【成功案例】Silicon Labs 8位USB单片机C8051F340-GQ实现微型热敏打印机恒稳走纸

时间： 2018-09-25 来源：世强

技术问答

微型热敏打印机广泛应用于各种支付票据、短期凭据打印等场合，是我们生活中不可或缺的重要设备。在冷链行业应用中，食品、药品和特殊化妆品的储运环境是需要全程监测且可被追溯的，货物必须附带储运过程温湿度数据才可以流转交付。而微型热敏打印机是最常用的数据输出设备，可将冷链储藏运输数据及曲线的打印并交付。但是，传统的热敏票据打印机由于性能局限不能满足此应用，因此我们基于C8051F340单片机自研一款微型热敏打印机，本文对方案特点作详细描述。

笔者设计的微型热敏打印机主要由SILICON LABS（芯科科技）的 8位USB单片机C8051F340-GQ和FUJITSU(富士通) 的热敏打印机芯FTP-628MCL103组成。C8051F340在此方案中负责打印数据的接收、字模转换、排版、打印机芯的驱动控制。

由于需要打印图表，打印数据量较大，一般外购的打印机缓存较小，在使用过程中只能边传边打，容易出现卡顿现象。我们在自研的微型打印机产品中利用C8051F340的EMIF接口扩展了一片64KB SRAM用于打印数据和输出位图数据的缓存，实测下载打印数据速度明显较快，最终成功解决卡顿问题。由此可见，在打印机应用中，单片机支持扩展数据存储器是必要的。

打印机接口采用了USB，基于USBXpress开发套件自带驱动完成开发，连接主机传输稳定，不断连，用户体验较好。C8051F340的USB单元采用内置高精度（±0.25%）时钟，不需要外部晶体，USB接口内置了完善的收发器，不需要上下拉电阻，外围精简。同时，单片机系统采用了内置的稳压器提供3.3V电源，可直接由USB供电。

为了实现汉字打印，我们使用C8051F340单片机的SPI接口外挂了一片字库芯片，使用四线SPI master模式，SCK频率最高配置到24MHz。实测打印32x32点阵的GB2312汉字，打印数据转换时间短，输出流畅，取模速度完全满足应用要求。

FTP-628MCL103打印机芯具有完善的传感器接口，可用于缺纸检测、打印头热保护、和热敏纸卷压轴位置检测等。其中缺纸检测传感器为反射式光耦，打印头温度传感器为NTC热敏电阻，在此，我们利用C8051F340单片机内置的两个10位ADC通道分别采集光耦和NTC传感器的分压值，实现相应状态检测。单片机内部温度传感器可配置到ADC通道，实现主板温度检测和过热保护功能。压轴位置开关由GPIO直接输入，实现了纸卷压轴位置判断。

由于打印机芯为步进电机驱动走纸，我们利用C8051F340单片机内置的可编程计数器阵列PCA其中的一个模块实现8位PWM输出功能，为电机驱动芯片提供驱动脉冲。从8.4~5V工作电压范围，我们使单片机输出占空比在30~80%的范围内自动调整，既稳定了走纸驱动扭矩，又有效的减少了步进电机的发热和工作噪声。实测走纸速度快且平稳。

产品原理示意如下图所示：

图1 微型打印机原理示意图

此方案中，我们利用C8051F340单片机的诸多特点及优势，开发出了高性能的微型热敏打印机产品，能够满足冷链温湿度数据交付应用需求。我们在此方案基础上随后成功开发出了蓝牙版和NFC版的微型打印机，并且实现量产。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 14
| 转发至：

本文由Sunny提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。

全部评论（14）

康波周期 Lv7. 资深专家 2019-06-10

官方授权代理证明
wch7475 Lv8. 研究员 2019-04-13

学习
duanmaxie Lv8. 研究员 2019-02-03

学习
用户39371689 Lv4. 资深工程师 2018-12-09

学习了！
用户86910647 Lv5. 技术专家 2018-11-25

不错

国丰 Lv7. 资深专家 2018-11-19

了解一下
luose Lv8. 研究员 2018-11-19

了解一下
海锋 Lv9. 科学家 2018-11-12

学习了
用户24428459 Lv6. 高级专家 2018-11-04

不错
tn619 Lv8. 研究员 2018-10-15

学习

展开更多评论

【应用】芯科MCU C8051F340用于术野摄像机，具有硬件增加型SPI、丰富外设接口、48MHz时钟

本文主要介绍芯科C8051F340 MCU在医疗系统中术野摄像机中控制应用。优势：时钟48MHz，丰富的外设接口，硬件增强型SPI、SMBus和增强型UART串口，双串口功能通讯，同时USB可以扩展通讯。

应用方案发布时间 : 2022-09-25

【应用】高集成度热敏打印机芯FTP-62GMCL463＃10应用于票据收银打印机，打印速度最大支持250mm/s

本文主要讲富士通热敏打印机芯FTP-62GMCL463＃10在票据收银打印机上的应用。FTP-62GMCL463把各个功能模块集成一个机芯，从开发难易程度和成本上相比独立的打印头、切刀都有很大的优势；超高的打印速度，最大支持250mm/s，这对于电机和打印头内部的逻辑处理速度都是有很高的要求。

应用方案发布时间 : 2020-05-31

【应用】EFM8UB低功耗8位MCU在数控机床无线遥控器上的应用

数控机床增加遥控器，可以增加机床的可操作性和安全性。USB口无线接收器需要使用1颗USB接口芯片，由于是在工业场所应用，对芯片的稳定性要求至关重要。使用Silicon Labs公司推出的8位单片机EFM8UB系列，非常适用于复杂的环境中应用。EFM8UB系列MCU可以为数控机床遥控器的USB接口提供低成本，高稳定性的解决方案。

应用方案发布时间 : 2019-04-02

【选型】FUJITSU（富士通）热敏打印机/触摸屏/无线模块选型指南

目录- 驱动打印机芯/无衬纸打印机芯独立打印机打印模组 4-线轻触电阻触摸屏投射式电容触摸屏蓝牙模块蓝牙 Beacon Mesh 组网产品多普勒雷达模块

型号- FTP-63GMCL453 R,FWM8BLZ07A,FWM8BLZ02B-109079,FID-1134-001-A10,FTP-639MCL103 R,FTP-64GMCL153 R,FTP-628MCL401#01 R,FTP-627MCL411 RA,FTP-629MCL054/354,FID-1855-030,MBH7BLZ01,FID-1144-001-A22,MBH7BLZ02,FTP-62DMCL101/111#02 R,FTP-63GUSL001 R,FTP-638WSL110 R,MBH7BLZ02A,FTP-62DMCL101#11 R,NRF52832,NRF51822,FTP-628WSL220 R,FID-1540-081-H15,FWM8BLZ02-109042,BLZ07,FWM8BLZ07P,FTP-628MCL101#57 R,MBH7BLZ01A-1090**,BLZ02,MBH7BLZ07,FTP-648MCL103 R,FID-1540-101-H12,FWM8BLZ07Y,BLZ02A-1090**,FTP-66EMCL112 R,FTP-62GUSL001 R,FID-1142-001-A15,FTP-639USL104 R,FTP-63GMCL153 R,MBH7BLZ01A,FWM8BLZ02A-109047,FTP-637MCL411 RE,FID-1855-020,FTP-628MCL053/054 R,FWM7BLZ20B-109077,FTP-83GMCL483 R,FID-1540-121-H12,FTP-639MCL354#70 R,FID-1124-001-A08,BLZ02-1090**,MBH7BLZ07-1090**,FID-1122-001-A07,FTP-638MCL103 R,FID-1132-001-A10,FID-1133-001-A10,FTP-639MCL383#01/02 R,FTP-63HMCL163#32-R,MBH7BLZ01-1090**,FID-1135-001-A12,MBH7BLZ02A-1090**,FWM7BLZ20-1090**,FID-1125-001-A08,FWM7BLZ20,FWM7BLZ20B,FTP-62GMCL153#01 R,BLZ02A,BLZ01A-1090**,FTP-64HMCL153 R,FID-1143-001-A19,BLZ07-1090**,FTP-63GMCL483 R,FID-1141-001-A15,FWM7BLZ20W,FWM8BLZ03Y,FID-1540-061-H15,FID-1121-001-A05,FID-1540-141-H18,FWM8BLZ03W,FWM7RAZ01,FTP-638MCL401 R,FTP-62HWSL001 R,FWM8BLZ07,FTP-63HMCL153 R,FWM8BLZ02A-109069,FTP-62HMCL153 R,FTP-68EMCL501 R,MBH7BLZ02-1090**,FID-1131-001-A10,FID-1123-001-A07

选型指南 - FUJITSU - 2020年5月 PDF 中文下载

【技术大神】智能天线调试助手设计中，如何利用IO口来模拟MIPI RFFE协议？

作为一个天线工程师，如果有一个智能天线的调试助手，将有助于提升天线的设计和调试的效率，本文开发了一个简易的智能天线调试助手，重点是描述一下怎样利用IO口来模拟MIPI RFFE协议

设计经验发布时间 : 2016-06-21

C8051F340/1/2/3/4/5/6/7/8/9/A/B/C/D Full Speed USB Flash MCU Family

型号- C8051F34B-GQ,C8051F34B-GM,C8051F34D-GQ,C8051F34A,C8051F341-GQ,C8051F34C,C8051F34B,C8051F343-GQ,C8051F34D,C8051F346-GM,C8051F348-GQ,C8051F343-GM,C8051F349,C8051F34X,C8051F348,C8051F346-GQ,C8051F341,C8051F340,C8051F343,C8051F342,C8051F345,C8051F344,C8051F347,C8051F346,C8051F34C-GQ,C8051F34A-GQ,C8051F34A-GM,C8051F340-GQ,C8051F342-GQ,C8051F349-GM,C8051F344-GQ,C8051F347-GM,C8051F342-GM,C8051F349-GQ,C8051F347-GQ,C8051F345-GQ

数据手册 - SILICON LABS - Rev. 1.6 - 10/22 PDF 英文下载查看更多版本