專利名稱：便攜式智能條碼一體機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及打印設備領域，具體為便攜式智能條碼一體機。它是一臺具有計算機功能又具有熱轉印/熱敏條碼打印機功能的便攜式條碼印制設備。
具體設計方案我們設計的便攜式智能條碼一體機，主要由主板，輸入和顯示設備，打印設備，打印狀態(tài)檢測部件、電源、內置程序組成。
該機器運用嵌入式計算機技術把電腦與熱轉印/熱敏打印機控制板設計為一體，其核心控制系統的硬件包括單片機CPU、ROM、RAM、時鐘芯片，它們通過數據地址總線連接，同時ROM中內置監(jiān)控程序機器初始化程序、鍵盤監(jiān)控程序、液晶顯示程序、打印程序、字庫程序；此外其核心控制系統以總線方式擴展連接EPM7128、74LS245、A3952、檢測信號接口芯片，形成主板系統；主板分別連接外部設備打印頭、步進電機、鍵盤、液晶顯示屏、檢測管、切紙馬達，外部設備受內置監(jiān)控程序控制。
該機器主板采用嵌入式CPU通過其數據地址總線分別連接以下芯片數據存儲器RAM、程序存儲器ROM、FLASH電子盤、時鐘芯片DS12887、打印控制IC EPM7128、數據緩存74LS245、切刀控制IC A3952、檢測信號接口的數據地址總線，CPU通過其不同的IO口分別連接A3952、蜂鳴器的輸出控制端，CPU通過IO口連接電壓檢測電路的出入端，電壓檢測電路輸入端連接脈寬調制IC DC/DC轉換的輸出端，CUP的RS232串行口連接機器的串行口0和串行口1，打印控制IC EPM7128的串行數據輸入連接TL459的串行數據輸出端。
輸入和顯示設備包括鍵盤和液晶顯示屏，鍵盤連接主板的打印控制IC EPM7128的IO口，液晶顯示屏連接主板的打印控制IC EPM7128的數據地址總線。
打印設備包括打印頭、步進電機和切紙馬達，打印頭采用熱轉印或熱敏打印頭，打印頭的串行數據控制線連接主板的打印控制IC EPM7128的串行數據輸出端，打印頭的溫度反饋信號連接主板的TL459的A/D轉換輸入端，切紙馬達控制端連接主板A3952的控制輸出端。
打印狀態(tài)檢測部件包括紙檢測、碳帶檢測、打印頭檢測、標簽定位檢測，均采用光電感應管進行檢測，光電檢測反饋信號連接主板的檢測信號接口輸入端；電源連接主板的脈寬調制IC DC/DC轉換的輸入端輸入。
內置程序包括機器初始化程序、鍵盤監(jiān)控程序、液晶顯示程序、打印程序、字庫程序，其中機器初始化程序、鍵盤監(jiān)控程序、液晶顯示程序、打印程序存儲于主板的程序存儲器ROM中，字庫程序存儲于主板的FLASH電子盤中。本實用新型的有益效果本實用新型能便攜使用，成本低廉，將廣泛應用于條碼條簽打印的流動作業(yè)，如在客運高峰期間在廣場、工廠、學校等場合里售火車票，在火車上補票，在物流管理中作為貨物運輸的條碼管理等。
如圖7(機器主板與各部件間的連接關系圖)所示電路采用由單個CPU(Am86ES)控制，使用8MByteFlashRom作為數據存儲電子盤，具有256K內存，以大規(guī)模集成電路FPGAEPM7128作為液晶顯示驅動打印頭數據輸出走紙控制，鍵盤掃描控制蕊片，同時使用AD轉換蕊片TL549監(jiān)控打印頭的溫度，用DS12887作系統時鐘并存儲系統基本工作參數，用PWM直流電動控制ICA3925作為動刀控制。串行口采用CPU中的兩個RS-232接口。
結合圖7(機器主板與各部件間的連接關系圖)和圖4(鍵盤監(jiān)控程序流程圖)分析可見當按動鍵盤時，7128自動將鍵盤數據讀出鎖存并作消除抖動處理，然后向CPU發(fā)出中斷，CPU將數據讀取并作出相應動作。
結合圖7(機器主板與各部件間的連接關系圖)和圖5(液晶顯示程序流程圖)分析可見當顯示時，先由CPU向7128發(fā)出讀取顯示屏狀態(tài)，當顯示屏空閑時通過7128向顯示屏發(fā)出顯示數據。
結合圖7(機器主板與各部件間的連接關系圖)和圖6(打印程序流程圖)分析可見當打印數據時，CPU把flash中的字符和圖形數據傳送到7128中，由7128根據打印頭狀態(tài)將打印數據傳送到打印頭中并控制走紙電機運轉，同時向CPU發(fā)出打印請求，由CPU向打印頭輸出打印信號進行打印。
如圖8(主板電路原理圖)所示在電源管理電路中，由MAX724將電池電壓轉換為邏輯電路所需電壓，由S18000S提供打印頭及電機工作所需電壓，將由LM339監(jiān)測電池電壓外還用TL7705監(jiān)測邏輯電壓，保證設備正常工作。詳細描述機器的原理和工作過程主板工作原理(參閱圖7和圖8)主板采用嵌入式CPU。CPU具有32個可編程控制信號，具有地址編碼自動譯碼片選功能。CPU可以通過編程根據地址實現自動生成片選信號/LCS、/UCS、/MCS0～/MCS3選擇讀寫RAM區(qū)、ROM區(qū)和FLASH電子盤區(qū)域，字庫與程序存放在ROM區(qū)，當需要打印時由CPU把點陣生成在RAM內，然后通過數據總線傳送到7128的打印緩沖區(qū)存儲，再由7128輸出到打印頭，然后由CPU的STR0、STR1、STR2、STR3、STR4、STR5控制打印頭加熱，通過對碳帶加熱印到打印紙上或者通過對熱敏紙加熱印在熱敏紙上，數據則存儲在FLASH電子盤中，電子盤采用頁面技術解決了存儲空間的限制，使電子盤可擴充容量，當需要修改頁面時，由CPU向7128的頁面地址寄存器寫入所需頁面數據，5位頁面地址SA0～SA4由7128生成。采用FLASH電子盤使電子盤數據可讀、寫及刪除，保證了數據的安全性。CPU還自帶兩個異步通訊接口或一個異步、一個同步通訊接口，可擴充為紅外通訊接口，使本產品既可連接各種串行外設，又可與計算機通訊，同時還可以上網。鍵盤和液晶顯示屏工作原理(參閱圖7、圖4和圖5)EMP7128是專為該產品開發(fā)的專用IC，它的時鐘由CPU的時鐘信號CLKOUTA提供，CPU通過IO讀和IO寫命令對7128的各寄存器寫入指令和數據、讀入各種轉臺和數據，然后7128將根據CPU所寫入的指令進行工作，7128通過SC0-SC7信號自動對鍵盤進行掃描，KBD0-KBD7是鍵盤數據，當按下鍵盤后，鍵盤數據產生低電平，7128馬上對數據自行鎖存，并進行去抖動處理，然后自動將鍵盤掃描碼轉換為ASC代碼，通過信號INT1對CPU發(fā)出中斷，CPU響應中斷后將鍵盤輸入讀入。7128通過DI和E、/CS信號控制液晶顯示屏，當CPU向7128發(fā)出寫顯示命令后，7128向液晶屏發(fā)出片選/CS信號和使能信號E，這時DI先發(fā)出高電平，通過74LS245讀入液晶屏狀態(tài)，如忙則等待，否則通過74LS245寫入控制命令給液晶屏，然后DI發(fā)出低電平，再通過74LS245向液晶屏寫入顯示數據，這時顯示控制過程完成。液晶屏將在屏幕中顯示出所寫數據，并自動改變光標位置。由于CPU速度較快，液晶屏速度較慢，為了使CPU與液晶屏顯示同步，在向液晶屏發(fā)出顯示信號后，7128的ARDY信號將發(fā)出低電平，使CPU進入等待狀態(tài)直到顯示完成。打印工作原理(參閱圖7、圖8和圖6)打印時，當CPU寫打印數據到7128的打印緩沖區(qū)后，7128同步信號ACLK、ALAT把數據通過BDI傳送到打印頭中，信號JAD0則向7128通過數據校驗，當數據傳送完成后7128向CPU通過INT3發(fā)出中斷，CPU響應中斷后，通過STR0-STR5控制打印頭打印，打印頭的溫度則通過信號反饋到TL549AD轉換的A端，通過D端傳送到7128溫度寄存器中，當溫度數字達到設定的值后，CPU將7128的狀態(tài)寄存器讀到打印完成指示位，然后CPU重新使信號STR0-STR5變?yōu)闊o效，同時向7128通過TMROUT0信號發(fā)出進紙信號，7128通過M0-M3控制步進電機前進一步，一行打印完成，除打印外7128也控制機芯的走紙伺服機構使新換的打印紙自動定位，還有在打印完成后將已打印的標簽按定位標志自動定位到切紙刀下，使切紙刀能準確、完整地把標簽切下，然后把標簽后退到合適的位置，使打印能在打印紙的最頂端開始打印，其實現過程如下當新打印紙裝上打印機后，按動定位鍵，這時CPU接收到定位命令后通過TMROUT0發(fā)出走紙信號給7128，7128馬上驅動步進電機前進，同時CPU不斷查詢定位檢測信號，當定位檢測信號有效時，則向7128命令寄存器寫入命令使電機按照預定長度進紙，然后停下電機。當打印完成后，同樣7128將繼續(xù)進紙，直到定位信號有效，然后按預定長度進紙后停下。這時如系統設置是使用電動切刀，則CPU向切刀控制馬達IC A3952SB發(fā)出啟動信號，當切紙完成，切刀信號反饋回CPU，CPU則馬上發(fā)出馬達后退控制信號，使切刀后退至原來的位置。如用手動切紙則等待切刀信號有效，當切刀信號有效后，CPU將發(fā)出信號使7128通過M0-M3驅動步進馬達后退，將打印紙退到正確位置后把馬達停下等待下一次打印。CPU對馬達轉動方向將通過CPU信號MDIR控制7128產生不同M0～M3信號序列實現。在檢測電路中，打印紙、碳帶、切刀檢測由遮斷式紅外開關實現，打印頭檢測由微動開關實現。當打印紙使用黑標定位時，定位檢測采用紅外反射開關檢測；當打印紙使用標簽式打印紙時，定位檢測由打印紙檢測開關通過對打印紙的透射完成，這時CPU將通過對打印紙的自動檢測調節(jié)數字電位器X9312的電位值使檢測紅外線能剛好在兩標簽間的空隙能透射到接收管，從而達到使檢測開關能識別出每個標簽，保證在進紙過程中不產生累積誤差。檢測信號從檢測開關傳送到主板后，主板將通過TL339對信號放大反饋到CPU及7128，提高信號的可靠性，防止誤動作。電源及電壓監(jiān)控方式(參閱圖8)電池電壓也通過TL339的檢測反饋到CPU。當檢測電壓低于閾值時，TL339的輸出信號將發(fā)生翻轉向CPU發(fā)出報警信號，當CPU讀到這些報警信號后，將信號譯碼找出響應報警信息，然后將報警信息顯示在顯示屏上，并驅動蜂鳴器發(fā)出報警聲，然后進入等待狀態(tài)，當這些報警信號無效后CPU重新回到工作狀態(tài)繼續(xù)工作。電池電壓加到主板后將通過2個PWMDC/DC轉換電路MAX724和SI-8000產生+5V和+12V電壓提供給邏輯電路、打印頭、馬達工作，+5V主輸出將通過TL7705進行電壓檢測。當+5V輸出變化超出15％時，TL7705將向CPU發(fā)出復位信號使電路停止工作，保證了電路工作的穩(wěn)定性。此外CPU根據電源反饋信號由輸出信號TMRIN0控制DC/DC轉換電路的+12V輸出，以達到節(jié)能的目的。
權利要求1.便攜式智能條碼一體機，其特征在于該機器主要由主板，輸入和顯示設備，打印設備，打印狀態(tài)檢測部件、電池、內置程序組成，并運用嵌入式計算機技術把電腦與熱轉印/熱敏打印機控制板設計為一體；其核心控制系統的硬件包括單片機CPU、ROM、RAM、時鐘芯片，它們通過數據地址總線連接，同時ROM中內置監(jiān)控程序機器初始化程序、鍵盤監(jiān)控程序、液晶顯示程序、打印程序、條碼程序、字庫程序；此外其核心控制系統以總線方式擴展連接EPM7128、74LS245、A3952、檢測信號接口芯片，形成主板系統；主板分別連接外部設備打印頭、步進電機、鍵盤、液晶顯示屏、檢測管、切紙馬達，外部設備受內置監(jiān)控程序控制。
2.根據權利要求1所述的便攜式智能條碼一體機，其特征在于該機器主板采用嵌入式CPU通過其數據地址總線分別連接以下芯片數據存儲器RAM、程序存儲器ROM、FLASH電子盤、時鐘芯片DS12887、打印、鍵盤、顯示多功能控制IC EPM7128、數據緩存74LS245、切刀控制IC A3952、檢測信號接口的數據地址總線，CPU通過其不同的IO口分別連接A3952、蜂鳴器的輸出控制端，CPU通過IO口連接脈寬調制IC DC/DC控制端和電壓檢測電路的出入端，電壓檢測電路輸入端連接脈寬調制IC DC/DC轉換的輸出端，CUP的RS232串行口信號連接機器的串行口0和串行口1驅動輸入端，串行口0和串行口1驅動的輸出端與機器的串口0和串口1插座相連，多功能控制IC EPM7128的串行數據輸入連接TL459的串行數據輸出端。
3.根據權利要求1所述的便攜式智能條碼一體機，其特征在于該機器的輸入和顯示設備包括鍵盤和液晶顯示屏，鍵盤連接主板的多功能控制IC EPM7128的IO口，液晶顯示屏控制端連接主板的多功能控制IC EPM7128的IO口，顯示屏的數據線連接數據緩存74LS245。
4.根據權利要求1所述的便攜式智能條碼一體機，其特征在于該機器的打印設備包括打印頭、步進電機和切紙馬達，打印頭采用熱轉印或熱敏打印頭，打印頭的串行數據輸入端連接主板的多功能控制IC EPM7128的串行數據輸出端，EPM7128控制線連打印頭的控制端，打印頭的溫度反饋信號連接主板的TL459的A/D轉換輸入端，切紙馬達控制端連接主板A3952的控制輸出端。
5.根據權利要求1所述的便攜式智能條碼一體機，其特征在于該機器的打印狀態(tài)檢測部件包括紙檢測、碳帶檢測、打印頭檢測、標簽定位檢測、紙檢測、碳帶檢測，標簽定位檢測采用光電感應管進行檢測，打印頭檢測采用微動開關檢測，檢測反饋信號連接主板的檢測信號接口輸入端；電池連接主板的脈寬調制IC DC/DC轉換的輸入端輸入。
專利摘要本實用新型是便攜式智能條碼一體機，它涉及打印設備領域。它解決了原有條碼機必須要跟計算機連接使用，并存在體積大，連線多，功耗大等技術缺點。其設計原理是運用嵌入式計算機技術把電腦與熱轉印/熱敏打印機控制板設計為一體，核心控制系統的硬件采用單片機CPU、ROM、RAM、時鐘芯片，它們通過數據地址總線連接，同時ROM中內置監(jiān)控程序機器初始化程序、鍵盤監(jiān)控程序、液晶顯示程序、打印程序、字庫程序。核心控制系統以總線擴展連接EPM7128、74LS245、A3952、檢測信號接口等芯片，形成主板系統。主板分別連接打印頭、步進電機、鍵盤、液晶顯示屏、檢測管、切紙馬達等外部設備，并以程序來監(jiān)控外設工作。便攜式智能條碼一體機將應用于條碼條簽打印的流動作業(yè)。
文檔編號G06K15/02GK2593276SQ02225058
公開日2003年12月17日 申請日期2002年1月10日 優(yōu)先權日2002年1月10日
發(fā)明者何聞樂, 陳國銘 申請人:何聞樂, 陳國銘