单片机 并口 控制爱普生打印机开发流程记录

最近做一个项目，需求是通过昆仑通态的组态触摸屏作为上位机监测数据，然后将数据整合最后打印报表输出。昆仑通态以前可以直接将预览页的所有数据都打印出来，包括整屏未显示完全的。但是现在昆仑通态将WIN平台换为Linux了(据说是因为版权授权问题)，于是就没有这个功能了。因为需求量不够，也不能获得厂家的直接支持，于是只能想办法通过自己下位机去驱动打印机，直接完成数据的打印输出。
市面上目前主要是惠普与爱普生打印机用得比较多，都有USB与并口两种接口，因为通过USB控制需要单独协议，对电路的外围设计与程序编写都麻烦许多，于是打算用并口。其实并口好像是专门为打印机而生的，爱普生的针式打印机还保留并口。
最后选用了爱普生的LQ-630II，查询资料，其使用的是ESC语言。

问题1：单片机如何与打印机通过并口连接起来？
答：打印机的并口线分为两端，一端连接打印机36针，一端连接PC或者单片机等控制端25针，这里作为控制端操作我们就只关心25针接口。

25针控制端接线说明如下：

PCB电路设计接线说明：

问题一总结：
1.25针接线并没有完全用到，
引脚18~25：8根引脚都是GND。
引脚1：STB，作为数据选通，也就是当STB从高电平变化为低电平时，数据引脚的数据才会被打印机读取，也就是告诉打印机数据已经准备完成，可以读取。
引脚14：FEED，自动进纸与否，控制端控制打印机状态。
引脚15：ERROR，打印机出错与否，控制端读取打印机状态。
引脚16：INIT，硬件上重启打印机，大于50us的低电平就将重启打印机，回到初始状态，比如清除打印机缓存区。
引脚11：BUSY，打印机忙标志位，高电平表示打印机正在处理数据，不能接收新的数据，直到变为低电平为止。
引脚10：ACK，我暂时没用到。
引脚2~9：共8位作为并口数据传输位，也就是一次传输8位数据(1byte)。
注意：
1.也就是说其实我们只需要 STB、BUSY、DATA 几组引脚就可以控制打印机了。
2.各个引脚上拉电阻不能少！

问题2：控制端的数据是如何到达打印机的？
答：
1.并口8根数据线赋值需要发送的数据，比如0x80。
2.判断BUSY引脚状态，是否空闲，若忙则等待。
3.空闲状态时，STB从低电平到高电平脉冲，告诉 打印机可以读取数据了。
4.打印机获取数据存于打印缓冲区，遇到换行或者回车数据，或者缓存区满则自动打印数据。

问题3：一个8位数据如何发送给打印机？
答：
1.其实就是前面问题2的解读过程，具体代码我在测试阶段使用了死循环while来等待BUSY空闲，这样保证数据不丢失，每个字节都要等待打印机接收到。

void printByte(unsigned char ch)
{
	while(P_BUSY);

	P_DATA = ch;
	printDelay(500);
	P_STB = 0;
	printDelay(1000);//延时保证 STB > 1um
	P_STB = 1;
	printDelay(1000);
}

2.其实很明显，上面的死循环在操作系统使用多线程还可以，如果是纯单片机那就是完全不能用的，所以后来改进了一下，采用轮训方式，发送成功返回1下次发送下一个数据，失败返回0并且下次继续发送该数据。

unsigned char printByte(unsigned char ch)
{
	if(0 == P_BUSY)
	{
		P_DATA = ch;
		printDelay(500);
		P_STB = 0;
		printDelay(1000);//延时保证 STB > 1um
		P_STB = 1;
		printDelay(1000);
		
		return 1;
	}
	return 0;
}

问题4：一次发送多个数据是如何操作的？需要注意些什么？
答：
1.首先是前面提到的数据到达打印机过程，也就是先解决了发送一个字节数据的问题（见问题3过程）。
2.其实多个字节发送的实质也是一个个字节发送的，第一个字节发送完成，判断忙状态，空闲则继续发送下一个字节。
3.为了保证每一个数据都到达打印机，不存在控制端发送了，不管打印机是否正确接收。我想的方法是：用一个本地BUF将我这次需要发送的N个字节数据一次存入其中，给一个从0开始的BUF下标计数值，采用轮训去发送该BUF，每次发送成功则下标加1，即发送下一个数据，否则下标保持不变，继续发送该数据。

#define _PRINT_BUF_NUM_ 250

unsigned int Print_Sign = 0;
unsigned char  Print_Buf[_PRINT_BUF_NUM_]; //

//将指定一字节数据存入Print_Buf中，其存入数据个数与下标对应
void PrintDataToBuf(unsigned int *dataAddr, unsigned char byte)
{
	if((*dataAddr) < _PRINT_BUF_NUM_)
		Print_Buf[(*dataAddr)++] = byte;
}
//将指定字符串存入Print_Buf中，注意不能包含0x00，字符串会自动切断
void PrintDataToBufs(unsigned int *dataAddr, unsigned char mydata[])
{
	unsigned int i = 0;
	
	for(i = 0;i < strlen(mydata);i++)
	{
		if((*dataAddr) < _PRINT_BUF_NUM_)
		{
			Print_Buf[(*dataAddr)++] = mydata[i];
		}
	}
}

问题5：这两个函数怎么使用的？
答：
1.主函数中对命令等数据操作都是一个一个存入BUF中的，而对于字符串则使用第二个函数一次存入。

	#define _GJJLBB_ "打印测试内容\r\n"
	
	Print_Sign = 0;//每次存入前复位下标，表示从0开始
	//设置左边界
  	PrintDataToBuf(&Print_Sign, 0x1B);
	PrintDataToBuf(&Print_Sign, 0x6C);
	PrintDataToBuf(&Print_Sign, 0x01);
	//设置下划线							
	PrintDataToBuf(&Print_Sign, 0x1C);
	PrintDataToBuf(&Print_Sign, 0x2D);
	PrintDataToBuf(&Print_Sign, 1);
	
	PrintDataToBufs(&Print_Sign, _GJJLBB_); //真实打印数据		

	//取消下划线							
	PrintDataToBuf(&Print_Sign, 0x1C);
	PrintDataToBuf(&Print_Sign, 0x2D);
	PrintDataToBuf(&Print_Sign, 0);
	
	PrintDataToBufs(&Print_Sign, "\r\n"); //打印机遇到回车换行才回去马上打印出来
	
	RowDataCombinationOK = 1;		//本次数据组合完成，需要开始打印标志				

2.到这里有没有发现，我本次需要打印的数据都存在Print_Buf中，从下标0开始，一共存入了多少数据呢？其实就是Print_Sign的值，因为传入的指针，所以每次存数据后其值也会对应改变。

问题6：数据已经存入BUF中，个数也已经知道，如何轮训发送给打印机呢？
答：
1.关键步骤如下，具体在哪里轮训需要根据你自己的程序需求。

//PrintDataReadAddr 是从0 开始的读取BUF数据的下标地址
//Print_Sign代表本次BUF中一个有多少数据
if(PrintDataReadAddr < Print_Sign)
{
	//BUF中读取数据下标地址与其当前读取成功的个数相等，也就是读取地址==打印机获取个数，则代表读取后已经写入打印机，下次可以读取下一个数据。
	if(PrintWriteNum == PrintDataReadAddr)
	{
		PrintWriteNum++;
		
		readPrintBufData = Print_Buf[PrintDataReadAddr];

	}	
	//将读取值发送给打印机，成功才累加读取地址
	if(printByte(readPrintBufData))
	{
		PrintDataReadAddr++;
	}
}
//本次一行数据写入完成
else
{
	PrintRowOK = 1; //该标志位用于允许新的数据写入BUF中，本次读取完全才能重新写入新的数据，从0地址开始。
}

问题7：上位机有很多数据需要发送给打印机打印，怎能操作呢？
答：
1.打印机是接收到一行数据(若该行数据中包含回车换行则自动立即打印)，否则需要等待打印机的缓存区满才自动打印。
2.LQ-630II打印机缓存区 32K。
3.为了保证打印机每次完整打印一行数据后再去打印下一行，我们使用的是应答方式，也就是下位机作为直接驱动打印机的控制端，在打印机完成一行打印后主动请求下一行数据，上位机收到新的数据请求后将数据发送给下位机。这中间最重要的是通讯协议中需要定义行标志，上下统一，从而保证请求与接收数据的唯一性。
总结：下位机需要打印第一行，则向上位机发送1，上位机收到1则将第一行数据按照特定格式与编号1一起发送给下位机，下位机收到1与自己请求编号1相同，则获取该消息后的数据包，解析数据，打印出来。接着将请求编号设置为2，去请求第二行数据，依次类推。

目前已经完成所有打印需求，文档更新不够详细，很多具体细节有需要的可以留言讨论。