CN2709323Y - 标签打印机 - Google Patents

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郑悦勤
吕高仁
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Abstract

一种标签打印机，包括嵌入式系统和通过总线与所述嵌入式系统连接的可编程逻辑部分，其中，所述嵌入式系统包括一个运行实时操作系统RTOS的ARM处理器以及与所述ARM处理器连接的外部通信/接口单元，所述可编程逻辑部分包括可编程逻辑器件以及与该器件连接的功能单元、检测单元和输入/输出单元，还包括与所述总线连接的存储单元。这种体系结构的标签打印机，由于采用了嵌入式系统+可编程逻辑电路架构，不仅简化了机器的控制电路，减少控制软件开发的复杂性；更提高了标签打印机的稳定性和工作性能，缩短产品开发周期，便于维护、改进、升级、扩展，而且具备软件方便移植的灵活性。

Description

标签打印机
技术领域
本实用新型涉及标签打印机，更具体地说，涉及一种采用嵌入式系统和可编程逻辑电路架构的标签打印机。
背景技术
现有标签打印机的体系结构多半采用传统单片机+硬件组成的逻辑电路，其中，单片机承担了所有外围硬件的控制驱动，再由硬件组成的逻辑电路建起复杂的外围硬件驱动电路，具有以下特点：a.外围硬件的驱动电路是由硬件逻辑电路组成，电路比较复杂，不易维护和改进，难以提高电路的稳定性和性能；b.硬件功能扩展很难实现，在设计初期根据设计要求选择的单片机，不能够预留出很多的资源，导致后期无法或者难以扩展功能，除非更换单片机芯片；c.基于单片机的开发由设计者自己编写软件管理和调度单片机内部和外部存储器资源，这部分工作具有相当难度，开发周期较长，而且可靠性较低；d.基于单片机开发的软件只适用特定型号或系列单片机，不利于或者无法实现后期软件的移植.如果更换了单片机，将会面临重编大量软件的情况，使得产品的升级更新比较困难。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种标签打印机，能够有效克服现有技术上述缺点，可简化控制电路及软件的设计，改善稳定性，便于实现产品的升级更新。
本实用新型上述技术问题这样解决，构造一种标签打印机，包括嵌入式系统、通过总线与所述嵌入式系统连接的可编程逻辑部分以及与所述总线连接的存储单元，其中，所述嵌入式系统包括一个运行实时操作系统RTOS的ARM处理器以及与所述ARM处理器连接的外部通信/接口单元，所述可编程逻辑部分包括可编程逻辑器件以及分别与该器件连接的打印头单元、步进电机单元、裁纸刀单元、传感器、电压监测单元和至少一个输入/输出单元。
按照本实用新型所述的标签打印机，其特征在于，所述外部通信/接口单元包括分别与所述ARM处理器各个端口连接的USB单元、RS232通信单元、网络单元。
按照本实用新型所述的标签打印机，其特征在于，所述输入/输出单元包括分别与所述可编程逻辑器件连接的设置开关、功能按键、通用键盘。
按照本实用新型所述的标签打印机，其特征在于，所述输入/输出单元包括分别与所述可编程逻辑器件连接的LCD显示器、LED指示灯和通用并口单元。
按照本实用新型所述的标签打印机，其特征在于，所述输入/输出单元包括通用并口单元。
实施按照本实用新型提供的标签打印机，由于采用了嵌入式系统+可编程逻辑电路架构，不仅简化了机器的控制电路，减少控制软件开发的复杂性；更提高了标签打印机的稳定性和工作性能，缩短产品开发周期，便于维护、改进、升级、扩展，而且具备软件方便移植的灵活性。
附图说明
图1是本实用新型标签打印机控制架构框图示意图；
图2是本实用新型标签打印机采用的ARM处理器的电路原理图；
图3是本实用新型标签打印机中RS232串行口单元的电路原理图；
图4是本实用新型标签打印机中USB通用串行总线单元的电路原理图；
图5是本实用新型标签打印机中可编程逻辑器件(SPARTAN)单元的电路原理图；
图6是本实用新型标签打印机中打印头控制电路元的电路原理图；
图7是本实用新型标签打印机中步进电机和裁纸刀控制电路单元的电路原理图；
图8是本实用新型标签打印机中传感器和电压监测电路单元的电路原理图；
图9是本实用新型标签打印机中功能按键，LED指示灯和设置开关控制单元的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型的标签打印机的嵌入式系统由ARM(Advanced RISCMachine)处理器和实时操作系统(RTOS)组成。ARM处理器直接驱动ETHERNET、RS-232串行口和USB等IO端口。而本实用新型标签打印机中的可编程逻辑电路使用可编程逻辑器件作为接口，负责控制打印头、步进电机、裁纸刀、LCD屏幕、LED指示灯等外围硬件；同时从传感器、电压监测电路、功能按键、设置开关等采集打印机状态，用户操作指示等信息。本实用新型的标签打印机具体如图1所示，其系统架构包括ARM处理器单元1、与该ARM处理器单元连接USB单元2、RS-232串口单元3、网络接口单元4，还包括通过总线6与所述ARM处理器单元1连接的FPGA/CPLD可编程逻辑器件5，连接在总线6上的还有闪频E2PROM及FLASH7和动态随机存储器SDRAM8，还包括连接在所述可编程逻辑器件上的打印头9、步进电机10、传感器11、电压监测单元12、裁纸刀单元13、通用并行通信口14、通用键盘15、功能按键16、LED指示灯17、LCD显示单元18以及设置开关19。
在图2示出的ARM处理器的电路原理图中，采用了型号为S3C4510B的ARM处理器，对应于图1中的ARM处理器单元1；在图3示出的RS232串行口单元的电路原理图中，包括了2个型号为MAX232的RS232串行通信接口芯片，对应于图1框图中的RS-232串口单元3；在图4示出的USB通用串行总线单元的电路原理图中，采用了型号为PDIUSBD2的集成电路，对应于图1中的USB单元2；在图5示出的可编程逻辑器件(SPARTAN)单元的电路原理图中，采用了型号为XC2S30PQ208或XC2S50PQ208的可编程逻辑器件，对应于图1中的FPGA/CPLD可编程逻辑器件5；在图6示出的打印头控制电路元的电路原理图中，采用了型号为74ALVC16245的打印头控制IC，对应于图1中的打印头驱动单元9；在图7示出的步进电机和裁纸刀控制电路单元的电路原理图，对应于图1中步进电机单元10和裁纸刀单元13；在图8示出的传感器和电压监测电路单元的电路原理图中，包括传感器信号处理和电压检测电路U19，对应图1中的传感单元11和电压监测单元12；图9示出了对应图1中功能按键、LED指示灯和设置开关控制单元的具体电路原理图。
按照上述采用嵌入式系统+可编程逻辑电路的标签打印机，具有以下特点：a.实现了电路模块化：处理器负责驱动少数通讯端口以及与可编程逻辑器件进行数据交换；而外围硬件则由可编程逻辑器件管理驱动，简化、省略部分逻辑电路的设计。其中，可编程逻辑器件高性能的技术优势，保证了电路的高稳定性。同时，改进和提高外围硬件驱动性能的工作，可通过修改程序即可达到要求，而无需改动硬件；b.硬件的功能扩展工作将主要集中在可编程逻辑器件电路中，可编程逻辑器件具备充裕的资源，其突出优点在于不修改电路的同时可增加系统资源，即使需要修改它的电路时，也不会影响到处理器那部分的电路；c.嵌入式系统中实时操作系统可提供良好的开发使用环境：操作系统合理高效地管理和调度处理器和ROM、RAM等存储器资源，实现时，对软件开发可实现分层模块化，即：底层操作系统所需的硬件驱动和上层打印机功能实现应用程序；d.基于本体系结构开发的软件，包括可编程逻辑器件和处理器两部分的软件，均可在不同硬件或者不同软件的嵌入式系统中实现快捷、方便、无缝的移植。上述标签打印机可以是条码打印机(Barcode Printer)或射频打印机(RFID Printer/Encoder)。

Claims (8)

1、一种标签打印机，其特征在于，包括嵌入式系统、通过总线(6)与所述嵌入式系统连接的可编程逻辑部分以及与所述总线(6)连接的存储单元(7、8)，其中，所述嵌入式系统包括一个运行实时操作系统RTOS的ARM处理器(1)以及与所述ARM处理器(1)连接的外部通信/接口单元，所述可编程逻辑部分包括可编程逻辑器件(5)以及分别与该器件连接的打印头单元(9)、步进电机单元(10)、裁纸刀单元(13)、传感器(11)、电压监测单元(12)和至少一个输入/输出单元。
2、根据权利要求1所述标签打印机，其特征在于，所述外部通信/接口单元包括分别与所述ARM处理器(1)各个端口连接的USB单元(2)、RS232通信单元(3)和网络单元(4)。
3、根据权利要求1所述标签打印机，其特征在于，所述输入/输出单元包括分别与可编程逻辑器件(5)连接的设置开关(19)、功能按键(16)、通用键盘(15)。
4、根据权利要求1所述标签打印机，其特征在于，所述输入/输出单元包括分别与可编程逻辑器件(5)连接的LCD显示器(18)、LED指示灯(17)和通用并口单元(14)。
5、根据权利要求1所述标签打印机，其特征在于，所述输入/输出单元包括通用并口单元(14)。
6、根据权利要求1-5中任何一项所述的标签打印机，其特征在于，所述ARM处理器(1)的型号是S3C4510B。
7、根据权利要求1-5中任何一项所述的标签打印机，其特征在于，所述可编程逻辑器件(5)的型号是XC2S30PQ208或XC2S50PQ208。
8、根据权利要求1-5中任何一项所述的标签打印机，其特征在于，所述标签打印机是条码打印机或射频打印机。
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