微型打印機在稅控收款機中的設計與實現分析

王闖

摘?要：稅控收款機是在電子技術應用下出現的新設備，能夠有效提高工作效率。而在稅控收款機的應用中，需要微型打印機有著較高的需求。為了滿足使用功能，需要對微型打印機的設計與實現進行研究。通過分析其具體的設計要求，改進設計中廣泛應用的打印系統結構，降低生產成本，解決設計中出現掉電續打的問題。基于此，本文對稅控收款機中微型打印機的硬件軟件設計和實現方法進行了研究。

關鍵詞：微型打印機;稅控收款機;設計;實現

前言：在電子技術廣泛應用的背景下，在各種儀器儀表和手持設備中，對微型打印機的應用越來越廣泛。而稅控收款機是一種對發票、票據等單據數據完整性及一致性均有較高要求的設備，因而傳統使用的微信單印記，對于其設計需求普遍難以滿足。稅控收款機使用中，稅務部門通過發票打印，實現以卡控稅、以票控稅的目的。而打印過程中如果發生掉電情況，將會對發票打印完整性造成影響。所以，稅控收款機需要具備掉電續打的功能，對于微型打印機的設計與實現也有很高的需求。

一、稅控收款機的系統結構設計

在稅控收款機的系統結構設計中，一般通用系統設計都使用了簡易成品微型打印機，包括打印機芯、打印機控制板等部分。其中稅控收款機中，有CPU模塊控制LCD模塊、鍵盤模塊、字庫存儲器、其它模塊等。打印機控制板中，有打印CPU控制字庫ROM、外部數據RAM、外部程序ROM、其它控制程序等。在一般的系統設計中，這種系統結構基本能夠滿足，但是對于稅控收款機來說卻是有所不足的。在稅控收款機當中，微型打印機很多功能都會被閑置，會產生較大的資源浪費現象。另外，當微型打印機開始打印之后，稅控收款機對于打印位置無法準確判讀，所以對于續打功能也無法實現。針對這些問題，稅控系統結構需要改進通用打印系統結構，將打印板中的外部程序ROM、外部數據RAM、字庫ROM等部分去掉，打印過程中對稅控收款機主控板中的字庫進行調用。在稅控系統結構改進之后，能夠實現對資源的合理分配，實現掉電續打功能，同時降低了生產成本。稅控板中使用了高速CPU，因而稅控板能夠完全控制打印板中的點陣轉換功能，對打印板CPU的要求有所降低。在發票打印過程中，如果發生掉電，需要在重新上電后繼續將沒有打完的數據繼續打完。在設計當中為了實現掉電續打，將打印板中打印數據緩沖區減小，以一行點陣數據為最大緩沖區。同時將判空狀態添加到打印緩沖區，對打印機當前打印狀態進行判斷。稅控板可將打印任務控制在一行，通過對打印機狀態的讀取，實現對打印機的控制，進而達到掉電續打功能。

二、微型打印機的設計與實現

在微信打印機的設計與實現當中，以HT公司的8位單片機HT46R24、EPSON的M_U110Ⅱ型針式打印機芯為例，對微型打印機的設計與實現方法進行研究。

（一）微型打印機的硬件設計

在硬件設計中，驅動電路是一個重要部分，打印機芯當中設置2個步進電機，分別帶動打印頭裝置左右移動，以及對走紙操作加以控制，進而實現打印定位和走紙操作。設計中使用了2片電流可控驅動芯片MTD2003F。在其具體實現中，以單片機HT46R24的PD0-PD3腳，與1片MTD2003F的IN0-IN4腳進行連接，實現對車載電機相位控制。PF6、PF7腳，分別與MTD2003F的I1、I1腳連接，實現對不同工作狀態下車載電機電流大小的控制。MTD2003F輸出端和M_U110Ⅱ打印機芯相應管腳通過PFC連接器進行連接。HT46R24的PD4-PD7，以及PF1、PF2，分別和另一個驅動芯片MTD2003F相應管腳連接。在打印過程中，驅動電流比較大，造成供電電壓穩定性下降，導致打印字跡顏色深淺不一致。在設計中，使用驅動芯片STA471A，為打印針提供驅動電流，使用壓控定時器電路，隨著電壓改變，對打印針的出針時間進行控制，實現了對打印頭的保護，也解決了電壓不穩造成的影響和后果。在其具體實現中，使用HT46R24的PC0-PC7腳與驅動芯片STA471A輸入管腳，利用非門電路74HC06進行連接，對打印頭出針、收針操作加以控制。驅動芯片STA472A輸出和M_U110Ⅱ的相應腳，利用FPC連接器進行連接。使用HT46R24的PB0腳，對觸發脈沖進行發送，使壓控定時器啟動定時，由供電電壓決定定時時間，定時過程中，利用有開關功能的拉高電路，控制打印針驅動電路工作。

除了驅動電路之外，還有一些其它電路的設計。其中，溫度檢測電路中，基于打印針撞擊色帶打印的針打原理，如果打印時間過長，或增加打印頭的溫度，可能造成打印頭燒壞。對此，使用M_U110Ⅱ的溫度傳感器，與打印板高溫監測電路，進行溫度的檢測。利用HT46R24的PB4腳電平，能夠判斷出是否達到了120度以上的溫度上限。如果發現溫度上限超出，立即將打印動作停止，或是將打印速度減慢，進而實現對打印頭的保護。HOME位置檢測電路，M_U110Ⅱ就由打印頭位置檢測的光阻斷傳感器，在開始打印或打印機復位后，打印頭初始位置在HOMW位置定位。利用HT46R24的PA3腳電平，能夠對打印頭是否在HOME位置加以判斷。黑標檢測電路，主要是每張發票中有固定大小黑標，能夠讓打印機對發票準確定位打印。M_U110Ⅱ具有檢測黑標狀態的傳感器，打印板黑標檢測電路，可以將黑標狀態向電平狀態轉換，進而向HT46R24的PB1腳輸送，從而準確判斷出黑標位置。

（二）微型打印機的軟件實現

在微信打印機控制軟件中，主要涉及到黑標檢測程序、打印針打印補償程序、HOME檢測程序、溫度檢測程序、走紙電機控制程序、車載電機控制程序、外部接口通信程序、主程序等部分。在編寫主程序的過程中，其中含有主循環程序段和電初始化。其中主循環程序段的功能主要是對溫度報警狀態和缺紙狀態等打印機狀態進行檢測和提醒。初始化部分主要包括各種中斷的設置，將打印頭向HOME位置復位，對外部端口初始化等。此外，在打印機中，需要對打印針打印操作、走紙電機、車載電機等進行嚴格的時序控制。車載電機和走紙電機、打印針等都可能同步工作，所以使用單片機HT46R24的定時器0對車載電機進行控制。而走紙電機和打印針屬于異步工作，因此使用HT46R24的定時器進行控制。

三、結論

在稅控收款機逐漸廣泛應用和普及的背景下，對于相配套的微型打印機也提出了更高的要求。由于傳統的微型打印機無法滿足使用要求，因此需要對微型打印機進行設計和實現的研究。利用本文中提出的設計與實現方案，通過對微型打印機硬件部分和軟件部分的設計與實現，能夠較好的滿足稅控收款機的使用需求，提供完善、安全的功能，同時可提高性能穩定和控制靈活，降低生產成本。

參考文獻：

[1]田靜，薛平，孫華，等.微型螺桿擠出式3D打印機的研究進展[J].塑料，2018，47（1）：46-51.

[2]白天明.STC系列單片機與微型打印機接口電路設計[J].電腦知識與技術：學術版，2019，15（5）：211-212.

[3]李國輝，賀明飛，梁明月，等.基于Arduino模塊化小型3D打印機的設計[J].機器人技術與應用，2017，17（6）：39-41.