专利名称：便携式智能条码一体机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及打印设备领域，具体为便携式智能条码一体机。它是一台具有计算机功能又具有热转印/热敏条码打印机功能的便携式条码印制设备。
具体设计方案我们设计的便携式智能条码一体机，主要由主板，输入和显示设备，打印设备，打印状态检测部件、电源、内置程序组成。
该机器运用嵌入式计算机技术把电脑与热转印/热敏打印机控制板设计为一体，其核心控制系统的硬件包括单片机CPU、ROM、RAM、时钟芯片，它们通过数据地址总线连接，同时ROM中内置监控程序机器初始化程序、键盘监控程序、液晶显示程序、打印程序、字库程序；此外其核心控制系统以总线方式扩展连接EPM7128、74LS245、A3952、检测信号接口芯片，形成主板系统；主板分别连接外部设备打印头、步进电机、键盘、液晶显示屏、检测管、切纸马达，外部设备受内置监控程序控制。
该机器主板采用嵌入式CPU通过其数据地址总线分别连接以下芯片数据存储器RAM、程序存储器ROM、FLASH电子盘、时钟芯片DS12887、打印控制IC EPM7128、数据缓存74LS245、切刀控制IC A3952、检测信号接口的数据地址总线，CPU通过其不同的IO口分别连接A3952、蜂鸣器的输出控制端，CPU通过IO口连接电压检测电路的出入端，电压检测电路输入端连接脉宽调制IC DC/DC转换的输出端，CUP的RS232串行口连接机器的串行口0和串行口1，打印控制IC EPM7128的串行数据输入连接TL459的串行数据输出端。
输入和显示设备包括键盘和液晶显示屏，键盘连接主板的打印控制IC EPM7128的IO口，液晶显示屏连接主板的打印控制IC EPM7128的数据地址总线。
打印设备包括打印头、步进电机和切纸马达，打印头采用热转印或热敏打印头，打印头的串行数据控制线连接主板的打印控制IC EPM7128的串行数据输出端，打印头的温度反馈信号连接主板的TL459的A/D转换输入端，切纸马达控制端连接主板A3952的控制输出端。
打印状态检测部件包括纸检测、碳带检测、打印头检测、标签定位检测，均采用光电感应管进行检测，光电检测反馈信号连接主板的检测信号接口输入端；电源连接主板的脉宽调制IC DC/DC转换的输入端输入。
内置程序包括机器初始化程序、键盘监控程序、液晶显示程序、打印程序、字库程序，其中机器初始化程序、键盘监控程序、液晶显示程序、打印程序存储于主板的程序存储器ROM中，字库程序存储于主板的FLASH电子盘中。本实用新型的有益效果本实用新型能便携使用，成本低廉，将广泛应用于条码条签打印的流动作业，如在客运高峰期间在广场、工厂、学校等场合里售火车票，在火车上补票，在物流管理中作为货物运输的条码管理等。
如图7(机器主板与各部件间的连接关系图)所示电路采用由单个CPU(Am86ES)控制，使用8MByteFlashRom作为数据存储电子盘，具有256K内存，以大规模集成电路FPGAEPM7128作为液晶显示驱动打印头数据输出走纸控制，键盘扫描控制蕊片，同时使用AD转换蕊片TL549监控打印头的温度，用DS12887作系统时钟并存储系统基本工作参数，用PWM直流电动控制ICA3925作为动刀控制。串行口采用CPU中的两个RS-232接口。
结合图7(机器主板与各部件间的连接关系图)和图4(键盘监控程序流程图)分析可见当按动键盘时，7128自动将键盘数据读出锁存并作消除抖动处理，然后向CPU发出中断，CPU将数据读取并作出相应动作。
结合图7(机器主板与各部件间的连接关系图)和图5(液晶显示程序流程图)分析可见当显示时，先由CPU向7128发出读取显示屏状态，当显示屏空闲时通过7128向显示屏发出显示数据。
结合图7(机器主板与各部件间的连接关系图)和图6(打印程序流程图)分析可见当打印数据时，CPU把flash中的字符和图形数据传送到7128中，由7128根据打印头状态将打印数据传送到打印头中并控制走纸电机运转，同时向CPU发出打印请求，由CPU向打印头输出打印信号进行打印。
如图8(主板电路原理图)所示在电源管理电路中，由MAX724将电池电压转换为逻辑电路所需电压，由S18000S提供打印头及电机工作所需电压，将由LM339监测电池电压外还用TL7705监测逻辑电压，保证设备正常工作。详细描述机器的原理和工作过程主板工作原理(参阅图7和图8)主板采用嵌入式CPU。CPU具有32个可编程控制信号，具有地址编码自动译码片选功能。CPU可以通过编程根据地址实现自动生成片选信号/LCS、/UCS、/MCS0～/MCS3选择读写RAM区、ROM区和FLASH电子盘区域，字库与程序存放在ROM区，当需要打印时由CPU把点阵生成在RAM内，然后通过数据总线传送到7128的打印缓冲区存储，再由7128输出到打印头，然后由CPU的STR0、STR1、STR2、STR3、STR4、STR5控制打印头加热，通过对碳带加热印到打印纸上或者通过对热敏纸加热印在热敏纸上，数据则存储在FLASH电子盘中，电子盘采用页面技术解决了存储空间的限制，使电子盘可扩充容量，当需要修改页面时，由CPU向7128的页面地址寄存器写入所需页面数据，5位页面地址SA0～SA4由7128生成。采用FLASH电子盘使电子盘数据可读、写及删除，保证了数据的安全性。CPU还自带两个异步通讯接口或一个异步、一个同步通讯接口，可扩充为红外通讯接口，使本产品既可连接各种串行外设，又可与计算机通讯，同时还可以上网。键盘和液晶显示屏工作原理(参阅图7、图4和图5)EMP7128是专为该产品开发的专用IC，它的时钟由CPU的时钟信号CLKOUTA提供，CPU通过IO读和IO写命令对7128的各寄存器写入指令和数据、读入各种转台和数据，然后7128将根据CPU所写入的指令进行工作，7128通过SC0-SC7信号自动对键盘进行扫描，KBD0-KBD7是键盘数据，当按下键盘后，键盘数据产生低电平，7128马上对数据自行锁存，并进行去抖动处理，然后自动将键盘扫描码转换为ASC代码，通过信号INT1对CPU发出中断，CPU响应中断后将键盘输入读入。7128通过DI和E、/CS信号控制液晶显示屏，当CPU向7128发出写显示命令后，7128向液晶屏发出片选/CS信号和使能信号E，这时DI先发出高电平，通过74LS245读入液晶屏状态，如忙则等待，否则通过74LS245写入控制命令给液晶屏，然后DI发出低电平，再通过74LS245向液晶屏写入显示数据，这时显示控制过程完成。液晶屏将在屏幕中显示出所写数据，并自动改变光标位置。由于CPU速度较快，液晶屏速度较慢，为了使CPU与液晶屏显示同步，在向液晶屏发出显示信号后，7128的ARDY信号将发出低电平，使CPU进入等待状态直到显示完成。打印工作原理(参阅图7、图8和图6)打印时，当CPU写打印数据到7128的打印缓冲区后，7128同步信号ACLK、ALAT把数据通过BDI传送到打印头中，信号JAD0则向7128通过数据校验，当数据传送完成后7128向CPU通过INT3发出中断，CPU响应中断后，通过STR0-STR5控制打印头打印，打印头的温度则通过信号反馈到TL549AD转换的A端，通过D端传送到7128温度寄存器中，当温度数字达到设定的值后，CPU将7128的状态寄存器读到打印完成指示位，然后CPU重新使信号STR0-STR5变为无效，同时向7128通过TMROUT0信号发出进纸信号，7128通过M0-M3控制步进电机前进一步，一行打印完成，除打印外7128也控制机芯的走纸伺服机构使新换的打印纸自动定位，还有在打印完成后将已打印的标签按定位标志自动定位到切纸刀下，使切纸刀能准确、完整地把标签切下，然后把标签后退到合适的位置，使打印能在打印纸的最顶端开始打印，其实现过程如下当新打印纸装上打印机后，按动定位键，这时CPU接收到定位命令后通过TMROUT0发出走纸信号给7128，7128马上驱动步进电机前进，同时CPU不断查询定位检测信号，当定位检测信号有效时，则向7128命令寄存器写入命令使电机按照预定长度进纸，然后停下电机。当打印完成后，同样7128将继续进纸，直到定位信号有效，然后按预定长度进纸后停下。这时如系统设置是使用电动切刀，则CPU向切刀控制马达IC A3952SB发出启动信号，当切纸完成，切刀信号反馈回CPU，CPU则马上发出马达后退控制信号，使切刀后退至原来的位置。如用手动切纸则等待切刀信号有效，当切刀信号有效后，CPU将发出信号使7128通过M0-M3驱动步进马达后退，将打印纸退到正确位置后把马达停下等待下一次打印。CPU对马达转动方向将通过CPU信号MDIR控制7128产生不同M0～M3信号序列实现。在检测电路中，打印纸、碳带、切刀检测由遮断式红外开关实现，打印头检测由微动开关实现。当打印纸使用黑标定位时，定位检测采用红外反射开关检测；当打印纸使用标签式打印纸时，定位检测由打印纸检测开关通过对打印纸的透射完成，这时CPU将通过对打印纸的自动检测调节数字电位器X9312的电位值使检测红外线能刚好在两标签间的空隙能透射到接收管，从而达到使检测开关能识别出每个标签，保证在进纸过程中不产生累积误差。检测信号从检测开关传送到主板后，主板将通过TL339对信号放大反馈到CPU及7128，提高信号的可靠性，防止误动作。电源及电压监控方式(参阅图8)电池电压也通过TL339的检测反馈到CPU。当检测电压低于阈值时，TL339的输出信号将发生翻转向CPU发出报警信号，当CPU读到这些报警信号后，将信号译码找出响应报警信息，然后将报警信息显示在显示屏上，并驱动蜂鸣器发出报警声，然后进入等待状态，当这些报警信号无效后CPU重新回到工作状态继续工作。电池电压加到主板后将通过2个PWMDC/DC转换电路MAX724和SI-8000产生+5V和+12V电压提供给逻辑电路、打印头、马达工作，+5V主输出将通过TL7705进行电压检测。当+5V输出变化超出15％时，TL7705将向CPU发出复位信号使电路停止工作，保证了电路工作的稳定性。此外CPU根据电源反馈信号由输出信号TMRIN0控制DC/DC转换电路的+12V输出，以达到节能的目的。
权利要求1.便携式智能条码一体机，其特征在于该机器主要由主板，输入和显示设备，打印设备，打印状态检测部件、电池、内置程序组成，并运用嵌入式计算机技术把电脑与热转印/热敏打印机控制板设计为一体；其核心控制系统的硬件包括单片机CPU、ROM、RAM、时钟芯片，它们通过数据地址总线连接，同时ROM中内置监控程序机器初始化程序、键盘监控程序、液晶显示程序、打印程序、条码程序、字库程序；此外其核心控制系统以总线方式扩展连接EPM7128、74LS245、A3952、检测信号接口芯片，形成主板系统；主板分别连接外部设备打印头、步进电机、键盘、液晶显示屏、检测管、切纸马达，外部设备受内置监控程序控制。
2.根据权利要求1所述的便携式智能条码一体机，其特征在于该机器主板采用嵌入式CPU通过其数据地址总线分别连接以下芯片数据存储器RAM、程序存储器ROM、FLASH电子盘、时钟芯片DS12887、打印、键盘、显示多功能控制IC EPM7128、数据缓存74LS245、切刀控制IC A3952、检测信号接口的数据地址总线，CPU通过其不同的IO口分别连接A3952、蜂鸣器的输出控制端，CPU通过IO口连接脉宽调制IC DC/DC控制端和电压检测电路的出入端，电压检测电路输入端连接脉宽调制IC DC/DC转换的输出端，CUP的RS232串行口信号连接机器的串行口0和串行口1驱动输入端，串行口0和串行口1驱动的输出端与机器的串口0和串口1插座相连，多功能控制IC EPM7128的串行数据输入连接TL459的串行数据输出端。
3.根据权利要求1所述的便携式智能条码一体机，其特征在于该机器的输入和显示设备包括键盘和液晶显示屏，键盘连接主板的多功能控制IC EPM7128的IO口，液晶显示屏控制端连接主板的多功能控制IC EPM7128的IO口，显示屏的数据线连接数据缓存74LS245。
4.根据权利要求1所述的便携式智能条码一体机，其特征在于该机器的打印设备包括打印头、步进电机和切纸马达，打印头采用热转印或热敏打印头，打印头的串行数据输入端连接主板的多功能控制IC EPM7128的串行数据输出端，EPM7128控制线连打印头的控制端，打印头的温度反馈信号连接主板的TL459的A/D转换输入端，切纸马达控制端连接主板A3952的控制输出端。
5.根据权利要求1所述的便携式智能条码一体机，其特征在于该机器的打印状态检测部件包括纸检测、碳带检测、打印头检测、标签定位检测、纸检测、碳带检测，标签定位检测采用光电感应管进行检测，打印头检测采用微动开关检测，检测反馈信号连接主板的检测信号接口输入端；电池连接主板的脉宽调制IC DC/DC转换的输入端输入。
专利摘要本实用新型是便携式智能条码一体机，它涉及打印设备领域。它解决了原有条码机必须要跟计算机连接使用，并存在体积大，连线多，功耗大等技术缺点。其设计原理是运用嵌入式计算机技术把电脑与热转印/热敏打印机控制板设计为一体，核心控制系统的硬件采用单片机CPU、ROM、RAM、时钟芯片，它们通过数据地址总线连接，同时ROM中内置监控程序机器初始化程序、键盘监控程序、液晶显示程序、打印程序、字库程序。核心控制系统以总线扩展连接EPM7128、74LS245、A3952、检测信号接口等芯片，形成主板系统。主板分别连接打印头、步进电机、键盘、液晶显示屏、检测管、切纸马达等外部设备，并以程序来监控外设工作。便携式智能条码一体机将应用于条码条签打印的流动作业。
文档编号G06K15/02GK2593276SQ02225058
公开日2003年12月17日 申请日期2002年1月10日 优先权日2002年1月10日
发明者何闻乐, 陈国铭 申请人:何闻乐, 陈国铭