单片机与打印机的接口实践

(周振安)把打印机连接到主机上，这在自行研制开发的应用系统中是常有的事。对于一个熟练的电脑工程技术人员来说，这是轻而易举的，但对众多的电子爱好者来说，当他们初次接触时，总觉隔着一层窗户纸。本文试图以8031单片机与GP16微型打印机接口为例，在简单了解GP16内部基本结构的基础上介绍8031单片机与GP16接口实践及简单打印驱动程序的设计，以期达到捅破窗户纸，进而引进门的目的。

GP16是江苏启东计算机厂开发生产的一种微型打印机，它体积小、价格便宜，适合作为智能仪器及仪表和实时控制系统的嵌入式硬拷贝输出设备，其内部结构框图如图1所示。

由图1可见，GP16大体由打印头、控制器（8039单片机）及EPROM（2716）等部分组成，其中打印头为4针式，每行可打印5×7点阵字符16个，打印头的4根打针完全由8039单片机控制。EPROM2716内除存放有打印机的监控程序外，还存放有打印字符库。8039通过三态锁存器（74LS373）和三态门（74LS245）与主机实现并行通信。主机执行写操作，可将命令或数据送给GP16；执行读操作，可检测GP16的现行状态。8039可以自动识别主机送来的命令或数据，执行命令并按字符代码在字符库中找到相对应的打针动作信息，驱动打印头，从而打印出所需的字符来。

GP16提供的16根接口信号线定义如下：

其中I/O\(_{0}\)～I/O7为8根数据线，RD-、WR-为读、写控制线，BUSY-为状态线，CS-为设备选通线。GP16可以很方便地与任何CPU的主机相连接，图2示出了GP16与8031单片机的硬件连接。

图2中，主机采用TD—Ⅱ型学习机。GP16的数据线及读、写线分别与TD—Ⅱ中8031的P0口及RD-、WR-对应连接。选通线CS-由TD—Ⅱ学习机的译码器74LS139的Y-3引出，其地址为6000H～7FFFH；BUSY-为GP16的状态线。当BUSY-=0时表示打印机空闲；当BUSY-=1时，表示打印机忙。BUSY-接8031的INT-1。8031可以工作在查询方式，也可以工作在中断方式。当工作在中断方式时，打印机作为中断源，当BUSY-为低（空闲）时即可申请中断，8031响应中断，将要打印的信息送给GP16，然后即转至其它服务，因此中断方式可大大节省CPU的时间。当主机工作在查询方式时，可以用查询BUSY-来判别打印机是否空闲，也可以用读语句来读取GP16的状态字节以判别打印机是否空闲（此时BUSY-线可以不接）。GP16的状态字的格式如下：

D0=1表示打印机处于忙状态；D0=0表示打印机处于空闲状态；D7=1表示主机送来的命令非法，GP16拒绝执行，当收到主机送来的正确命令时，D7自动清0；其它位均无定义。

由于打印机速度要远低于8031，因此查询方式占用8031的时间较多。

1、GP16的命令格式及命令

GP16的每一命令格式占两个字节：第一字节的高4位为命令的操作码，低4位为点行数，它决定了字符行与行之间的距离。因每一个字符占5×7点阵，即一个字符占7个点行，因此点行数取值应大于或等于8。例如，当字符行距要求为3个点行时，点行数应取10，即0AH。第二字节为本打印命令的字符行数，它决定了本打印命令的有效范围。例如，行数取64H（即100），则打完100行后本命令失效，若要继续打印，需重新送打印命令。显然，设置一次打印格式，最多只能打印256行，因此，当打印行数超过256行时，需在打印过程插送打印命令。

GP16共有4条命令，即空走纸命令（操作码为1000），打印字符串命令（操作码为1001），数据打印命令（操作码为1010），图形打印命令（操作码1011）。命令的两个字节可由8031的传送语句分两次连续送至GP16，然后即可连续送打印字符了。当打满1行时，GP16自动进纸一个字符行。

2、打印程序举例

下面以打印字符串命令打印26个大写英文字母为例，给出源程序（见第35页）。虽然例子简单，但也足以说明问题。由于篇幅所限，一些较为复杂的打印驱动程序不便给出，读者可自行考虑。

字符编码表及更详细的使用说明，读者可参阅随机附带的说明书。