基于C8051F系列單片機(jī)的標(biāo)簽打印機(jī)接口設(shè)計(jì)

摘要：為滿足與日俱增的嵌入式系統(tǒng)的打印需求，設(shè)計(jì)了一種以片上系統(tǒng)型C8051F系列單片機(jī)為主機(jī)控制器的標(biāo)簽打印機(jī)接口模塊。詳細(xì)闡述了單片機(jī)與打印機(jī)之間的串行接口設(shè)計(jì)方法和斑馬公司標(biāo)簽打印機(jī)專用的EPL2打印描述語(yǔ)言的使用，在掌握EPL2語(yǔ)言的基礎(chǔ)上，利用KeilC編程工具進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)，并給出了相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)了C8051F020單片機(jī)通過(guò)RS 232接口對(duì)一種標(biāo)簽打印機(jī)的控制。
關(guān)鍵詞：C8051F020；標(biāo)簽打印機(jī)；串行接口；EPL2

0 引言
    隨著信息化技術(shù)的高速發(fā)展，各行業(yè)對(duì)于數(shù)據(jù)打印的需求日益增加。為了能夠更加直觀的瀏覽數(shù)據(jù)，微型標(biāo)簽打印機(jī)在智能儀器儀表、電子收款機(jī)、計(jì)價(jià)器等系統(tǒng)中幾乎成為標(biāo)準(zhǔn)配置。本課題來(lái)源于常州市揚(yáng)子電子有限公司，主要是針對(duì)一款程控耐壓絕緣測(cè)試儀開(kāi)發(fā)的打印機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)打印功能。
    系統(tǒng)采用斑馬公司生產(chǎn)的888-TT桌面式微型標(biāo)簽打印機(jī)，基于美國(guó)Silicon Labs公司生產(chǎn)的SoC單片機(jī)C8051f020作為主控制芯片，通過(guò)RS 232串行接口與標(biāo)簽打印機(jī)進(jìn)行串行通信，采取單片機(jī)向標(biāo)簽打印機(jī)發(fā)送打印指令和數(shù)據(jù)的方法實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)打印機(jī)的控制。

1 單片機(jī)與打印機(jī)的串行接口設(shè)計(jì)
    大多數(shù)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)不是高速大數(shù)據(jù)量吞吐的，因此單片結(jié)構(gòu)，即不外擴(kuò)展ROM和RAM已成為單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)展的方向之一。與之相適應(yīng)，以各種串行總線來(lái)配置應(yīng)用系統(tǒng)已成為設(shè)計(jì)者的常用手段。打印機(jī)是低速設(shè)備，應(yīng)用標(biāo)簽打印機(jī)打印時(shí)，數(shù)據(jù)量一般不大，因此在該系統(tǒng)中，筆者優(yōu)先考慮選用串行接口類的標(biāo)簽打印機(jī)。
    對(duì)于小型儀器儀表，由于體積限制，一般均配置分體臺(tái)式串口微型打印機(jī)作為可選外設(shè)，由于連線較長(zhǎng)，其串口信號(hào)采用EIA標(biāo)準(zhǔn)電平，即：
    Mark為邏輯“1”(EIA-3～-27V低電平)；
    Space為邏輯“0”(EIA+3～+27V高電平)。
    因此，在與單片機(jī)接口時(shí)，這類EIA標(biāo)準(zhǔn)RS 232C串口微型打印機(jī)提供兩種握手方式：一種是標(biāo)志控制方式，由單片機(jī)的TXD發(fā)送串行數(shù)據(jù)給微打，單片機(jī)使用RXD或其他輸入口判斷打印機(jī)閑忙狀態(tài)。其時(shí)序圖和軟件流程圖如圖1所示。
    另一種是XON／XOFF協(xié)議方式，由單片機(jī)的TXD發(fā)送數(shù)據(jù)，由其RXD接收來(lái)自打印機(jī)的數(shù)據(jù)，根據(jù)所接收數(shù)據(jù)是否為XON=11H或XOFF=13H決定數(shù)據(jù)能否發(fā)送。其時(shí)序圖和軟件流程圖如圖2所示。

    標(biāo)志控制方式除使用串口TXD外，再用一個(gè)輸入口判斷打印機(jī)的CTS(允許發(fā)送)電平，編程控制簡(jiǎn)單，類似于并行接口判“忙”線控制數(shù)據(jù)傳送的處理方法。在協(xié)議控制方式下，要同時(shí)使用串口的TXD和RXD，發(fā)送和接收均為串行數(shù)據(jù)，編程相對(duì)復(fù)雜，而且數(shù)據(jù)的傳輸效率低。因此，該系統(tǒng)采用了標(biāo)志控制方式，硬件連接圖如圖3所示。EIA電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換采用SP232EEN芯片。

2 EPL2打印描述語(yǔ)言
    該系統(tǒng)采用斑馬公司的桌面型標(biāo)簽打印機(jī)888-TT，其編程語(yǔ)言為EPL2打印描述語(yǔ)言。EPL2語(yǔ)言主要包含了對(duì)打印機(jī)進(jìn)行操作的一系列打印指令。在此主要用到了其中的A指令和B指令：A指令的作用主要是用來(lái)打印文本；B指令的作用主要是用來(lái)打印條碼。
    “A”指令：用于打印文本字符。語(yǔ)法為：Ap1，p2，p3，p4，p5，p6，p7，“DATA”。其中包含了7個(gè)參數(shù)p1～p7，和需要打印的文本數(shù)據(jù)“DATA”。下面對(duì)參數(shù)進(jìn)行介紹：
    p1為以像素點(diǎn)為單位的水平起始位置；
    p2為以像素點(diǎn)為單位的垂直起始位置；
    p3為旋轉(zhuǎn)，參數(shù)的值以及對(duì)應(yīng)的角度見(jiàn)表1；

    p4為字體選擇；
    p5為水平膨脹；
    p6為垂直膨脹；
    p7中，N代表普通，R表示反轉(zhuǎn)圖像。
    “B”指令：用于打印標(biāo)準(zhǔn)條碼。語(yǔ)法為：Bp1，p2，p3，p4，p5，p6，p7，p8，“DATA”。它包含了8個(gè)參數(shù)p1～p8，和需要打印的條碼數(shù)據(jù)“DATA”。下面對(duì)8個(gè)參數(shù)進(jìn)行介紹：
    p1為以像素點(diǎn)為單位的水平起始位置；
    p2為以像素點(diǎn)為單位的垂直起始位置；
    p3為旋轉(zhuǎn)，參數(shù)的值以及對(duì)應(yīng)的角度與A指令的
    p3參數(shù)相同，見(jiàn)表1；
    p4為條碼選擇；
    p5為窄條的像素寬度；
    p6為寬條的像素寬度；
    p7為條碼的像素點(diǎn)高度；
    p8為打印可讀代碼，B為是，N為否。

3 打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
    打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序的流程圖如圖4所示。

    打印機(jī)的驅(qū)動(dòng)程序由三部分組成：打印機(jī)初始化、文本打印和條碼打印。打印機(jī)初始化函數(shù)Printer_Init()的程序代碼段如下：
   
    首先向打印機(jī)發(fā)送“Y96，O，8，1”，作用是將打印機(jī)的波特率設(shè)置為9 600 b／s，沒(méi)有校驗(yàn)，8位數(shù)據(jù)位和1位停止位，與單片機(jī)串口參數(shù)設(shè)置一致。接下來(lái)發(fā)送“q500”，作用是將標(biāo)簽的寬度定義為500個(gè)像素點(diǎn)。最后發(fā)送“ZT”，作用是控制打印的方向從紙張的頭部開(kāi)始打印，初始化完成時(shí)，返回發(fā)送成功的標(biāo)志true。
    文本打印函數(shù)Print_String()的程序代碼段如下：

    定義一個(gè)數(shù)組，該數(shù)組的作用是用來(lái)存放需要打印的臨時(shí)數(shù)據(jù)。程序中的注釋部分給出了打印數(shù)據(jù)"DATA”的具體格式，首先發(fā)送“N”指令，其作用是清空打印緩沖區(qū)，然后送入要打印的文本數(shù)據(jù)。最后發(fā)送“P”指令，其作用是打印，后面的參數(shù)“1”是指打印1份。整個(gè)指令段通過(guò)數(shù)組的賦值傳入PrintBuffer中，然后通過(guò)串口發(fā)送函數(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)送給打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)文本的打印操作。條碼打印函數(shù)Print_Bar()的程序代碼段如下：

    與文本打印類似，*Str為要打印的條碼數(shù)據(jù)。串口發(fā)送完成時(shí)，返回成功標(biāo)志true，即實(shí)現(xiàn)條碼的打印操作。當(dāng)需要重新啟動(dòng)打印機(jī)時(shí)，同樣要向打印機(jī)發(fā)送相關(guān)的指令，也就是“＾@”指令，該指令的作用是重新啟動(dòng)打印機(jī)。重新啟動(dòng)打印機(jī)函數(shù)Printer_Reset()的程序代碼段如下：
   

4 結(jié)語(yǔ)
    在此采用低功耗SoC單片機(jī)C8051F020作為主機(jī)控制器，完成了斑馬公司的888-TT標(biāo)簽打印機(jī)的串行接口設(shè)計(jì)及驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)已成功應(yīng)用于程控耐壓絕緣測(cè)試儀中，并取得了良好的效果。不僅節(jié)省了很多人力資源，同時(shí)也提高了數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確度和效率。