??? 摘 要: 介紹一種采用MCS51系列單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)Hewlett Packard DESKJET 600/800 系列噴墨打印機(jī)的硬件接口設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)方法" title="設(shè)計(jì)方法">設(shè)計(jì)方法。以控制打印機(jī)實(shí)現(xiàn)表格打印功能為例,給出了用C51語言編寫的一系列相關(guān)基本控制程序。
??? 關(guān)鍵詞: 單片機(jī)? 噴墨打印機(jī)? HP PCL LEVEL 3語言
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??? 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中最常用的輸出打印設(shè)備是微型打印機(jī),例如TP系列、UP系列打印機(jī)等,對(duì)它們的控制技術(shù)也較為成熟。但是近年來隨著通用打印機(jī)的廣泛使用,微型打印機(jī)的缺點(diǎn)也日益明顯:一是通用性及互換性不強(qiáng);二是打印輸出文檔的幅面過小,不便于裝訂及存檔。而通用打印機(jī)都配有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)并行接口" title="并行接口">并行接口(CENTRONICS)和串行接口(RS232/422),紙張大小可任意選擇。這些特點(diǎn)是微型打印機(jī)所無法抗衡的。因此在越來越多的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中逐漸趨向于使用通用打印機(jī)作為打印輸出設(shè)備。本文介紹了以MCS-51系列單片機(jī)為核心,通過CENTRONICS國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)8位并行接口控制驅(qū)動(dòng)HP-DJ 600/800系列噴墨打印機(jī)的硬件接口電路設(shè)計(jì)方法及控制程序設(shè)計(jì)" title="程序設(shè)計(jì)">程序設(shè)計(jì)方法。
1 CENTRONICS接口標(biāo)準(zhǔn)
??? HP-DJ 600/800系列噴墨打印機(jī)采用與CENTRONICS標(biāo)準(zhǔn)兼容的并行打印機(jī)接口,接口各引腳信號(hào)的定義如表1所示。
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2 硬件設(shè)計(jì)
??? 本著統(tǒng)一編址控制的原則,硬件原理如圖1所示。
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??? 本設(shè)計(jì)采用MCS-51系列的89C52型單片機(jī),其內(nèi)部有8K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器" title="程序存儲(chǔ)器">程序存儲(chǔ)器,盡可滿足本設(shè)計(jì)的程序、表格的存儲(chǔ)要求。在外部擴(kuò)展了一片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器62256作為打印數(shù)據(jù)緩沖區(qū),RAM62256的存儲(chǔ)容量為32K字節(jié),可以存放大量的打印數(shù)據(jù)。從原理框圖可看出,RAM62256的片選
端由單片機(jī)的P2.7口控制,因此RAM的地址范圍為:0000H～7FFFH。
??? 本設(shè)計(jì)采用查詢方式進(jìn)行打印驅(qū)動(dòng)控制,單片機(jī)與打印機(jī)的接口包括如下內(nèi)容:
??? (1)單片機(jī)的八位數(shù)據(jù)線通過74LS377鎖存后與打印機(jī)的八位數(shù)據(jù)線相連,傳送打印數(shù)據(jù)。單片機(jī)的P2.7口通過74LS04反相后與74LS377的
端相連,因此單片機(jī)向打印機(jī)傳送數(shù)據(jù)的口地址為8000H。
??? (2)單片機(jī)的P1.0口提供數(shù)據(jù)選通信號(hào),它與打印機(jī)STB端連接,進(jìn)行將打印數(shù)據(jù)送打印機(jī)的選通控制。
??? (3)單片機(jī)的P1.1口接打印機(jī)的BUSY端,以BUSY信號(hào)作為打印機(jī)“忙”或“閑”狀態(tài)查詢信號(hào)。
3 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)控制打印機(jī)的軟件設(shè)計(jì)
3.1 打印機(jī)的控制方法
??? 系統(tǒng)上電后,當(dāng)需要打印的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)線上時(shí),只要主機(jī)向打印機(jī)的STB端發(fā)一個(gè)負(fù)脈沖,就把數(shù)據(jù)送入了打印機(jī)。本設(shè)計(jì)對(duì)打印機(jī)的控制采取查詢等待方式。首先主機(jī)讀打印機(jī)BUSY線,如果BUSY為高電平" title="高電平">高電平則表示打印機(jī)正“忙”,禁止接收數(shù)據(jù),需等待。當(dāng)打印機(jī)取走數(shù)據(jù)并處理完畢后,BUSY線被置為閑(低電平),同時(shí)輸出應(yīng)答脈沖ACK通知主機(jī),可以再次輸入數(shù)據(jù)。控制時(shí)序如圖2所示。
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??? STB為數(shù)據(jù)選通信號(hào),打印機(jī)在其上升沿時(shí)讀入數(shù)據(jù)。當(dāng)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)后,需要有0.5μs以上的延時(shí)才能向STB線發(fā)負(fù)脈沖,即圖2中的t1值不小于0.5μs;當(dāng)STB信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖胶?要保證負(fù)脈沖的寬度,亦即圖2中的t2值不小于0.5μs;當(dāng)STB信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖胶?要保證有0.5μs以上的延時(shí),亦即圖2中的t3值不小于0.5μs,以確保打印機(jī)將數(shù)據(jù)可靠讀入?？刂屏鞒桃妶D3所示。
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??? 無論打印機(jī)打印輸出的是文字還是圖形,主機(jī)向其發(fā)送的皆是一系列以字節(jié)為單位的數(shù)據(jù),因此如何向打印機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)是關(guān)鍵所在。以下為一數(shù)據(jù)發(fā)送程序?qū)嵗?其功能是將一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送給打印機(jī)。
??? void print_one(char ch)??//ch為待發(fā)送的數(shù)據(jù)
????{?
?????? ??while(P1_1)； ???//讀打印機(jī)狀態(tài)，BUSY=1?為1，等待
?????? ??P1_0=1；????????????? ?//置STB為1
?????????*(char xdata*)0x8000=ch;??//輸出數(shù)據(jù)到打印機(jī)
?????? ??P1_0=0；??????? //置STB為0
???? ?? ?_nop_()；
????? ? ?_nop_()???????????????????? //延時(shí),等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢
?????????P1_0=1；??????? //置STB為1
????}
3.2 控制程序設(shè)計(jì)
??? HP-DJ 600/800系列噴墨打印機(jī)使用HP PCL LEVEL 3語言,而在單片機(jī)控制系統(tǒng)中使用十六進(jìn)制代碼。因此在以下程序設(shè)計(jì)中,將PCL命令全部替換為用十六進(jìn)制代碼表示。
??? 在單片機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中,打印機(jī)最常用的功能是將控制系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果打印出來。下面通過如何實(shí)現(xiàn)一張表格的打印來具體說明單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)噴墨打印機(jī)的軟件設(shè)計(jì)方法。
??? 需要打印的表格如表2所示。首先在Windows界面的“附件”的“畫圖”中制作好如表2的表格,將其保存為文件名:REPORT.BMP，并且在向單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中燒寫程序代碼時(shí)將此BMP文檔代碼一并寫入,存放在以BMP_ADDR為起始地址的程序區(qū)內(nèi)。BMP_ADDR的值由所制作的表格大小決定,表格的寬度和長(zhǎng)度分別用paper_width和paper_length表示。
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??? 由流程圖4可看出,首項(xiàng)工作是由主機(jī)向打印機(jī)發(fā)送命令,利用軟件實(shí)現(xiàn)打印機(jī)的初始化。初始化的內(nèi)容包括紙張型號(hào)、文本長(zhǎng)度、上下邊距、左右邊距的設(shè)置等。在本設(shè)計(jì)中初始化程序如下:
??? void init_print( )
??? { uchar i；
??? ? char code command[57]=
?????? ??{ 0x1b，0x45，?????????????????? ?//打印機(jī)復(fù)位
?????? ?? ?0x1b，0x2a，0x62，0x32，0x42，????
?????? ?? ?0x1b，0x26，0x6c，0x30，0x6f，?? ?//圖形方式
?????? ?? ?0x32，0x36，0x61，???????????? ?//圖幅為A4
?????? ?? ?0x30，0x6d，?????????????? ??//普通紙
?????? ?? ?0x31，0x6c，?????????????? ??//允許設(shè)計(jì)上下邊距
???????? ??0x38，0x64，?????? ?//垂直行距：8行/英寸
?????? ?? ?0x39，0x33，0x70，?//頁長(zhǎng)為11.67inch×8=93cpi
???????????0x36，0x65，???????? ?//上邊距為0.75inch×8=6cpi
?????? ?? ?0x37，0x37，0x46,?? //正文長(zhǎng)(11.67-0.75-1.25)×8=77cpi
?????? ?? ?0x1b，0x28，0x73，0x30，0x70，? ?//字間距固定
??????? ? ?0x31，0x32，0x48，???????????? ?//12cpi
?????? ?? ?0x1b，0x26，0x61，0x39，0x6c， ?//左邊距=0.75inch
?????? ?? ?0x39，0x30，0x4d，??????????
?????? ?? ?0x1b，0x2a，0x72，0x31，0x75，? ?//單色
?????? ?? ?0x31，0x41，??????????????????
?????? ?? ?0x1b，0x2a，0x62，0x30，0x4d
??? ?}；
? for(i=0；i<57；i++) print_one(command[i])；
}
??? 打印機(jī)初始化完成后，將打印緩沖區(qū)清零。這個(gè)打印緩沖區(qū)實(shí)際上就是位于外部RAM 62256內(nèi)的一段存儲(chǔ)區(qū)域，RAM 62256的地址范圍是0000H~7FFFH，在本設(shè)計(jì)中將打印緩沖區(qū)的首地址定義為0000H。為了書寫方便在以下的程序中用PRINT_BUF表示這個(gè)地址值。接著將ROM中以BMP_ADDR為首址的內(nèi)容讀出并寫入首址為PRINT_BUF的打印緩沖區(qū)內(nèi)，其代碼長(zhǎng)度即所設(shè)定表格的寬度和長(zhǎng)度的積。具體程序如下:
??? void read_bmp( )
??? { uint i；
????? uchar xdata *p； uchar code *q；
????? p=PRINT_BUF；
??? ? q=BMP_ADDR；
??? ? for(i=0；i
??? 打印數(shù)據(jù)全部存入打印緩沖區(qū)后，只要主機(jī)向打印機(jī)發(fā)開始打印命令，將打印緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)按字節(jié)依次發(fā)往打印機(jī)，一張符合要求的表格即打印出來了。具體程序如下:
??? void print_report( )
????{ char i；
????uint j；
??? uchar xdata *p；
??? char code command1[]={0x1b，0x2a，0x62，0x36，0x34，0x57}； ?????????//開始打印控制命令
??? char code command2[]={0x1b，0x2a，0x72，0x43，0x1b，0x45}； ?????????//結(jié)束打印控制命令
?? ?init_print( )；?????//初始化打印機(jī)
?? ?clear_print_buf( )；? ????//清打印緩沖區(qū)
??? read_bmp( )； ?????//讀入打印緩沖區(qū)
??? p=PRINT_BUF；
?? ?for(j=0；j
?? ?for(i=0；i
?? ?for(i=0；i<6；i++) print_one(command2[i])；
????}
??? 所設(shè)計(jì)的MCS-51系列單片機(jī)與噴墨打印機(jī)的硬件接口和程序在衡陽無線電總廠的多種測(cè)試儀器中應(yīng)用，效果良好。該硬件接口和軟件編程方法具有一定的通用性，適用于采用HP PCL LEVEL 3 打印機(jī)命令語言并且配有Centronics并行接口的各種打印機(jī)，只需在程序中根據(jù)不同機(jī)型修改個(gè)別參數(shù)值，即可實(shí)現(xiàn)打印輸出。
參考文獻(xiàn)
1 馬良渝.打印機(jī)應(yīng)用大全[M].福州:福建科學(xué)技術(shù)出版社，1995.9
2 Hewlett-Packard Company. Hewlett Packard DeskJet 600/800 Series Printers Software Developer's Pcl Guide.http://www.hp.com.1997.7.1