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　　隨著電子技術的發(fā)展，打印機已經(jīng)廣泛應用到各個領域，成為各種智能數(shù)字化儀器儀表的重要數(shù)據(jù)輸出手段。而其中熱敏打印機憑其體積小、重量輕、可靠性高、打印字符清晰、無噪聲、走紙均勻等獨特能而越來越受到青睞，更是成為小型醫(yī)療儀器如心電圖機的首先。

　　下面以筆者課題組開發(fā)的12導同步心電圖機為例，介紹以普通52單片機為主控芯片應用串行熱敏打印機實現(xiàn)多種方式的心電圖形打印，并重點描述了12導聯(lián)同步打印方式的程序實現(xiàn)方案。

　　1 系統(tǒng)硬件設計

　　系統(tǒng)配置了一個內(nèi)置式數(shù)字打印機，它主要由熱敏打印頭(W216-QS)和步進電機組成。W126-QS點陣式熱敏打印頭打印數(shù)據(jù)采用串行輸入，其內(nèi)部不僅包含有由C-MOS集成芯片構成的1728位移位寄存器，還包含借助高密度厚膜工藝制成的加熱元件。這些加熱元件通過鎖存和切換晶體管驅動，可在熱敏打印紙上產(chǎn)生1728個點，對應的打印寬度為216mm，分辨率為8dot/mm。熱敏打印頭所需的打印數(shù)據(jù)為串行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸遵循SPI口的通信協(xié)議。系統(tǒng)采用了口線模擬SPI的工作方式與打印頭通信，電路如圖1所示。

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　　考慮到52單片機內(nèi)部令有256字節(jié)的內(nèi)部RAM，系統(tǒng)還外擴1片HM628128存儲12導心電數(shù)據(jù)和中間轉換結果。

　　2 系統(tǒng)軟件編寫

　　數(shù)字打印實現(xiàn)的兩個關鍵問題：①如何將心電數(shù)據(jù)轉換成打印數(shù)據(jù);②如果將數(shù)據(jù)輸出到數(shù)字打印機。通常采用的方法是轉換數(shù)據(jù)同時將其輸出到打印機打印。這樣節(jié)省了存儲器空間;缺點是程序實現(xiàn)復雜，通用性差(不同打印方式的數(shù)據(jù)輸出程序不同)，系統(tǒng)功能不易擴展，數(shù)據(jù)轉換和輸出都要考慮打印點位置，并且每輸出一點的數(shù)據(jù)都要調用一次程序，加大了系統(tǒng)開銷。系統(tǒng)軟件中沒有采有這種方式，而是在內(nèi)存中開辟216字節(jié)打印緩沖區(qū)，將熱敏打印頭1728個點與216×8位數(shù)據(jù)相對應，每次將要打印的一線數(shù)據(jù)都轉換完再輸出。這樣只需在數(shù)據(jù)轉換時考慮打印位置和方式，輸出程序只需將216字節(jié)的數(shù)據(jù)按位輸出即可，并且每打印一線數(shù)據(jù)只需調用一次輸出子程序，字節(jié)了系統(tǒng)開銷。缺點是占用系統(tǒng)資源，這一點在12導同步打印表現(xiàn)得尤為明顯。

　　系統(tǒng)程序實現(xiàn)三種打印方式：分兩次打印12導聯(lián)數(shù)據(jù)，每次打印6導、12導同步打印、縱向打印(打印效果如圖2)。在每一種打印程序中實現(xiàn)模擬SPI口將打印數(shù)據(jù)送至數(shù)字打印機的子程序共用，不同處在于如何將心電數(shù)據(jù)轉換成打印數(shù)據(jù)。

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　　2.1 I/O口線模擬SPI口

　　SPI(Serial Peripheral InteRFace)總線串口是由Motorola公司提出的一種同步串行外設接口，通過四根線進行通信：時鐘線(SPKCLK)、數(shù)據(jù)輸出線(SPIMISO)、數(shù)據(jù)輸出線(SPIMOSI)、片選線(CS)，內(nèi)部通過SPIDAT寄存器完成串-并/并-串轉換。它主要工作在主從式系統(tǒng)中，一個主器件可以帶多個從器件，主器件通過片選線控制總線沖突，使同一時刻只有一個從器件與從器件交換數(shù)據(jù)。

　　系統(tǒng)應用的串行熱陣式打印機數(shù)據(jù)傳輸采用SPI時序，但普通52單片機無SPI口，所以采用I/O口線模擬SPI時序。考慮到系統(tǒng)中MCU作為主器件總是發(fā)送數(shù)據(jù)，而數(shù)字打印機作為唯一從器件又總是接收數(shù)據(jù)，所以只需用口線模擬SPI口的時鐘線(SPIKCLK)、數(shù)據(jù)輸出線(SPIMOSI)，程序模擬SPIDAT完成并-串轉換即可。如前所提到打印頭打印的數(shù)據(jù)點數(shù)為1728點，分辨率為8mm/mV，對應216字節(jié)的數(shù)據(jù)，為此從內(nèi)部RAM中分配出216字節(jié)的空間作為打印緩沖區(qū)，程序從緩沖區(qū)依次讀數(shù)據(jù)，在模擬時鐘線的控制下將并行數(shù)據(jù)轉換成的串行數(shù)據(jù)按位依次送至打印機的移位寄存器中，結束后送LATCH鎖存信號和打印頭加熱脈沖STROBE，從而在熱敏打印紙打印出一線心電圖形，驅動步進電機向前走紙即可以連續(xù)打印。SPI口模擬程序如下：

　　OUTPUT：

　　現(xiàn)場保護

　　LCALL INTRAM ;初始化內(nèi)部打印緩沖區(qū)

　　MOV R0，#Dat_Buff ;初始化R0為緩沖區(qū)末位地址

　　DAT_OUT:

　　MOV A,@R0 ;從緩沖區(qū)讀數(shù)據(jù)

　　MOV R7，#08H ;初始化R7控制并/串數(shù)據(jù)轉換

　　CONT_CHG：

　　RRC A ;對ACC循環(huán)右移實現(xiàn)并-串轉換

　　MOV P1.3,C 將串行數(shù)據(jù)送至打印機

　　SETB P1.1 ;模擬SPI時鐘

　　NOP

　　CLR P1.1

　　DJNZ R7,CONT_CHG ;判斷1字節(jié)數(shù)據(jù)是否轉換完

　　DEC R0 ;尋址下一字節(jié)

　　CJNE R0，#15H，DAT_OUT;判斷數(shù)據(jù)是否全部轉換完

　　CLR P1.2 ;產(chǎn)生數(shù)據(jù)鎖存信號

　　NOP

　　SETB P1.2

　　NOP

　　CLR P1.0 ;產(chǎn)生加熱脈沖

　　LCALL HEATDLY ;調用加熱延時程序

　　SETB P1.1

　　LCALL MOTOR_RUN ;步進電機走紙

　　恢復現(xiàn)場

　　RET