CN1803460A - 微型打印机横排打印技术 - Google Patents

Abstract

本发明基于微型打印机、基于单片机技术、基于嵌入式操作系统、采用字符打印模式和专用字符逻辑门阵列、采用专用横排打印点阵转换算法和编辑模板、采用黑标定位模式提供了一种“微型打印机横排打印技术”，在窄条纸(包括微型卷筒纸和折叠纸)上实现了横排打印，解决了竖排打印字体较小、字迹模糊、打印错位、不符合传统横排印刷与书写习惯、难于识别与查阅之缺陷，打印出来的票据字体大方、票面美观、定位准确，用户排版方便，满足了用户需求，填补了国内微型打印机无横排打印之空白。

Description

微型打印机横排打印技术

技术特点：

本发明基于微型打印机(通常指打印纸宽度小于等于82mm的打印机，包括针式、热敏、喷墨打印机，不含字轮式打印机，主要应用于票据打印)而非台式打印机(如办公、家用等宽窄行打印机，需外接宿主机驱动，主要应用于文件打印)；

本发明基于单片机技术和嵌入式操作系统平台，硬件设计、嵌入式操作系统以及微型打印机驱动全部自行开发，采用模块化设计思路以提高产品的可靠性、稳定性与可移植性，采用双CPU协同处理模式以提高工作效率；

采用专用横排打印点阵转换算法和专业编辑模板，保证技术的专业性和对用户的方便性，并防止伪造；

采用字符打印模式和专用字符逻辑门阵列，行列距可控，字号可控，并可实现断行续传，保证技术的先进性；

采用黑标定位模式，保证走纸定位准确；

输出内容(包括字符与汉字)沿走纸方向顺时钟旋转90度打印，使票据版面符合传统习惯、美观大方，方便票据的查阅、装订与保存，满足用户需求；

使用微型卷筒纸或折叠纸，方便用户选择。

附图1为打印部分原理框图

附图2为专业编辑模板

附图3为实际发票数组

附图4为发票打印模拟图

附图5为字符点阵转换流程

附图6为打印针驱动逻辑

附图7为系统流程图

附图8为打印示意图

附图9为横排打印处理流程图

附图10为横排打印实际发票

附图11为横排打印票样

附图12为竖排打印票样

技术研发背景：

基于EPSON、STAR、SUMSANG等机头生产的微型打印机常见于超市收银机、银行POS机、ATM机、公路收费机、出租车计价器等设备上，打印出来的票据均为竖向排版，打印出来的字体较小，字迹模糊，打印错位，不符合传统横排印刷与书写习惯，难于识别与查阅，特别不利于财务报销凭证的装订与审阅。随着国家“金税工程”第三期的全面启动，根据我国“以票控税”的税收征管特点，税控产品均应能准确完整的打印发票，为满足长期以来的手写发票和绝大部分电脑机打发票横排习惯与需求，我司开发了“微型打印机横排打印技术”，并成功应用于税控收款机中，打印出来的发票字体大方、票面美观、定位准确。

我司应用此项技术的产品已成功推向市场，通过市场反馈，此项技术深受用户好评，这也进一步验证了此项技术的先进性与实用性。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种“微型打印机横排打印技术”，解决了竖排打印字体较小、字迹模糊、打印错位、不符合传统横排印刷与书写习惯、难于识别与查阅之缺陷，打印出来的票据字体大方、票面美观、定位准确，用户排版方便，满足了用户需求，填补了国内微型打印机无横排打印之空白。

技术方案：

一、实现以上技术的打印部分原理框图

参照图1，打印模块由打印机机电部分和打印控制驱动电路两部分组成：

1、打印机是指打印机机电部分，包括驱动电机、打印针、各种传感器等。

2、除打印机外的余下部分都属于打印控制驱动电路，包括控制器(MCU)、各类驱动接口、传感器检测接口、通讯接口、存储IC、逻辑阵列(核心转换逻辑算法)等。以下是各单元的描述。

3、打印头温度检测接口

当打印头温度传感器根据打印头当前的温度实时产生相对应的电压量，接口负责采样该模拟量并将其数字化，再将数据传送MCU，MCU判断该数据超过指定温度，立刻停止打印并报警。

4、黑标检测接口

当传感器检测有黑标经过时产生信号，接口负责捕获并处理信号，再告知MCU。

5、检纸开关接口

当传打印机缺纸时传感器产生信号，接口负责捕获并处理信号，再告知MCU。

6、车驾(打印头)电机驱动接口

该单元负责驱动车驾电机的移动，即打印头位置的移动。

7、走纸电机驱动接口

该单元负责驱动走纸电机，使打印纸滚动。

8、打印针驱动阵列

驱动打印针线圈，使打印头出针撞击色带和打印纸，完成打印。

9、MCU——处理器，整个系统的控制核心。

10、专用字符逻辑门阵列

为实现横排打印，其相关的字库阵列转换算法及打印针阵列的驱动算法全部集中在该单元内。后面作详细描述。

11、打印字库——汉字点阵字库的存储单元。

12、外部控制通讯接口

负责接收外部控制命令及打印数据，同时通过该接口将打印机的状态告知外部控制设备。

13、高速打印缓冲区(RAM)

快速存储外部发送的命令和数据，以中断的方式达到打印和接收数据并行的目的，从而提高系统的整体速度。

14、指示灯接口——打印机错误提示灯。

 二、关键技术与创新

为了实现以上技术，我们创新设计了如下关键技术，特别是在竖排改横排之后的成行度控制、成列度控制、行列距控制、字号输出控制等方面做了特殊处理。

1、专业编辑模板

参照图2，我们提供一个参考编辑模板，模板矩阵最多20行、180列，由“.”、“#”、“*”、“$”四个字符组成，分别代表“默认字号(小字号)”、“倍高字号”、“倍宽字号”、“倍高倍宽字号”，字符与汉字同宽。用户可根据以上规则以及不同票据票面设计需求，更改此模板(行列数根据实际票面而定)，再根据自己更改的模板设计自己的打印票面。根据此模板可在一行中实现汉字与字符混打、不同字号的汉字与字符混打，方便用户打印不同报表格式。

由于汉字与字符的点阵数据不同，如汉字点阵矩阵为15×16、字符点阵矩阵为5×7，那么在竖排改横排之后的行距控制我们分别用到如下两个数组：

ylhspc[14]＝{4，8，4，4，4，4，4，4，8，8，8，8，8，16}；

ylhspe[14]＝{12，16，12，12，12，20，16，16，22，24，24，24，24，12}；

分别控制一行中倍高汉字与字符的行距。

下面我们用一个实例来说明以上模板的使用：我们以模板为基础(立体第三维)，采用一个二维数组array[m][n]存储图1实际发票的内容(按排版位置填充)，在数组行的双数元素位置填充字符，如是字符，数组行的单数元素位置填充NULL字符，如是汉字，数组行的单数元素位置填充此汉字的第二字符内码，空白位置填充NULL字符，那么此票的二维数组参照图3所示。

按从下往上、从左至右的顺序(即按array[m][0]，array[m-1][0]...array[1][0]，array[0][0]，array[m][1]...)依次将数组元素及对应的模板信息(相当于字符属性)送入横排打印机缓冲区，那么打印的发票参照图4所示(印刷内容没有模拟)。

2、专用字符逻辑门阵列

该单元以硬件逻辑转换为核心，用硬件描述语言编写相关的逻辑转换，包括相关的译码电路和打印驱动逻辑，完成以下三部分的功能。

a、逻辑译码

为达到MCU对外围器件方便操作的目的，逻辑阵列完成普通的地址译码工作。MCU通过逻辑阵列可寻址所有的外围器件。

b、字符点阵转换

参照图5的处理流程，当MCU要从打印字库读取字符点阵码时，数据到达逻辑阵列单元，逻辑阵列对数据进行阵列转换，即将数据位转换成横排排列，然后传送给MCU。

c、打印针驱动逻辑

参照图6的处理流程，当MCU需要进行打印操作时，数据到达逻辑阵列单元，逻辑阵列对数据进行阵列转换并做相应处理，然后传送给三极管阵列驱动打印针。

三、票据打印流程

参照图7，MCU程序指导整个系统的工作，包括所有的操作流程。其流程分为两种：顺序处理流程和中断处理流程。

图7中带*的流程，是打印驱动模块实现横排打印的关键一环，其具体情况如下：

1、横排点阵数据由逻辑阵列单元通过阵列变换而来。

2、MCU取得横排点阵码数据后，根据打印针的移动顺序，将数据一一排列。

3、数据的排列必须以一整行为单元送出。为此我们将为控制外设提供模板的构建算法构建一个横排打印模板。

4、控制设备的模板中有以下四类打印字号：倍高倍宽、倍高、倍宽及默认字号。

5、前三种类型在打印时要补偿相应的打印点阵，具体这要通过相关的算法加以补偿、填充。

6、汉字点阵码是15×16点阵，ASC码是5×7点阵，因此在汉字处理和ASC码处理应有所不同，具体由算法实现。

7、打印的行距和列距的处理上同样要求有相关的算法，以实现对打印的可靠控制。

8、由于要求打印进行横排打印，须兼顾打印机打印头移动的特点，在某些连续位的处理上应有一定的省略。具体的省略有相应的算法。

9、考虑到横排打印的字迹清晰度的问题，因在纵向走纸时考虑到机械的相关误差，保持较好的成行度和成列度。

上面所描述的只是横排打印时应有的一些处理，其横排构建的格式(打印示意图)和横排打印处理流程请参照图8与图9。图8仅为打印样式的体现，方便横排打印处理流程的说明。

Claims (1)

1.微型打印机横排打印技术，其特征在于：

a.基于微型打印机(通常指打印纸宽度小于等于82mm的打印机)而非台式打印机，

b.基于单片机技术而非电脑技术，

c.基于嵌入式操作系统而非DOS、WINDOWS、LINUX等通用操作系统，硬件平台、嵌入式操作系统以及微型打印机驱动全部自行开发，

d.采用字符打印模式和专用字符逻辑门阵列，而非图形打印模式。行列距可控，并可实现断行续传，

e.采用专用横排打印点阵转换算法和编辑模板，

f.采用黑标定位模式，

g.使用微型卷筒纸或折叠纸，

h.输出内容(包括字符与汉字)沿走纸方向顺时钟旋转90度打印，

i.应用于(但不限于)税控产品票据打印。

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