151單片機(jī)與打印機(jī)接口設(shè)計(jì)

1.1并口打印機(jī)的工作時(shí)序

通常情況下，并口噴墨打印機(jī)(以下簡(jiǎn)稱打印機(jī))是由普通PC機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的。PC機(jī)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(qiáng)型并行接口)，ECP(擴(kuò)展型并行端口)。由于SPP實(shí)現(xiàn)起來(lái)最簡(jiǎn)單，因此，本系統(tǒng)參照此接口。

PC機(jī)按SPP模式驅(qū)動(dòng)噴墨打印機(jī)時(shí)采用17根信號(hào)線，如果要求單片機(jī)完全按照這種方式工作，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較繁瑣，占用了很多I/O資源。通過(guò)仔細(xì)分析SPP信號(hào)線以及打印機(jī)的工作原理之后，我們使用了10根信號(hào)線：8根數(shù)據(jù)線，1根狀態(tài)線(用來(lái)判斷打印機(jī)是否空閑)，1根控制線(用來(lái)選通打印機(jī))，試驗(yàn)結(jié)果表明這種簡(jiǎn)化是完全可行的。PC機(jī)并行端口引腳定義請(qǐng)參考相關(guān)資料。圖1是簡(jiǎn)化的并口打印機(jī)工作時(shí)序。簡(jiǎn)化的打印機(jī)工作時(shí)序可以概括為：主機(jī)(在此為單片機(jī))在打印機(jī)忙線BUSY為低電平時(shí)輸出數(shù)據(jù)，產(chǎn)生選通脈沖信號(hào)STROBE，將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)D0～D7鎖存入打印機(jī)中；在打印機(jī)處理此數(shù)據(jù)期間，忙線為高電平，此時(shí)主機(jī)不能向打印機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，否則將被丟失。打印機(jī)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(jī)可以接收下一個(gè)數(shù)據(jù)了。

1.2單片機(jī)與并口打印機(jī)的接口電路

設(shè)計(jì)的51單片機(jī)和打印機(jī)的接口電路如圖2所示。單片機(jī)只用了10根信號(hào)線來(lái)驅(qū)動(dòng)噴墨打印機(jī)。單片機(jī)P0口的8根數(shù)據(jù)線通過(guò)74HC377鎖存后和并口的數(shù)據(jù)線相連，向打印機(jī)傳送命令和數(shù)據(jù)；I/O引腳P12接并口的BUSY信號(hào)線，單片機(jī)檢測(cè)到P12管腳為高電平時(shí)，繼續(xù)讀取該管腳的狀態(tài)，直到為低電平時(shí)(表明打印機(jī)可以接受下一個(gè)字符)才往數(shù)據(jù)口發(fā)送一個(gè)字符。單片機(jī)最高位地址總線P2.7(A15)為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)便可在單片機(jī)寫控制信號(hào)線WR的上升沿鎖入74HC377，隨后P2.6為低電平時(shí)，選通信號(hào)STROBE有效，數(shù)據(jù)進(jìn)入打印機(jī)。這樣，噴墨打印機(jī)端口地址為0x0000～0x3fff，由于51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器和外設(shè)是統(tǒng)一編址的，外部存儲(chǔ)器地址只能從0x4000開(kāi)始。如果系統(tǒng)存儲(chǔ)空間不夠，可以改用全譯碼電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2EPSON ESC/P打印控制語(yǔ)言簡(jiǎn)介

采用EPSON公司的打印控制語(yǔ)言ESC/P，在它的開(kāi)發(fā)網(wǎng)站上下載編程手冊(cè)，里面對(duì)這種打印機(jī)語(yǔ)言作了詳細(xì)介紹，本文列出了實(shí)際應(yīng)用中常用的控制代碼。
　　初始化打印機(jī)：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(jī)處于字符方式。因此要在圖形方式下打印時(shí)，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(shí)單元大小不一樣。單元越小打印機(jī)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(shí)，打印機(jī)處于默認(rèn)的彩色模式；當(dāng)n=01H時(shí)，打印機(jī)置為單色模式，即只能打印出黑色；當(dāng)n=02H時(shí)，打印機(jī)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(shí)，打印機(jī)工作在非壓縮模式；c=1時(shí)，打印機(jī)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(dòng)過(guò)程中垂直方向所含點(diǎn)數(shù)，也就是光柵個(gè)數(shù)或掃描行數(shù)；nL，nH：水平方向所含點(diǎn)數(shù)為((256*nH)+nL)；k：所有數(shù)據(jù)個(gè)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(jī)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(jī)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(jī)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(guò)程中送給打印機(jī)的點(diǎn)陣和通常情況下(比如液晶顯示)是不一樣的，必須要經(jīng)過(guò)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(duì)位置，設(shè)置垂直位置，設(shè)置垂直相對(duì)位置這4條命令也用得比較多，其用法也很簡(jiǎn)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(cè)，在此就不一一列舉了。?

3打印程序設(shè)計(jì)

打印機(jī)的驅(qū)動(dòng)軟件采用C51編寫，在keil C51環(huán)境下編譯通過(guò)，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(guò)程是，先讀取打印機(jī)忙狀態(tài)信號(hào)，如果忙繼續(xù)查詢，直到不忙再送去一個(gè)字符到打印口，隨后發(fā)出選通信號(hào)。

4結(jié)束語(yǔ)

單片機(jī)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(cè)時(shí)得到的一些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、曲線，就不得不采用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)噴墨打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，本文針對(duì)此應(yīng)用給出了一種可行的方案。?

參考文獻(xiàn)
［1］EPSON Programming Guide For 4 Color EPSON Stylus Ink Jet Printer［Z］.SEIKOEPSON Corporation,Nagano,Japan.,2003.?
［2］8051 Microcontrollers Hardware Manual［Z］.ATMEL Corporation.,1997.