué)會(huì)使用熱敏打印機(jī)打印出成品。1.2課程設(shè)計(jì)的要求熟練掌握STM32GPIO口的特點(diǎn)，學(xué)會(huì)使用數(shù)據(jù)手冊(cè)（學(xué)會(huì)配置寄存器的管腳打印機(jī)原理圖及KeiluVision5軟件編寫(xiě)LED、蜂鳴器、步進(jìn)電機(jī)、時(shí)間定時(shí)器、按鍵、檢測(cè)器以及主函數(shù)的程序，最終學(xué)會(huì)用熱敏打印機(jī)打印圖片，字符，和超市小票。2熱敏打印機(jī)設(shè)計(jì)方案制定2.1熱敏打印機(jī)的原理所謂藍(lán)牙打印機(jī)，就是指在主機(jī)端用一單片機(jī)來(lái)仿真打印機(jī)進(jìn)行工作，截取從主機(jī)并口傳出的數(shù)據(jù)及控制信號(hào)，并通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線連接傳送到打印機(jī)端。在打印機(jī)側(cè)的單片機(jī)則根據(jù)所收到的藍(lán)牙數(shù)據(jù)來(lái)仿真主機(jī)對(duì)打印機(jī)進(jìn)行控制操作，從而實(shí)現(xiàn)打印機(jī)與主機(jī)的藍(lán)牙無(wú)線連接。由于大部分的移動(dòng)設(shè)備（手機(jī)、筆記本、平板電腦）都置有藍(lán)牙芯片，不需要數(shù)據(jù)線連接即可快速被識(shí)別，操作簡(jiǎn)單，連接方便。

熱敏打印機(jī)的原理是用加熱的方式使涂在打印紙上的熱敏介質(zhì)變色。熱敏微型打印機(jī)式也式比較常見(jiàn)的微型打印機(jī)，但比針式微型打印機(jī)出來(lái)得要晚。熱敏打印機(jī)打印速度快，噪音小，打印頭很少出現(xiàn)機(jī)械損耗，并且不需要色帶，免去了更換色帶的麻煩。但它也有缺點(diǎn)，因?yàn)槠涫褂玫氖菬崦艏?，所以不能無(wú)限期保存，在避光的條件下可以保存一年到五年，也有長(zhǎng)效熱敏紙可以保存十年。2.2熱敏打印機(jī)的技術(shù)方案將一行384個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)按順序輸入，控制加熱信號(hào)STB1、STB2、STB3、STB4、STB5、STB6，加熱打印頭，寫(xiě)入的數(shù)據(jù)中，對(duì)應(yīng)二進(jìn)制bit為1的點(diǎn)就會(huì)加熱成黑點(diǎn)，時(shí)不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)據(jù)為0的bit則不會(huì)變色；與此同時(shí)，輸入步進(jìn)電機(jī)激勵(lì)相序信號(hào)，轉(zhuǎn)動(dòng)一步（加熱和步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行）；緊接著輸入第二行點(diǎn)的數(shù)據(jù)……，依次循環(huán)24次（24*24字體），完成一整行字符、漢字打印。其內(nèi)部電路示意圖如圖1所示。圖1熱敏打印機(jī)打印頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖在主機(jī)端用一單片機(jī)來(lái)仿真打印機(jī)進(jìn)行工作，截取從主機(jī)并口傳出的數(shù)據(jù)及控制信號(hào)，并通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線連接傳送到打印機(jī)端。在打印機(jī)側(cè)的單片機(jī)則根據(jù)所收到的藍(lán)牙數(shù)據(jù)來(lái)仿真主機(jī)對(duì)打印機(jī)進(jìn)行控制操作，從而實(shí)現(xiàn)打印機(jī)與主機(jī)的藍(lán)牙無(wú)線連接。主機(jī)端的藍(lán)牙作為主設(shè)備進(jìn)行查詢和發(fā)起連接，打印機(jī)端的藍(lán)牙則作為從設(shè)備等待連接的建立。熱敏打印機(jī)設(shè)計(jì)如下圖2所示。圖2熱敏打印機(jī)打印頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3熱敏打印機(jī)的方案實(shí)施3.1熱敏打印機(jī)電路元器件選擇(1)單片機(jī)STM32F103C8增強(qiáng)型系列由意法半導(dǎo)體集團(tuán)設(shè)計(jì)，使用高性能的ARMCortex-M332位的RISC內(nèi)核，工作頻率為72MHz，內(nèi)置高速存儲(chǔ)器(高達(dá)128K字節(jié)的閃存和20K字節(jié)的SRAM)，豐富的增強(qiáng)I/O端口和聯(lián)接到兩條APB總線的外設(shè)。所有型號(hào)的器件都包含2個(gè)12位的ADC、3個(gè)通用16位定時(shí)器和一個(gè)PWM定時(shí)器，還包含標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的通信接口：多達(dá)2個(gè)I2C和SPI、3個(gè)USART、一個(gè)USB和一個(gè)CAN。內(nèi)核：ARM

32位的Cortex?-M3

CPU

1)最高72MHz工作頻率，在存儲(chǔ)器的0等待周期訪問(wèn)時(shí)可達(dá)1.25DMips/MHz(Dhrystone

2.1)

2)單周期乘法和硬件除法

存儲(chǔ)器:

1)從64K或128K字節(jié)的閃存程序存儲(chǔ)器

2)高達(dá)20K字節(jié)的SRAM時(shí)鐘、復(fù)位和電源管理:

1)2.0～3.6伏供電和I/O引腳

2)上電/斷電復(fù)位(POR/PDR)、可編程電壓監(jiān)測(cè)器(PVD)

3)4～16MHz晶體振蕩器

內(nèi)嵌經(jīng)出廠調(diào)校的8MHz的RC振蕩器

內(nèi)嵌帶校準(zhǔn)的40kHz的RC振蕩器

產(chǎn)生CPU時(shí)鐘的PLL7)帶校準(zhǔn)功能的32kHzRTC振蕩器(2)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制電機(jī)，是現(xiàn)代數(shù)字程序控制系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件，應(yīng)用極為廣泛。。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器。步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖如下圖3所示。圖3步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖(3)熱敏打印頭該熱敏打印機(jī)打印頭采用的型號(hào)為富士通FTP-628，如下圖4所示。圖4熱敏打印頭實(shí)物圖打印頭技術(shù)參數(shù)：1）打印方式：行式熱敏2）打印寬度：48mm3）打印紙寬度：58mm4）點(diǎn)密度：384點(diǎn)/行5）打印速度：40~80mm/s6）打印頭溫度偵測(cè)：熱敏電阻7）缺紙偵測(cè)：紅外反射光傳感器8）打印頭加熱器工作電壓(DCV)：3.13~8.5，典型值（7.4v）9）邏輯工作電壓(DCV)：2.7-5.25，典型值（5v）10）步進(jìn)電機(jī)工作電壓(DCV)：3.5-8.5，典型值（5v）11）工作溫度：+0℃-50℃（不許有凝露）12）工作濕度：20%-85%RH（不許有凝露）13）膠輥開(kāi)合次數(shù)：大于5000次14）工作壽命：機(jī)構(gòu)與打印頭的耐磨>50km,打印頭的電機(jī)壽命為10^8個(gè)脈沖15）重量(克)：40.73.2熱敏打印機(jī)系統(tǒng)整體電路圖圖5硬件配置圖圖6輸入/輸出模式及管腳配置3.3元器件清單表1元器件清單元器件名稱數(shù)量單位產(chǎn)品參數(shù)單片機(jī)1個(gè)STM32F103C8步進(jìn)電機(jī)1個(gè)/打印紙1卷寬度為58mm打印機(jī)主板1個(gè)/USB數(shù)據(jù)線2根/電源頭1個(gè)/4熱敏打印機(jī)的實(shí)現(xiàn)與調(diào)試4.1熱敏打印機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)測(cè)試圖7熱敏打印機(jī)圖片圖8SW模式連接打印機(jī)圖9打印機(jī)打印圖片4.2熱敏打印機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析在老師的講解和幫助下，我順利打印出了黑白圖片，可是打印出來(lái)的圖片效果與原圖片相差甚遠(yuǎn)，這使我非常懊惱，老師一再?gòu)?qiáng)調(diào)盡量不要打印人像或風(fēng)景圖這些顯示細(xì)節(jié)特別多的圖片，但我一開(kāi)始總是想試試，后來(lái)，我發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)整圖片對(duì)比度，能夠使打印出來(lái)的圖片輪廓清晰，更突出。還有可能是因?yàn)榇蛴☆^不夠干凈，而且熱敏打印機(jī)無(wú)法打印出彩色圖片，只能將彩色圖片通過(guò)灰度值變換為黑白圖片后打印，這樣打印出來(lái)的圖片才會(huì)更加清楚。后來(lái)我發(fā)現(xiàn)我打印的圖片仍然有些中斷，打開(kāi)打印機(jī)內(nèi)部查看，發(fā)現(xiàn)有一段打印頭有些斷開(kāi)，那段就開(kāi)始中斷了。我借用了隔壁小組的打印機(jī)，讓我圖片更方便的打印成功。5總結(jié)及心得體會(huì)為期十天的熱敏打印機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)已經(jīng)結(jié)束了，老師帶著我們學(xué)習(xí)了許多關(guān)于的關(guān)于寄存器管腳配置等ARM知識(shí)。雖然我的C語(yǔ)言和單片機(jī)的有關(guān)知識(shí)特別欠缺，但在陸老師的認(rèn)真教導(dǎo)下，我還是學(xué)到了很多關(guān)于編寫(xiě)程序比較實(shí)用的知識(shí)。

在這次熱敏打印機(jī)的課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們最先學(xué)會(huì)的是關(guān)于軟件的安裝，雖然很簡(jiǎn)單，但是我們卻花了大量時(shí)間去解決安裝過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，在這個(gè)過(guò)程中，真的很感謝王麗老師對(duì)我們的耐心的指導(dǎo)。接下來(lái)的兩天我們便接著對(duì)LED、蜂鳴器、監(jiān)視器、定時(shí)器、按鍵等硬件的配置以及對(duì)軟件的編寫(xiě)，這個(gè)過(guò)程由于我們對(duì)于C語(yǔ)言知識(shí)的缺乏，讓我們?cè)诰帉?xiě)程序上幾乎花了大量時(shí)間和精力。而老師把基礎(chǔ)知識(shí)講述的特別詳細(xì)和細(xì)致，并且不斷的詢問(wèn)我們能否理解，以便大家有問(wèn)題可以及時(shí)被堅(jiān)決，讓我每天上課結(jié)束后，都有滿滿的成就感。最后的一天的時(shí)候，我們開(kāi)始在使用熱敏打印機(jī)打印圖片，字符，二維碼，超市小票，其中，我對(duì)于打印圖片，感到很多的興趣。在這次學(xué)習(xí)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)C語(yǔ)言里面的知識(shí)是很重要的基礎(chǔ)知識(shí)，自我感覺(jué)掌握的還不到位，我覺(jué)得必須要將所學(xué)知識(shí)融匯到實(shí)踐操作中，才是自己真正的突破，另外，我覺(jué)得學(xué)習(xí)是個(gè)積累的過(guò)程，這中間需要我們不斷的去花時(shí)間和精力來(lái)努力，才能真正有所成就?？偟膩?lái)說(shuō)，在這次熱敏打印機(jī)項(xiàng)目中我真正學(xué)到了很多，收獲很多，但也明白了自己仍然存在很多不足的地方，敢于承認(rèn)自己的不足，真正在今后的學(xué)習(xí)中去實(shí)踐來(lái)改進(jìn)，讓自己取得更大的進(jìn)步。最后真的很感謝這次課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師王麗老師，一直不厭其煩的為我們修改課程設(shè)計(jì)，耐心的講解注意事項(xiàng)以及格式要求，真的很謝謝，我會(huì)繼續(xù)努力的！6參考文獻(xiàn)[1]王幸之，鐘愛(ài)琴，王雷，王閃.AT89系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.5.[2]鄧紅等，用字位顯示接口驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)方法[J]，微計(jì)算機(jī)信息2005年第8-1期[3]汪明填.電子元器件和材料[M].北京：北京理工大學(xué)出版社,2010:167-172.[4]張會(huì)生.基于77E58的高速行式熱敏打印機(jī)控制板研制[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2004（1）：37－39.[5]王昊.集成運(yùn)放應(yīng)用電路設(shè)計(jì)360例[M].北京：電子工業(yè)出版社,2007:157-160.[6]余道衡.電子電路手冊(cè)[M].北京：北京大學(xué)出版社,1996:195-199.[7]金純，藍(lán)牙技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社，2010.

[8]李華，MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2003.7附錄程序：1.#include"stm32f10x.h"#include"led.h"#include"beep.h"#include"key.h"#include"time.h"#include"motor.h"intmain(){ key_init(); led_init(); beep_init(); motor_init(); //TIM3_init(7200,10000); TIM3_init(72,1000); LED=1; while(1) { intkey; key=key_scan(); if(key==1) {TIM3->CR1|=1; } }} intmain(){ intkey; inti=0; intmode=1;; key_init(); led_init(); beep_init(); TIM3_init(7200,10000); LED=1; while(1) { key=key_scan(); if(key==1) { mode=!mode; } i++; if(i>50000+100000*mode) { i=0; LED=!LED; BEEP=!BEEP; } } }2.#include

"stm32f10x.h"

#include

"led.h"

#include

"motor.h"void

TIM3_init(u16

psc,u16

arr){RCC->APB1ENR

|=

(1<<1);

TIM3->PSC

=

psc;

TIM3->ARR

=

arr;

TIM3->DIER

|=

0x1;

NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);

TIM3->CR1