基于arm9和蓝牙技术的便携式微型打印机设计

焦明华　刘冬　张秀娟

摘要：微型打印机作为各种智能化仪器的重要输出设备，用途极广，市场潜力巨大。为了使微型打印机更加实用、便捷，提出了以arm9为主控芯片，以LCD为人机交互界面，以串口和上位机通信或以蓝牙和带蓝牙功能的设备通信，实现既可以上位机或带蓝牙功能的设备控制打印数据也可以独立打印数据的目的。

关键词：微型打印机；arm9；LCD；蓝牙

中图分类号：TP216 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）33-8050-03

目前微型打印机已普遍应用，但现在的微型打印机大都固定在仪器中或需要电脑输入打印数据，考虑到带蓝牙功能的手机等便携式设备已经普及，因而也可把随身携带的手持设备中的信息通过蓝牙通信在便携式微型打印机中打印。这样，便携式微型打印机将更实用、更便捷。该文介绍了便携式微型打印机设计中的蓝牙模块、打印模块等部分硬件电路设计以及软件模块的设计流程。

1硬件电路设计

本系统由蓝牙模块、显示模块、串口通信模块、打印模块、存储模块组成。系统框图如图1所示。

1.1蓝牙模块设计

本设计无线通信部分采用蓝牙通信芯片ROK101007，ROK101007符合蓝牙技术规范。ROK101007蓝牙通信芯片是爱立信（Ericsson）公司出产的一款通信芯片，其非常适合于短距离无线通信。ROK101007蓝牙通信芯片主要特点有性能稳定、集成度高、功耗低、传输可靠而且完全兼容蓝牙协议V1.1，并通过了FCC/ETST类型认证。ROK101007这款无线基带模块主要由基带控制器、无线收发器、闪存、电源管理模块、时钟等部件组成，可提供高至HCI（HostControllerInterface）层的功能。此外，该模块有USB、UART和PCM三种接口，因此与主机连接更加方便，而且，该模块还同时支持蓝牙语音和数据两种数据传输。

蓝牙通信芯片ROK101007有三种通信接口，本设计采用UART接口和主机ARM相连，其UART支持的波速率有（单位：bits／s）：300，600，900，1200，1800，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200，230400和460800。使用HCI命令HCIEricssonSetUartBaudRate可改变UART接口的波速率，这是爱立信公司自定义的一条命令。与UART接口有关的有四个管脚如下所示：

1）TxD（B5），RxD（A5）：用于收发数据；2）RTS（A6），CTS（B6）：用于数据流控制。

ARM通过UART接口和蓝牙设备相连的电路接口如图2所示。

1.2打印机模块

本设计采用EPSON针式M-150Ⅱ型打印机芯，该打印机芯具有价格便宜，体积小、可靠性高，功耗低等优点，由于M-150Ⅱ型打印机具备简单、小巧、可靠、耗能少和稳定等特点，所以已成为众多办公场所的选择，从掌上终端到坐式打印机以及小型测量仪器都可以应用，具有非常大的应用空间和广阔的市场前景。

1.2.1M-150II型打印机简介

M-150II系列打印机是世界上最小型的，十分小巧，耗能极低，一个镍-镉电池可使其正常工作，其基本的打印原理是通过打印钢针撞击色带和纸，便可以打印出点阵组成的字符图形。M-150II型打印机引脚如表1所示。

M-150II打印机一行可打印96个点，四个针头从左到右依次为A、B、C、D，每个针头对应24点。如果打印英文字符时采用5×7点阵的话，那么一行可以打印16个字符。它采用45mm宽的普通打印纸打印，日常维护比较容易，打印纸更换也较为方便。其打印速度为1行/秒，使用寿命为500000行，体积很小，是世界上最小型系列的打印机，为73.4mm乘42.6mm乘12.8mm，重量非常轻，只有60g，很适合于安装在仪器仪表内部。

1.2.2M-150II型打印机工作原理

给电机通电后，电机开始和安装在同一轴上的小发电机一起转动。假设4个针头A、B、C、D的初始位置在最左处，则电机转动后，发电机通过10脚（同步信号输出1）、11脚（同步信号输出2）往外发信号，其原始信号如图3所示。

图3中的正弦波信号是10脚和11脚发出的同步信号，而周期与正弦相同方波即中间的方波脉冲则是正弦波信号经过外围电路处理以后发给ARM的信号，最下面的Tn系列方波脉冲则是由用户根据输入ARM的信号加工产生的。M-150II打印完一个点行会总共产生168个Tn系列的方波脉冲，其中前96个Tn系列的方波脉冲对应一个点行的96点，后72个方波脉冲在打印针头到最右端后往回走的时候产生的，这样一行就打印完成了。

2软件设计

微型打印机主要任务就是通过串口接收上位机数据或通过蓝牙接收手持设备中的数据或直接通过键盘输入数据，通过LCD显示，并由微型打印机M-150II打印。三种数据输入方式使得便携式微型打印机更加实用方便。

2.1串口程序设计

当arm启动后，初始化串口，设置波特率等参数，然后在LCD上显示时间信息，当串口收到信息后，跳到串口处理程序，首先判断是不是接收数据命令，如果不是直接跳回主程序，如果是，则串口开始接收数据，接收完成后，直接调用打印程序进行打印。串口程序流程图如图所示。蓝牙程序流程图如图4所示。

2.2蓝牙模块软件设计

系统启动后，启动蓝牙按键按下后，则进入蓝牙程序，首先初始化和蓝牙模块相连的串口，设置波特率等参数，再初始化蓝牙模块，以查询或者被查寻方式建立连接，确定建立连接后开始数据接收，数据接收完成后则调用打印程序进行数据打印，最后关闭蓝牙程序，跳回主程序，如图5所示。

3结束语

ARM9主控芯片使得数据通信及处理速度更快，蓝牙通信使得安卓手机等带蓝牙功能的设备中的数据能够在需要的时候打印出来，另外，本设计可以实现键盘输入数据并打印。本设计主要是因为现在带蓝牙功能的手持设备如安卓手机、PSV、部分笔记本等已经普遍应用，迫切需要一种更加方便微型打印机来适应市场，满足人们的需求。

参考文献：

[1]邢传玺，栾晓明.基于蓝牙的嵌入式通信模块的实现[J].应用科技，2009，36（9）：43-47.

[2]杜春雷.ARM体系结构与编程[M].北京：清华大学出版社，2003.

[3]禹帆.蓝牙技术[M].北京：清华大学出版社，2002.

[4]刘大伟，李威，王禹桥，蔡文娟.基于增强型单片机的针式微型打印机[J].微计算机信息，2007，10（2）：15-18.

[5]冯艳娜.基于ARM的微型打印机研究与设计[J].可编程控制器与工厂自动化，2011（2）：68-71.

[6]何荣森，王宏宝，张跃.蓝牙技术及其硬件设计[J].电子技术，2011（4）：205-208.