微型打印机在税控收款机中的设计与实现分析

王闯

摘 要：税控收款机是在电子技术应用下出现的新设备，能够有效提高工作效率。而在税控收款机的应用中，需要微型打印机有着较高的需求。为了满足使用功能，需要对微型打印机的设计与实现进行研究。通过分析其具体的设计要求，改进设计中广泛应用的打印系统结构，降低生产成本，解决设计中出现掉电续打的问题。基于此，本文对税控收款机中微型打印机的硬件软件设计和实现方法进行了研究。

关键词：微型打印机;税控收款机;设计;实现

前言：在电子技术广泛应用的背景下，在各种仪器仪表和手持设备中，对微型打印机的应用越来越广泛。而税控收款机是一种对发票、票据等单据数据完整性及一致性均有较高要求的设备，因而传统使用的微信单印记，对于其设计需求普遍难以满足。税控收款机使用中，税务部门通过发票打印，实现以卡控税、以票控税的目的。而打印过程中如果发生掉电情况，将会对发票打印完整性造成影响。所以，税控收款机需要具备掉电续打的功能，对于微型打印机的设计与实现也有很高的需求。

一、税控收款机的系统结构设计

在税控收款机的系统结构设计中，一般通用系统设计都使用了简易成品微型打印机，包括打印机芯、打印机控制板等部分。其中税控收款机中，有CPU模块控制LCD模块、键盘模块、字库存储器、其它模块等。打印机控制板中，有打印CPU控制字库ROM、外部数据RAM、外部程序ROM、其它控制程序等。在一般的系统设计中，这种系统结构基本能够满足，但是对于税控收款机来说却是有所不足的。在税控收款机当中，微型打印机很多功能都会被闲置，会产生较大的资源浪费现象。另外，当微型打印机开始打印之后，税控收款机对于打印位置无法准确判读，所以对于续打功能也无法实现。针对这些问题，税控系统结构需要改进通用打印系统结构，将打印板中的外部程序ROM、外部数据RAM、字库ROM等部分去掉，打印过程中对税控收款机主控板中的字库进行调用。在税控系统结构改进之后，能够实现对资源的合理分配，实现掉电续打功能，同时降低了生产成本。税控板中使用了高速CPU，因而税控板能够完全控制打印板中的点阵转换功能，对打印板CPU的要求有所降低。在发票打印过程中，如果发生掉电，需要在重新上电后继续将没有打完的数据继续打完。在设计当中为了实现掉电续打，将打印板中打印数据缓冲区减小，以一行点阵数据为最大缓冲区。同时将判空状态添加到打印缓冲区，对打印机当前打印状态进行判断。税控板可将打印任务控制在一行，通过对打印机状态的读取，实现对打印机的控制，进而达到掉电续打功能。

二、微型打印机的设计与实现

在微信打印机的设计与实现当中，以HT公司的8位单片机HT46R24、EPSON的M_U110Ⅱ型针式打印机芯为例，对微型打印机的设计与实现方法进行研究。

（一）微型打印机的硬件设计

在硬件设计中，驱动电路是一个重要部分，打印机芯当中设置2个步进电机，分别带动打印头装置左右移动，以及对走纸操作加以控制，进而实现打印定位和走纸操作。设计中使用了2片电流可控驱动芯片MTD2003F。在其具体实现中，以单片机HT46R24的PD0-PD3脚，与1片MTD2003F的IN0-IN4脚进行连接，实现对车载电机相位控制。PF6、PF7脚，分别与MTD2003F的I1、I1脚连接，实现对不同工作状态下车载电机电流大小的控制。MTD2003F输出端和M_U110Ⅱ打印机芯相应管脚通过PFC连接器进行连接。HT46R24的PD4-PD7，以及PF1、PF2，分别和另一个驱动芯片MTD2003F相应管脚连接。在打印过程中，驱动电流比较大，造成供电电压稳定性下降，导致打印字迹颜色深浅不一致。在设计中，使用驱动芯片STA471A，为打印针提供驱动电流，使用压控定时器电路，随着电压改变，对打印针的出针时间进行控制，实现了对打印头的保护，也解决了电压不稳造成的影响和后果。在其具体实现中，使用HT46R24的PC0-PC7脚与驱动芯片STA471A输入管脚，利用非门电路74HC06进行连接，对打印头出针、收针操作加以控制。驱动芯片STA472A输出和M_U110Ⅱ的相应脚，利用FPC连接器进行连接。使用HT46R24的PB0脚，对触发脉冲进行发送，使压控定时器启动定时，由供电电压决定定时时间，定时过程中，利用有开关功能的拉高电路，控制打印针驱动电路工作。

除了驱动电路之外，还有一些其它电路的设计。其中，温度检测电路中，基于打印针撞击色带打印的针打原理，如果打印时间过长，或增加打印头的温度，可能造成打印头烧坏。对此，使用M_U110Ⅱ的温度传感器，与打印板高温监测电路，进行温度的检测。利用HT46R24的PB4脚电平，能够判断出是否达到了120度以上的温度上限。如果发现温度上限超出，立即将打印动作停止，或是将打印速度减慢，进而实现对打印头的保护。HOME位置检测电路，M_U110Ⅱ就由打印头位置检测的光阻断传感器，在开始打印或打印机复位后，打印头初始位置在HOMW位置定位。利用HT46R24的PA3脚电平，能够对打印头是否在HOME位置加以判断。黑标检测电路，主要是每张发票中有固定大小黑标，能够让打印机对发票准确定位打印。M_U110Ⅱ具有检测黑标状态的传感器，打印板黑标检测电路，可以将黑标状态向电平状态转换，进而向HT46R24的PB1脚输送，从而准确判断出黑标位置。

（二）微型打印机的软件实现

在微信打印机控制软件中，主要涉及到黑标检测程序、打印针打印补偿程序、HOME检测程序、温度检测程序、走纸电机控制程序、车载电机控制程序、外部接口通信程序、主程序等部分。在编写主程序的过程中，其中含有主循环程序段和电初始化。其中主循环程序段的功能主要是对温度报警状态和缺纸状态等打印机状态进行检测和提醒。初始化部分主要包括各种中断的设置，将打印头向HOME位置复位，对外部端口初始化等。此外，在打印机中，需要对打印针打印操作、走纸电机、车载电机等进行严格的时序控制。车载电机和走纸电机、打印针等都可能同步工作，所以使用单片机HT46R24的定时器0对车载电机进行控制。而走纸电机和打印针属于异步工作，因此使用HT46R24的定时器进行控制。

三、结论

在税控收款机逐渐广泛应用和普及的背景下，对于相配套的微型打印机也提出了更高的要求。由于传統的微型打印机无法满足使用要求，因此需要对微型打印机进行设计和实现的研究。利用本文中提出的设计与实现方案，通过对微型打印机硬件部分和软件部分的设计与实现，能够较好的满足税控收款机的使用需求，提供完善、安全的功能，同时可提高性能稳定和控制灵活，降低生产成本。

参考文献：

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