基于lpc1754条形码打印设计毕业论文(编辑修改稿)

基于lpc1754条形码打印设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

触发点（ 5V左右）将随着负载电流变化。 输出电压 触发点（接近 ）不会随负载变化。 误差比较器为集电极开路输出，需要外接上拉电阻。 按照系统的要求，该电阻可与 5V输出及其他电压源连接。 根据这个电阻的取值，输出端的反向电流可以增长至400uA。 这个值在低电池情况下，将增加一定的电池消耗。 建议在 100k到 1MΩ之间取值。 如果没有使用 ERROR输出功能，则无需外接上拉电阻。 LP2951的输出电压是可控的， 可以通过比较器的比较端连接得到 5V电压，通过模块内部分压器，在输出脚及 Sense脚及反馈脚到 5V端 输出 脚。 同样，其可以通过 输出电压，最大 30V。 如图 2所示，仅需一对外部电阻即可。 可以通过下面的等式得到相应的电压： VOUT=VREF x (1+R1/R2)+IFBR1 VREF 为 ， IFB 为为反馈偏置电流，其大小一般在 20uA，它需要外接一个最大 R2 从而可以得到 1uA 最小负载输出。 如果没有负载， IFB 输出将存在 2%左右的误差，在室温下可以通过调节 R1 消除误差。 为了增加准确度，可以选择 R2=100k，其将减少误差到 %，及增加电阻上的 12uA。 当引脚 2 开路、无负载时， SPX2951 将消耗 60uA。 降低输出噪声 有很多方法可以减少输出端的噪声。 一种方法就是通过增加输出端的电容减少调节器带宽。 相对于 TO92,3脚封装的的 LP2950,这种办法是可以有效的减少噪声的方法。 当输出 5V，频率在 100kHz带宽的情况下，当电容的容量从 1uF增大到220uF，而电源噪声也从 430uV减少到 160uVRMS。 因为其高频增益由 4减少到 1。 可以按照下面等式选取电容： CBYPASS ≌ 1/2π R1 x 200Hz 基于 LPC1754 的条形码 打印设计 10 或者选取。 可以将输出电容增长到 以稳定输出。 当电源模块输出，5V 时，频率为 100kHz 带宽时，同样可以将输出噪声从 430uV 减少到 100uVRMS。 增大旁路电容时，电源噪声就不会再随着输出电压线路的变化而变化，所以模块输出电压比较高的时候，其噪声变化将更难预测。 电源保护电路 本设计中采用电源保护电路保护整个电影系统，当热敏探头过热或者驱动电机过流输出时，可以通过单片机 I/O 口控制 MOS 管断开电源，从而起到保护热敏打印头过热烧毁，和步进电机驱动芯片过热烧坏电源芯片。 图 313 电源保护电路 基于 LPC1754 的条形码 打印设计 11 如图 中所示， IRF7416 为 IR公司生产的 P 沟道场效应管，其 VDS 电压为30V， RDS 为 ，在这里作为 VH 电压输入电压的开关来用， VIN 的输入电压为27V，小余管子的耐压值，又由与其 20mR 的导通内置，所以发热量很小，其 so8 的封装，减小了 PCB 板子的布局。 R23,R24,R26,R27,Q1 组成 MOS 管的旁路电路，刚开始上电时， VHEN 脚输出低电平， Q1 不能导通， VH 电压通过 R23 脚到 IRF7316的 G 脚， MOS 管 IRF7416 导通， VINT 通过 MOS 管道 VH，给系统供电。 当打印机运行过程中，当 LPC1754 接收到过热型号时，将管教 VHEN 拉高， Q1 被导通， VIN通过 R23,R24 到地 IRF7416 不能被导通， VIN 电压不能到达 VH，电源供电电源断开。 IRLML6401 在这里与 IRF7416 一样都是 P 沟道 MOS 管，在这里它起到的是开关的作用，起到保护 电源的作用。 刚上电时， LOGIC_EN 为低电平， IRLML6401导通， IRLML6401，到。 IRLML6401为 SOT23封装，体积小，耐压值为 12V，内置为 50mR,完全符合系统要求。 主控系统 最小系统电路 本设计 采用 LPC1754 作为 打印机主控制系 统 ,它是整个打印机系统 的核心。 LPC1754 采用 ARM CortexM3 内核 ， CortexM3 内核，作为 当下的主流芯片内核，其以 强 大的外 设 功能，低廉的价格 优势 ，受广大 开发 商和用 户 的青 睐。 LPC1754工作频率可达 到 100 MHz。 芯片内部包含了嵌套向量中断控制器。 嵌套中断向量控制器的作用是可快速确 定外设传来的中断 位置。 芯片内部包含可支持优 先自 动唤 醒中断功能。 它的内存最高可达到 512KB， SRAM 最高可达到 64KB。 内部包含内存保护单 元，保护分为 四种节 能模式： 睡眠模式 ； 深度睡眠模式。 关 机模式； 深度省 电 模式。 这四种节能模式可以使整个控制系统 保持在最佳功耗状态。 采用矩阵 式 AHB 总线 ，可同事 运 行以太网、 USB 等高带宽 外 设 ，而不会影 响 性能 其主要外设资 源包括： 串行外设 10/100 以太网 MAC 全速器 /主机 /OTG 控制器，配有片上 PHY 基于 LPC1754 的条形码 打印设计 12 四个 UART，支持小数波特率产 生、 RS45调 制解 调 器控制 I/O 和 IrDA 两 个 控制器 三个 SSP/SPI 控制器 三个 I2C 总线 接口，其中一个支持加速模式（ 1 Mbit/s 数据速率） I2S 数字音频接口 模拟外设 12 位模数转换器，配有八个通道，转换速率最高可达 200KHz 10 位数模转换器 其他外设 实时时钟，工作电流 1uA 八通道通用 DMA 控制器 最高 70 个通用 I/O 马达控制 PWN 和正交编码器接口，支持三相马达 四个 32 位通用计时器 /计数器 4MHz 内部 RC 振荡器，准确度调至 1% 基于 LPC1754 的条形码 打印设计 13 图 321 最小系统图 如图 321 所示为此系统的最小系统图，本系统采用 作为单片机的电源电压，各个电源输入脚采用 的电容作为 回路的去耦电容，是系统电源电压更加稳定。 12M 的晶振作为系统的控制时基基准，外面采用 22PF 的滤波电容对晶振电路谐振组成部分，采用 的晶振作为 RTC 的时钟基准，为系统提供断电时间计时处理。 RIL1 和 C58 组成芯片上电复位 RC 电路。 AD基准电压由电源电压 ,通过 RIL2和 c57,c56组成 t形滤波电路滤除杂波后，输入给单片机 VDDA 脚， VSSA 脚与电源系统的地相连。 边界扫描系统 (JTAG 接口 ) 主控系统采用 JTAG 接口进行芯片控制程序调试接口， 基于 LPC1754 的条形码 打印设计 14 JTAG(Joint Test Action Group；联合测试工作组 )是一种国际标准测试协议（ IEEE 兼容），主要用于 芯片 内部测试。 【 1】 JTAG 最初是用来对芯片进行测试的， JTAG 的基本原理是在器件内部定义一个TAP（ Test Access Port； 【 2】 测试访问口）通过专用的 JTAG 测试工具对内部节点进行测试。 JTAG 测试允许多个器件通过 JTAG 接口串联在一起，形成一个 JTAG 链，能实现对各个器件分别测试。 【 3】 如今， JTAG 接口还常用于实现 ISP（ InSystem Programmer，在系统编程），对 FLASH 等器件进行 编程。 主要用于芯片内部测试及对系统进行仿真、调试， JTAG 技术是一种 嵌入式 调试技术，它在芯片内部封装了专门的测试电路 TAP （ Test Access Port ，测试访问口），通过专用的 JTAG 测试工具对内部节点进行测试。 【 4】 JTAG 编程 方式是在线编程，传统生产流程中先对芯片进行预编程然后再装到板上，简化的流程为先固定器件到电路板上，再用 JTAG 编程，从而大大加快工程进度。 【 5】 现在很多较复杂的器件都支持 JTAG 协议，例如 ARM 器件 、 DSP 器件以及 FPGA 器件等。 标准的 JTAG 接口是 4 线： TMS 、 TCK 、 TDI 、 TDO ，分别为测试模式选择、测试时钟、测试数据输入和测试 数据输出。 【 7】 如今 JTAG 接口的连接有两种标准，即 14 针接口和 20 针接口，其定义分别如下所示。 【 8】 基于 LPC1754 的条形码 打印设计 15 图 322 JTAG 调试接口电路 本设计采用芯片自带 JTAG 外设， TCK—— 测试时钟输入； TDI（测试数据输入，数据通过 TDI 输入 JTAG 口）； TDO(测试 数据输出 ，数据通过 TDO 从 JTAG 口输出 )；TMS(选择测试模式。 TMS 用来设置 JTAG 口处 于特定的测试模式 )。 TRSIN、 RTck、RTIN(复位脚，输入功能，低电平有效 )。 【 9】 另外采用 R82,R83,R84,R85,上拉电阻，r86,87,r88,r89,r90 组成的下拉电阻，增强调试过程中的稳定性。 并且采用当前主流的JLINK 调试器经行芯片控制程序在线调试， 整个打印系统中，复位电路只是整个电路中的一小部分，但它却是最小系统中的不可或缺的组成部分，复位电路可以使单片工作在稳定状态，没有复位电路，单片机可能受到外界的磁场的干扰从而引起内部电平的波动，造成工作不稳定的情况。 基于 LPC1754 的条形码 打印设计 16 复位电路在最小系统中的作用主要表现为，在刚开始给系统上电的时候，由于电容的隔直通交的作用下，上电瞬间，电流会通过电容到底，从而给点评及的复位管脚发送一个复位信号，使单片机系统将恢复初始状态，待电源稳定以后，复位管脚为高电平，单片机正常运行，使整个系统开始正常工作。 图 311 为此电路的复位电路。 LPC1754 单片机为低电平复位，复位的方式有很多种例如：看门狗复位、按键复位、上电复位等方式，本文采用上电复位，上电复位主要作用于上电瞬间，保证系统在上电后从初始状态运行。 当给 LPC1754 控制器的外部引脚 RESET 一个低电平信号时可将微控制器恢复到初始状态。 时钟电路 时钟电路是是一个单片机系统的心脏，它控制着单片机运行过程中的节奏。 LPC1754 就是通过复杂的时序电路 ,从而完成了计算和控制不同的指令功能的。 LPC1754 的时钟信号主要由两种方式产生：一种是内部时钟产生方式，就是利用芯片内部自带的振荡电路，给单片机提供时钟信号：另外一种参数时钟方式为外部时钟振荡方式，时钟信号由外部时钟接口引入。 一个单片机系统，如果没有时钟产生电路来产生时钟信号，来驱动单片机，单片机是不能工作的。 时 钟电路的主要作用就是用来配合外部晶体振荡电路产生晶体振荡信号的电路，传送给单片机，从而给单片机提供了运行过程中必须的时钟信号，如果振荡电路没有振荡信号，运行时钟不能给单片机提供工作频率，单片机就不能够正常的工作，另外，但时钟电路产生的时钟信号，超过了 LPC1754 的工作频率， LPC1754 同样不能正常的工作，这种工作模式就好比人的心脏的跳动是一样。 图 315 是此系统的时钟模块电路图，它是此电路的振荡源，为整个电路的稳定性提供保障。 其中电容为谐振电容，需根据震荡频率进行选择，焊接时尽量靠近微控制器的时钟引 脚，晶振即可用有源晶振也可采用无源晶振。 如下图所示 X1 为 的无源晶振，它与 C46,C47 组成单片机的 RTC 振荡源，为系统能够掉电过程中，提供时钟基准 ,使打印时间不需要重复设定。 X2 为 12M的无源晶振，它与 C48,C49 组成单片机工作过程中的记数基准。 基于 LPC1754 的条形码 打印设计 17 图 323 时钟电路 步进电机驱动系统 步进电机驱动模块 如图 321 和 322 为 步进电机电路 ，此条形码打印系统有两个直流步进电机，其中一个步进电机驱动打印头，另外一个电机驱动裁纸刀，两个步进电机都要由LPC1754 单片机控制，因为单片机的电流电压小无法驱动步进电机，所以就采用A4982 电机驱动芯片对其驱动。 A4982SLP 是其主要的优点为： 驱动电流大，具有制动检测 /选择电流衰减的模式，混合和慢电流衰 减模式，低功耗同步整流， 内部低电压锁定保护 （ UVLO） ,交叉电流保护（线序接反保护）。 它是一个完整的微电机驱动内置的易于操作的翻译。 它的设计操作 ， 双极步进电机在全，半，季，和第十六步模式， 与高达 35 V、 2 A 的输出驱动能 力。 A4982SLP 内部只带一个电流调节器的功能，可以做到固定时间关断，可以在慢、混合衰减模式下正常工作的能力。 ET 的包装符合客户要求，材料采用高级环保材料，引脚相邻引脚短路 不会产生烟火。 此外，当任何引脚对地短路或开路该装置不产生烟雾或火灾。 简单操作是控制方便的关键，它可实现一个脉冲一个微步调节。 其外围电路也相对简单，能自动选择电机运行过程中电流的衰减模式，当设定的关断时间结束后，采用混合衰减电流模式。