针式打印机维修 教案-五星文库
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针式打印机维修 教案
导读：第二章针式打印机维修，第一节针式打印机的结构、作用及工作原理，[教学目标]了解并掌握针式打印机的结构，熟悉针式打印机的工作原理并会根据针式打印机的结构和工作原理来排除打印机的各种故障，[教学重点]针式打印机的组成结构及工作原理，[教学难点]应用针式打印机的工作原理进行故障检修和排除，针式打印机是怎么工作的？，针式打印机的打印头是由打印针构成的，因而叫针式打印机，打印机在自身的主控电路的控制下，
第二章 针式打印机维修
针式打印机的结构、作用及工作原理
[教学目标]
了解并掌握针式打印机的结构，熟悉针式打印机的工作原理并会根据针式打印机的结构和工作原理来排除打印机的各种故障。
[教学重点]
针式打印机的组成结构及工作原理。
[教学难点]
应用针式打印机的工作原理进行故障检修和排除。
[教学过程]
针式打印机是怎么工作的？
针式打印机的打印头是由打印针构成的，因而叫针式打印机。
打印机在自身的主控电路的控制下，启动字车执行横向位移，装载在字车上的打印头也产生横向微步移动，打印头中排成一列或两列或三列的针每位移一步之后，就按照机内字库中字形编码矩阵格式激励出打印针撞击色带和打印介质（打印纸/多联纸），形成字符或图形。
一、针式打印机的结构 针式打印机一般分为机械部分和电路部分 两大部分。
1. 机械部分
（1） 打印头
由一定数量的打印针按照单列或双列(个别的为三列)纵向排列，在打印数据的配合下实现字符、汉字和图形的打印。目前常用的打印头一般为9针、12针和24针，均是通过薄膜电缆与控制电路连接。
打印头是针式打印机，字符输出组件，采用电磁铁作为动力源。
（2） 传动系统
由字车传动机构、色带驱动机构、输纸机构（搓纸轮、链轮等）和打印机状态传感器等组成。
A、字车与传动机构
由字车、步进电机、同步齿形带、主动轮、从动轮、字车偏心轨、字车平行导轨、字车调节杆和字车左边界检测器组成。
：驮着打印头做左右运动的小车
b、步进电机 ：产生动力拖动字车左右移动
c、同步齿形带（皮带）：用来将步进电机产生的动力传递给字车，使字车移动
d、主动轮、从动轮 ：用于传导动力，辅以张力弹簧绷紧皮带。
e、字车偏心轨
：控制字车与打印胶辊之间的间距。
f、字车平行导轨
：用于保持字车的平稳。（没有它，字车在偏心轨上会前后晃动）
g、纸张厚度调节杆 ：（用来调节字车偏心轨的旋转角度，从而调节字车与打印胶辊的间距，以适应不同厚度的打印纸，并通过纸张厚度检测器将检测结果反馈给MCU。）
h、字车左边界检测器：用来检测字车是否回到左边起始位置.
B、色带驱动机构
由色带组件、同步齿轮组和传动十字架组成
a、色带组件：由色带芯和色带架组成。
作用：色带芯能使针击打的点痕在打印纸上显现出来，有黑色、蓝色及长、
短色带之分。
色带架是用来装色带芯的。内有两个齿轮咬着色带芯。
b、同步齿轮组：由字车步进电机驱动。
作用：完成色带单向循环移动这一功能的部件叫同步齿轮组也叫同步轮。无论
打印头向左移还是向右移，同步轮总是带动色带逆时针转动，从而保证
了色带同一单向循环移动。
c、传动十字架：
作用：用于传动齿轮组与色带组件之间的动力传递。 色带驱动机构的作用：利用传动齿轮组的变向特点，通过传动十字架带动色带组件内的齿轮转动，从而带着色带芯运动。
使色带以逆时针方向运动，从而不断改变色带被打印针撞击的部位，保证色带均匀磨损，既延长了色带的使用寿命，又保证了打印出的字符或图形颜色均匀。
C、输纸机构（输纸机构是驱动打印纸沿纵向移动以实现换行的机构）
由连续走纸轮支架、打印胶辊、压纸轮、出纸压辊、输纸步进电机、输纸齿轮组、
输纸方式调节杆和纸尽传感器等组成
a、连续走纸轮支架： 用于装载牵引纸
b、打印胶辊： 托住打印纸，便于打印头击打色带时，可以在纸上留下墨点。
c、压纸轮：
压住打印纸，增大纸张与打印胶辊之间的摩擦力，以保证走纸准确
d、输纸步进电机：为输纸机构提供动力源，相数比字车电机少
e、输纸齿轮组：由一些变向齿轮组成，齿轮直径大小不一，易磨损
f、输纸方式调节杆：用来选择不同的进纸方式，如摩擦进纸或牵引进纸。
针式打印机的两种走纸方式：
?摩擦走纸：由下压纸轮和打印胶辊共同作用，利用两者之间的摩
擦力将纸张输入到机器中
?牵引走纸：齿孔纸，一般常见的都为多联（多层），如：发票，
进出库单等，齿孔纸卡在链轮上，由打印机内部变向
变速齿轮带动
g、纸尽传感器：用来感应打印机内是否有纸，将有无纸的信号反馈给MCU。
输纸机构的作用：
驱动电路驱动输纸步进电机，经齿轮组传动，带动纸张做前后
纵向运动。
D、打印机状态传感器
(对于不同的打印机来说，传感器的设置情况不同)
a、字车左边界传感器
(检测字车是否停在左边起始位置上)、
b、纸尽传感器
(用来感应打印机内是否有纸，将有无纸的信号反馈
c、纸张厚度检测器
（用于检测打印纸厚度，并将检测结果反馈给MCU。用于
调整打印针的击打力度已适应不同厚度的打印纸）
（3） 机架和外壳
针式打印机的机架主要由左右墙板、电器组装框架和底座等构成。外壳为整体压成形体，一般分为上盖和壳体两部分。采用全封闭式设计，以防尘和降低噪音。
2. 电路部分
针式打印机的电路部分即驱动控制电路，是打印机的信息处理和控制中心。
通过接口电路与电脑主机相连并通信。
针式打印机的控制驱动电路可以控制字车、输纸机构、打印头、接收控制面板上的控制信号及打印机的自检功能等。
1、电路部分组成：由主控逻辑电路、驱动电路、检测电路、接口电路和电源电路组成。
（1）主控逻辑电路
打印机的主控逻辑电路本身是一个完整的微型计算机，以单片机(MCU)的形式存在（如：TMP96C041AF）, 一般由微处理器（通称CPU）、读写存储器（RAM，打印机内存）、只读存储器（ROM，其中还包括打印机字库(字库：是字符种类信息，如：中文、英文、符号等)）、 地址译码器和输入/输出（I/O）电路等组成。
作用：由MCU控制各部分以一定的时序工作、使各子系统协调工作。
注意：主控逻辑电路因全是大规模集成电路，且市场上无配件销售，所以，不能维修，只能更换主板。
（2）驱动电路
(作用：用于驱动各子部件、打印头、字车步进电机和输纸步进电机）
针式打印机的驱动电路主要包括打印头驱动控制电路、字车电机驱动控制电路和输纸电机驱动控制电路。通常受控于I/O芯片，也有少数机型直接受控于CPU
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提示： 针式打印机主要由打印头、接口电路、主控电路、驱动电路、机械传动及进纸机构、色带盒、电源供电电路、机壳和机架等几部分组成。其中打印头和主控电路是针式打印机的核心部分，接口电路是连接计算机与打印机的桥梁，驱动电路是驱动打印头、打印针及走纸机构的电流、电压放大器，电源电路是供给整机工作的能源。 1．打印头
&&& 针式打印机主要由打印头、接口电路、主控电路、驱动电路、机械传动及进纸机构、色带盒、电源供电电路、机壳和机架等几部分组成。其中打印头和主控电路是针式打印机的核心部分，接口电路是连接计算机与打印机的桥梁，驱动电路是驱动打印头、打印针及走纸机构的电流、电压放大器，电源电路是供给整机工作的能源。
&&& 1．打印头。打印头是打印机的关键部件，也是打印结果的最终执行器件。针式打印机常用的打印头有两种：一种是储能式打印头，由打印针、导板、衔铁、簧片、磁环、盖板、线圈和硅橡胶组成。另一种是拍合式打印头，主要由出针板、打印针、导向板、线圈、衔铁、片簧、制动件和铸铁外壳组成。打印头是一个全封闭式结构，内含打印针、打印针驱动线圈和打印信号驱动电路等部分
&&& 2．驱动电路。驱动电路包括打印针驱动电路、走纸机构驱动电路和打印头驱动电路等部分。打印针驱动电路包括打印针数据驱动电路、打印针激励控制电路、打印头保护电路、针数据形成电路等组成。打印针数据驱动电路主要是对打印针数据进行功率放大、驱动出针部件进行动作；打印针激励控制电路主要用来控制打印针的出针时间长短和打印速度，它主要通过送给打印头电磁线圈工作电流的脉冲宽度和周期长短进行控制；打印头保护电路的作用是控制打印头工作时间不致过长，从而避免烧坏线圈和电路元件。它大多通过检测取样驱动线圈的工作电流进行工作；针数据形成电路是针对24针打印机进行设置的，其作用是将24针分成12个奇、偶数针，奇、偶数针分别进行驱动，由专用门阵列电路及其外围电路组成。
&&& 走纸机构驱动电路主要由走纸脉冲信号产生电路、放大电路和走纸电动机组成。打印头驱动电路主要由打印头驱动信号产生电路、打印头信号放大电路和打印头驱动电动机组成。
&&& 打印头、色带、打印纸与打印辊相对结构示意图如图1-1所示。9针打印头的的打印针呈单列排列，24针打印针呈交叉双列排列。
&&& 图1-1&&& 打印机组件结构示意图
&&& 3．接口电路。针式打印机的接口电路主要由专用接口芯片及其外围元器件组成，如74系列芯片，其作用是将计算机的数据信号送入打印机，其处理方式与计算机的接口电路相类似，通过打印线与计算机相连，接口电路是打印机的故障多发部位之一。
&&& 4．主控制电路。针式打印机主控电路本身是一个固化了软件驱动程序的微型计算机。一般由中央微处理器( CPU)、随机存储器（RAM）、只读存储器(ROM)、地址译码器、输入／输出(I/O)接口电路等组成。一般集成在一块单片机上，从而使打印机的控制电路高度集成化、简单化，同时也使主控电路的故障率降低了许多。
&&& 5．机械传动机构。打印机的机械传动机构主要包括字车传动机构、色带传动机构和走纸传动机械三部分。图1-2所示为字车传动机构，主要由字车电动机、调速带、导轨、初始滑动架、初始位置检测器、滑轮张力板、调速滑轮和打印头组成，该机构的主要作用是装载字车和推动字车来回打印。以字车电动机为动力源，在传动带的拖动下，通过调速装置推动宇车沿导轨左右往返运动。
&&& 图1-2&&& 字车传动机构图
&&& 色带传动机构一般与打印头在一起，带动色带循环转动，由色带驱动电动机、驱动齿轮和色带啮合齿轮构成。
&& &走纸传动机构有两种，一种是打印辊摩擦进纸机构，另一种是链轮式进纸机构。目前，大部分针式打印机同时具有这两种进纸机构。图1-3所示是具有两种进纸机构的打印机进纸结构示意图，主要由走纸电动机、压轮、走纸齿轮、离合器齿轮、打印辊、压纸杆、链齿器、送纸调节杆等组成。其中打印辊摩擦进纸方式适用于单面纸的进纸，链轮方式进纸机构适用于打孔纸的进纸。
&&& 6．色带盒。针式打印机的色带盒分为单色色带盒和彩色色带盒两种，其结构如图1-4所示。无论是单色色带盒，还是彩色色带盒，都是借助于字车电动机的转动，带动色带盒中的色带进行单向循环，与打印纸接触，在打印针的作用下，将颜色传递到打印纸上。
&&& 单色色带盒和彩色色带盒的不同之处在于，单色色带盒只作左右移动，不作上下移动，而彩色色带盒，除作左右移动外，还作上下移动，变换打印头所接触到的色带部位，从而打印出不同颜色的字符来。彩色色带盒通常为四色带方式，即在同一条色带上平行分布黑、红、蓝、黄四种颜色，根据混色原理，通过单色打印或两色多次打印，打印出不同的颜色来。
&&& 图1-3&&& 两种进纸机构打印机结构示意图
&&& 图1-4&&& 色带盒外形示意图
&&& 图1-5&&& 色带盒与打印辊相对位置图
&&& 图1-5所示为色带盒与打印辊之间的相对位置图。通过打印针击打色带，即可在打印纸上打印出字符来。
&&& 彩色色带盒的不同之处在于色带不是一种颜色，而是采用多种颜色，色带盒能够上下移动，其工作原理是：色带盒依靠其下部的支点上下移动时，色带电动机带动凸轮转动，色带从动凸轮跟着移动，从而完成色带盒的上下移动。
&&& 7．电源电路。针式打印机的电源电路较为简单，大多为串联稳压电路或开关电源。针式打印机的电源主要有两种：一种是+5V电源，供给逻辑电源和操作面板上的指示灯；另一种是24～36V电源，用于驱动字车电动机、走纸电动机和打印头（有些机型的打印头驱动电源用40V左右的直流电源）。
（责任编辑: 佚名 ）
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1引言由于常用的微型针式打印机的速度慢，噪声大，无法满足某些场合的需要。微型热敏打印机具有打印速度快、噪音低、可靠性高、字迹清晰、机头小而轻等优点，可满足各种场合的打印要求，因此得到广泛应用。笔者在汽车行驶记
1引言由于常用的微型针式打印机的速度慢，噪声大，无法满足某些场合的需要。微型热敏打印机具有打印速度快、噪音低、可靠性高、字迹清晰、机头小而轻等优点，可满足各种场合的打印要求，因此得到广泛应用。笔者在汽车行驶记录仪的开发过程中，根据厂家要求，选用较为先进的热敏打印机作为打印设备。但微型热敏打印头对打印时序和温度要求较高，一旦控制不当极易造成打印头烧毁。因此，在有合理的硬件设计的基础上，软件设计也十分重要。本文使用某些软件设计替代了部分硬件电路，使打印机的控制电路得到了简化。2 打印原理选用的FTP-628作为热敏打印头。该热敏打印头点结构384点/行，水平方向点密度：8点/mm，垂直方向行间距：8点/mm。有效打印宽度48mm。打印速度最大为60mm/秒[1]。要打印的数据在时钟CLK的配合下，经由数据输入脚DI移到热敏机芯内部的移位寄存器中。经384个时钟周期，一行384位数据全部移到移位寄存器后，锁存端的锁存信号/LAT由CPU置低，移位寄存器的数据被锁存到锁存器。然后热敏头加热控制信号STB产生高电平，此时根据384点输入的DI数据是1或者是0决定发热元件是否发热，由此在热敏纸上产生要打印的点行。3 系统整体框图本文介绍的微型热敏打印机由主控芯片、步进电机驱动模块、热敏打印头过热保护模块、热敏打印头缺纸检测模块、RS-232通信模块、供电模块等部分组成。其中步进电机驱动模块负责控制打印纸走纸及走纸速度;热敏打印头过热保护模块防止热敏打印头温度过高损坏;热敏打印头缺纸检测电路完成热敏打印头是否有纸检测;RS-232通信模块实现打印机与上位机之间的通信;供电模块给控制电路及热敏打印头供电。根据实际需要，考虑成本，选择89S51单片机作为主控芯片[2]。如图1，给出了主控芯片与各个模块之间的接口功能设计。&&4 系统软件设计4.1 整体流程如图2，给出了整个系统工作的软件流程图。本热敏打印机的软件设计主要是通过RS-232通信模块接收由主机传来的数据。当接收到数据时，首先要判断是命令字还是字符 数据。如果是命令字，则打印机按照命令动作;如果判断为字符数据，则从字库中提取字符点阵，按行打印，走纸。&
&4.2 数据加载与印字将内存缓冲区的数据输出到热敏打印头的移位寄存器中，可以通过硬件方式和软件移位的方式实现[3]。本打印机实现方案采用的是后者。一般情况下，软件移位是由I/O口模拟串行数据传输时序。图3为I/O口实现数据移位流程图。P1.0口模拟时钟CLOCK，P1.1口在CLOCK的配合下输出数据DATA，输出数据到热敏打印头内部的移位寄存器中。P2[0:5]分别与打印头内部的加热选通信号STB[0:5]相连接。当数据全部移入到移位寄存器后，对STB[0:5]操作，加热印字。由于热敏打印机是通过打印头加热后在热敏打印纸上灼烧印字，所以，加热时间的长短决定了印字的清晰与快慢。因此，根据实际情况，合理的设计加热时间对于实现热敏打印机的高质量打印十分重要。&&4.3 步进电机走纸及驱动&&设计的热敏打印机内部的二相四拍步进电机控制打印头的走纸及走纸速度。由2路I/O口模拟2路PWM输出，再经过两个非门，将输出的2路模拟PWM波形转换为4路，输入步进电机驱动器，驱动步进电机[4]。图4为P1.2与P1.3口模拟输出PWM的时序图。在一个周期内，P1.2较P1.3延时3/4个周期。
4.4 保护与中断热敏打印头加热时间一般为1ms，连续加热超过1s后，很容易烧毁、损坏热敏头，所以实际的热敏打印机必须对热敏打印头添加过热保护电路。当热敏打印头温度过高时，过热保护模块输出一个低电平到/INT0脚，使打印机进入中断[3]。图5为过热保护中断流程图。进入中断后，主控芯片断开热敏打印头加热供电控制继电器，停止热敏打印头的加热供电，并暂停其他动作。当热敏打印头温度降低后，则过热保护模块输出一个高电平到/INT0脚，此时，打印机延时一段时间后出中断。热敏打印头内部用光电继电器作为传感器，检测打印头是否有纸。当热敏打印头无纸时，传感器中的发光二极管发出的光束无法经由打印纸反射到光敏三极管上，光敏三极管由此而无法导通，经过外部电路后，/INT1为低电平，进入中断。反之，/INT1为高电平，工作正常。其中断流程与过热保护中断类似。&&4.5 字符库的构造与提取由于本打印机是应用于汽车行驶记录仪的专用打印机，按照汽车行驶记录仪的要求，约需使用100个左右的汉字以及26个大写英文字母以及10个阿拉伯数字，为降低字库对硬件存储空间的要求，采用自定义的字符库。另外，自定义的字符库灵活性较强，在自定义字库中，这样既可以在同等打印宽度的情况下实现灵活打印，也可以使打印出来的字符效果美观。提取字符点阵时，首先判断字符类型，再寻得要打印字符的首地址，按照该字符的点阵规范，从字库中取出打印点阵放入缓冲区，进而加载，并打印。
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51单片机控制步进电机的转动，加减速，停止，反转
51单片机控制步进电机的转动，加减速，停止，反转,单双八拍工作方式:A-AB-B-BC-C-CD-D-DA (即一个脉冲,转 3.75 度)#include &reg52.h&
sbit inc=P3^2;
sbit dec=P3^3;
sbit zhzhd=P3^6;
sbit fazhd=P3^7;
bit flag=1;
unsigned char t=0x00; //表正反速度
void delay(unsigned int t);
void&&motor_ffw();
unsigned char code led7code[]=
{0x81,0xe7,0x92,0xc2,0xe4,0xc8,0x88,0xe3,0x00,0xc0};
unsigned int num=0;
unsigned char code FFW[8]={0x40,0x60,0x20,0x30,0x10,0x18,0x08,0x48};
unsigned char code FFZ[8]={0x48,0x08,0x18,0x10,0x30,0x20,0x60,0x40};&&//反转
void main()
& &&&
& & EA=1;
& & IT0=1;
& & EX0=1;
& & IT1=1;
& & EX1=1;
& & TMOD=0x06;
& & TL0=0
& & TH0=0
& & TR0=1;
& & ET0=1;
& & P3=0x3f;
& & P0=led7code[num%10];
& & while(1)
& & {
& &&&motor_ffw();
& & }
void&&motor_ffw()&&/* 步进电机驱动*/ //
{
& &
& &
& && &&&while(1)
& && &&&{
& && && && &
& && && && &for(j=0;j&12;j++)& &&&//12个周期转一圈
& && && &&&{& & for (i=0; i&8; i++)& && & //一个周期转30度
& && && && && &&&{&&
& && && && &if(flag==1)
& && && && && & P2 = FFW[i];&&//取数据
& && && && & else
& && && && && & P2 = FFZ[i];
& && && && && &delay(t);& && && && && && & //t调节转速
& && && && && & }
& && && && &}
& && &&&}
}
void int0(void) interrupt 0
{
& & EX0=0;
& & delay(10);
& & if(inc==0)
& & {
& & num++;
& &&&
& & P0=led7code[num%10];
& & if(num%10!=0&&flag){zhzhd=0;fazhd=1;}
& & else if (num%10==0){zhzhd=0;fazhd=0;}
& & else {zhzhd=1;fazhd=0;}
& &&&
& & switch(num%10)
& & {
& && &&&case 0:t=0x00;
& && &&&case 1:t=0x12;
& && &&&case 2:t=0x11;
& && &&&case 3:t=0x10;
& && &&&case 4:t=0x09;
& && &&&case 5:t=0x08;
& && &&&case 6:t=0x07;
& && &&&case 7:t=0x06;
& && &&&case 8:t=0x05;
& && &&&case 9:t=0x04;
& &&&
& & }
& &&&
& & }
& & while(!inc);
& & EX0=1;
}
void int1(void) interrupt 2
{
& & EX1=0;
& & delay(10);
& & if(dec==0)
& & {
& & num--;
& & if(num==65535)num=65529;
& & P0=led7code[num%10];
& & if(num%10!=0&&flag){zhzhd=0;fazhd=1;}
& & else if (num%10==0){zhzhd=0;fazhd=0;}
& & else {zhzhd=1;fazhd=0;}
& &&&
& & if(num==65535)num=65529;
& & switch(num%10)
& & {
& && &&&case 0:t=0x00;
& && &&&case 1:t=0x12;
& && &&&case 2:t=0x11;
& && &&&case 3:t=0x10;
& && &&&case 4:t=0x09;
& && &&&case 5:t=0x08;
& && &&&case 6:t=0x07;
& && &&&case 7:t=0x06;
& && &&&case 8:t=0x05;
& && &&&case 9:t=0x04;
& &&&
& & }
& & }
& & while(!dec);
& & EX1=1;
}
void huanx(void) interrupt 1
{& &
& & ET0=0;
& & TR0=0;
& & delay(10);
& & if(P3^4==0)
& & {
& & if(flag==1) {flag = 0;zhzhd=1;delay(500);fazhd=0;}
& & else&&{flag = 1;fazhd=1;delay(500);zhzhd=0;}
& & }
& & while(!(P3^4));
& & ET0=1;
& & TR0=1;
}
//& & 延时程序
void delay(unsigned int t)
{& && && && && && && && && &
& &
& &while(t--)
& &{
& &&&for(k=0; k&80; k++);
& && &
& &}
}复制代码
　楼主用的是仿真还是开发板的
　昨天用的28BYJ-48电机做了一个实验，四相八拍的，但转速特别慢，一分钟最多十圈的样子，问下楼主这款电机额定转速就是这么多么?
楼主有汇编的吗?
**** 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽 ****
我也买了一个28BYJ-48电机
正在学习呢
能把你的代码发来看看吗?
学习来了，正在学习呢
学习了。谢谢。
漂亮& & 这就是我想要的
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