【文章內容簡介】 觸發(fā)點（ 5V左右）將隨著負載電流變化。輸出電壓 觸發(fā)點（接近 ）不會隨負載變化。 誤差比較器為集電極開路輸出，需要外接上拉電阻。按照系統(tǒng)的要求，該電阻可與 5V輸出及其他電壓源連接。根據(jù)這個電阻的取值，輸出端的反向電流可以增長至400uA。這個值在低電池情況下，將增加一定的電池消耗。建議在 100k到 1MΩ之間取值。如果沒有使用 ERROR輸出功能，則無需外接上拉電阻。 LP2951的輸出電壓是可控的， 可以通過比較器的比較端連接得到 5V電壓，通過模塊內部分壓器，在輸出腳及 Sense腳及反饋腳到 5V端 輸出 腳。同樣，其可以通過 輸出電壓，最大 30V。如圖 2所示，僅需一對外部電阻即可?？梢酝ㄟ^下面的等式得到相應的電壓： VOUT=VREF x (1+R1/R2)+IFBR1 VREF 為 ， IFB 為為反饋偏置電流，其大小一般在 20uA，它需要外接一個最大 R2 從而可以得到 1uA 最小負載輸出。如果沒有負載， IFB 輸出將存在 2%左右的誤差，在室溫下可以通過調節(jié) R1 消除誤差。為了增加準確度，可以選擇 R2=100k，其將減少誤差到 %，及增加電阻上的 12uA。當引腳 2 開路、無負載時， SPX2951 將消耗 60uA。 降低輸出噪聲 有很多方法可以減少輸出端的噪聲。一種方法就是通過增加輸出端的電容減少調節(jié)器帶寬。相對于 TO92,3腳封裝的的 LP2950,這種辦法是可以有效的減少噪聲的方法。當輸出 5V，頻率在 100kHz帶寬的情況下，當電容的容量從 1uF增大到220uF，而電源噪聲也從 430uV減少到 160uVRMS。因為其高頻增益由 4減少到 1?？梢园凑障旅娴仁竭x取電容： CBYPASS ≌ 1/2π R1 x 200Hz 基于 LPC1754 的條形碼 打印設計 10 或者選取 ?？梢詫⑤敵鲭娙菰鲩L到 以穩(wěn)定輸出。當電源模塊輸出，5V 時，頻率為 100kHz 帶寬時，同樣可以將輸出噪聲從 430uV 減少到 100uVRMS。增大旁路電容時，電源噪聲就不會再隨著輸出電壓線路的變化而變化，所以模塊輸出電壓比較高的時候，其噪聲變化將更難預測。 電源保護電路 本設計中采用電源保護電路保護整個電影系統(tǒng)，當熱敏探頭過熱或者驅動電機過流輸出時，可以通過單片機 I/O 口控制 MOS 管斷開電源，從而起到保護熱敏打印頭過熱燒毀，和步進電機驅動芯片過熱燒壞電源芯片。 圖 313 電源保護電路 基于 LPC1754 的條形碼 打印設計 11 如圖 中所示， IRF7416 為 IR公司生產(chǎn)的 P 溝道場效應管，其 VDS 電壓為30V， RDS 為 ，在這里作為 VH 電壓輸入電壓的開關來用， VIN 的輸入電壓為27V，小余管子的耐壓值，又由與其 20mR 的導通內置，所以發(fā)熱量很小，其 so8 的封裝，減小了 PCB 板子的布局。 R23,R24,R26,R27,Q1 組成 MOS 管的旁路電路，剛開始上電時， VHEN 腳輸出低電平， Q1 不能導通， VH 電壓通過 R23 腳到 IRF7316的 G 腳， MOS 管 IRF7416 導通， VINT 通過 MOS 管道 VH，給系統(tǒng)供電。當打印機運行過程中，當 LPC1754 接收到過熱型號時，將管教 VHEN 拉高， Q1 被導通， VIN通過 R23,R24 到地 IRF7416 不能被導通， VIN 電壓不能到達 VH，電源供電電源斷開。 IRLML6401 在這里與 IRF7416 一樣都是 P 溝道 MOS 管，在這里它起到的是開關的作用，起到保護 電源的作用。剛上電時， LOGIC_EN 為低電平， IRLML6401導通， IRLML6401，到 。 IRLML6401為 SOT23封裝，體積小，耐壓值為 12V，內置為 50mR,完全符合系統(tǒng)要求。 主控系統(tǒng) 最小系統(tǒng)電路 本設計 采用 LPC1754 作為 打印機主控制系 統(tǒng) ,它是整個打印機系統(tǒng) 的核心。 LPC1754 采用 ARM CortexM3 內核 ， CortexM3 內核，作為 當下的主流芯片內核，其以 強 大的外 設 功能，低廉的價格 優(yōu)勢 ，受廣大 開發(fā) 商和用 戶 的青 睞 。 LPC1754工作頻率可達 到 100 MHz 。芯片內部包含了嵌套向量中斷控制器。嵌套中斷向量控制器的作用是可快速確 定外設傳來的中斷 位置。芯片內部包含可支持優(yōu) 先自 動喚 醒中斷功能 。它的內存最高可達到 512KB， SRAM 最高可達到 64KB。內部包含內存保護單 元，保護分為 四種節(jié) 能模式： 睡眠模式 ； 深度睡眠模式。 關 機模式； 深度省 電 模式 。這四種節(jié)能模式可以使整個控制系統(tǒng) 保持在最佳功耗狀態(tài)。 采用矩陣 式 AHB 總線 ，可同事 運 行以太網(wǎng)、 USB 等高帶寬 外 設 ，而不會影 響 性能 其主要外設資 源包括： 串行外設 10/100 以太網(wǎng) MAC 全速器 /主機 /OTG 控制器，配有片上 PHY 基于 LPC1754 的條形碼 打印設計 12 四個 UART，支持小數(shù)波特率產(chǎn) 生、 RS45調 制解 調 器控制 I/O 和 IrDA 兩 個 控制器 三個 SSP/SPI 控制器 三個 I2C 總線 接口，其中一個支持加速模式（ 1 Mbit/s 數(shù)據(jù)速率） I2S 數(shù)字音頻接口 模擬外設 12 位模數(shù)轉換器，配有八個通道，轉換速率最高可達 200KHz 10 位數(shù)模轉換器 其他外設 實時時鐘，工作電流 1uA 八通道通用 DMA 控制器 最高 70 個通用 I/O 馬達控制 PWN 和正交編碼器接口，支持三相馬達 四個 32 位通用計時器 /計數(shù)器 4MHz 內部 RC 振蕩器，準確度調至 1% 基于 LPC1754 的條形碼 打印設計 13 圖 321 最小系統(tǒng)圖 如圖 321 所示為此系統(tǒng)的最小系統(tǒng)圖，本系統(tǒng)采用 作為單片機的電源電壓，各個電源輸入腳采用 的電容作為 回路的去耦電容，是系統(tǒng)電源電壓更加穩(wěn)定。 12M 的晶振作為系統(tǒng)的控制時基基準，外面采用 22PF 的濾波電容對晶振電路諧振組成部分，采用 的晶振作為 RTC 的時鐘基準，為系統(tǒng)提供斷電時間計時處理。 RIL1 和 C58 組成芯片上電復位 RC 電路。 AD基準電壓由電源電壓 ,通過 RIL2和 c57,c56組成 t形濾波電路濾除雜波后，輸入給單片機 VDDA 腳， VSSA 腳與電源系統(tǒng)的地相連。 邊界掃描系統(tǒng) (JTAG 接口 ) 主控系統(tǒng)采用 JTAG 接口進行芯片控制程序調試接口， 基于 LPC1754 的條形碼 打印設計 14 JTAG(Joint Test Action Group；聯(lián)合測試工作組 )是一種國際標準測試協(xié)議（ IEEE 兼容），主要用于 芯片 內部測試。 【 1】 JTAG 最初是用來對芯片進行測試的， JTAG 的基本原理是在器件內部定義一個TAP（ Test Access Port； 【 2】 測試訪問口）通過專用的 JTAG 測試工具對內部節(jié)點進行測試。 JTAG 測試允許多個器件通過 JTAG 接口串聯(lián)在一起，形成一個 JTAG 鏈，能實現(xiàn)對各個器件分別測試。 【 3】 如今， JTAG 接口還常用于實現(xiàn) ISP（ InSystem Programmer，在系統(tǒng)編程），對 FLASH 等器件進行 編程 。 主要用于芯片內部測試及對系統(tǒng)進行仿真、調試， JTAG 技術是一種 嵌入式 調試技術，它在芯片內部封裝了專門的測試電路 TAP （ Test Access Port ，測試訪問口），通過專用的 JTAG 測試工具對內部節(jié)點進行測試。 【 4】 JTAG 編程 方式是在線編程，傳統(tǒng)生產(chǎn)流程中先對芯片進行預編程然后再裝到板上，簡化的流程為先固定器件到電路板上，再用 JTAG 編程，從而大大加快工程進度?！?5】 現(xiàn)在很多較復雜的器件都支持 JTAG 協(xié)議，例如 ARM 器件 、 DSP 器件以及 FPGA 器件等。標準的 JTAG 接口是 4 線： TMS 、 TCK 、 TDI 、 TDO ，分別為測試模式選擇、測試時鐘、測試數(shù)據(jù)輸入和測試 數(shù)據(jù)輸出 。 【 7】 如今 JTAG 接口的連接有兩種標準，即 14 針接口和 20 針接口，其定義分別如下所示。 【 8】 基于 LPC1754 的條形碼 打印設計 15 圖 322 JTAG 調試接口電路 本設計采用芯片自帶 JTAG 外設， TCK—— 測試時鐘輸入； TDI（測試數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)通過 TDI 輸入 JTAG 口）； TDO(測試 數(shù)據(jù)輸出 ，數(shù)據(jù)通過 TDO 從 JTAG 口輸出 )；TMS(選擇測試模式。 TMS 用來設置 JTAG 口處 于特定的測試模式 )。 TRSIN、 RTck、RTIN(復位腳，輸入功能，低電平有效 )。 【 9】 另外采用 R82,R83,R84,R85,上拉電阻，r86,87,r88,r89,r90 組成的下拉電阻，增強調試過程中的穩(wěn)定性。并且采用當前主流的JLINK 調試器經(jīng)行芯片控制程序在線調試， 整個打印系統(tǒng)中，復位電路只是整個電路中的一小部分，但它卻是最小系統(tǒng)中的不可或缺的組成部分，復位電路可以使單片工作在穩(wěn)定狀態(tài)，沒有復位電路，單片機可能受到外界的磁場的干擾從而引起內部電平的波動，造成工作不穩(wěn)定的情況。 基于 LPC1754 的條形碼 打印設計 16 復位電路在最小系統(tǒng)中的作用主要表現(xiàn)為，在剛開始給系統(tǒng)上電的時候，由于電容的隔直通交的作用下，上電瞬間，電流會通過電容到底，從而給點評及的復位管腳發(fā)送一個復位信號，使單片機系統(tǒng)將恢復初始狀態(tài)，待電源穩(wěn)定以后，復位管腳為高電平，單片機正常運行，使整個系統(tǒng)開始正常工作。圖 311 為此電路的復位電路。 LPC1754 單片機為低電平復位，復位的方式有很多種例如：看門狗復位、按鍵復位、上電復位等方式，本文采用上電復位，上電復位主要作用于上電瞬間，保證系統(tǒng)在上電后從初始狀態(tài)運行。當給 LPC1754 控制器的外部引腳 RESET 一個低電平信號時可將微控制器恢復到初始狀態(tài)。 時鐘電路 時鐘電路是是一個單片機系統(tǒng)的心臟，它控制著單片機運行過程中的節(jié)奏。LPC1754 就是通過復雜的時序電路 ,從而完成了計算和控制不同的指令功能的。LPC1754 的時鐘信號主要由兩種方式產(chǎn)生：一種是內部時鐘產(chǎn)生方式，就是利用芯片內部自帶的振蕩電路，給單片機提供時鐘信號：另外一種參數(shù)時鐘方式為外部時鐘振蕩方式，時鐘信號由外部時鐘接口引入。 一個單片機系統(tǒng)，如果沒有時鐘產(chǎn)生電路來產(chǎn)生時鐘信號，來驅動單片機，單片機是不能工作的。 時 鐘電路的主要作用就是用來配合外部晶體振蕩電路產(chǎn)生晶體振蕩信號的電路，傳送給單片機，從而給單片機提供了運行過程中必須的時鐘信號，如果振蕩電路沒有振蕩信號，運行時鐘不能給單片機提供工作頻率，單片機就不能夠正常的工作，另外，但時鐘電路產(chǎn)生的時鐘信號，超過了 LPC1754 的工作頻率， LPC1754 同樣不能正常的工作，這種工作模式就好比人的心臟的跳動是一樣。 圖 315 是此系統(tǒng)的時鐘模塊電路圖，它是此電路的振蕩源，為整個電路的穩(wěn)定性提供保障。其中電容為諧振電容，需根據(jù)震蕩頻率進行選擇，焊接時盡量靠近微控制器的時鐘引 腳，晶振即可用有源晶振也可采用無源晶振。 如下圖所示 X1 為 的無源晶振，它與 C46,C47 組成單片機的 RTC 振蕩源，為系統(tǒng)能夠掉電過程中，提供時鐘基準 ,使打印時間不需要重復設定。 X2 為 12M的無源晶振，它與 C48,C49 組成單片機工作過程中的記數(shù)基準。 基于 LPC1754 的條形碼 打印設計 17 圖 323 時鐘電路 步進電機驅動系統(tǒng) 步進電機驅動模塊 如圖 321 和 322 為 步進電機電路 ，此條形碼打印系統(tǒng)有兩個直流步進電機，其中一個步進電機驅動打印頭，另外一個電機驅動裁紙刀，兩個步進電機都要由LPC1754 單片機控制，因為單片機的電流電壓小無法驅動步進電機，所以就采用A4982 電機驅動芯片對其驅動。 A4982SLP 是其主要的優(yōu)點為： 驅動電流大，具有制動檢測 /選擇電流衰減的模式，混合和慢電流衰 減模式，低功耗同步整流， 內部低電壓鎖定保護 （ UVLO） ,交叉電流保護（線序接反保護）。 它是一個完整的微電機驅動內置的易于操作的翻譯。它的設計操作 ， 雙極步進電機在全，半，季，和第十六步模式， 與高達 35 V、 2 A 的輸出驅動能 力 。 A4982SLP 內部只帶一個電流調節(jié)器的功能，可以做到固定時間關斷，可以在慢、混合衰減模式下正常工作的能力。 ET 的包裝符合客戶要求，材料采用高級環(huán)保材料，引腳相鄰引腳短路 不會產(chǎn)生煙火。 此外，當任何引腳對地短路或開路該裝置不產(chǎn)生煙霧或火災。 簡單操作是控制方便的關鍵，它可實現(xiàn)一個脈沖一個微步調節(jié)。其外圍電路也相對簡單，能自動選擇電機運行過程中電流的衰減模式，當設定的關斷時間結束后，采用混合衰減電流模式。