基于蓝牙4.0的无线热敏打印机系统设计

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1、工程硕士学位论文基于蓝牙4.0的无线热敏打印机系统设计作者姓名李锋工程领域电子与通信工程校内指导教师林耀荣高工校外指导教师吴中工程部经理所在学院电子与信息学院论文提交日期2018年3月ThedesignofathermalprintingsystembasedonBluetooth4.0ADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiFengSupervisor：Prof.SeniorEngineerLinYaorongSouthChinaUniversityofTe

2、chnologyGuangzhou,China分类号：TN8学校代号：10561学号：201320202871华南理工大学硕士学位论文基于蓝牙4.0的无线热敏打印机系统设计作者姓名：李锋指导教师姓名、职称：林耀荣高工申请学位级别：工程硕士学科专业名称：电子与通信工程研究方向：电子与通信工程论文提交日期：2018年3月22日论文答辩日期：2018年3月22日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：秦华标委员：冯穗力林耀荣田立斌周雄摘要随着信息化技术的发展，热敏打印的应用遍及社会生活的各个领域。热敏打印

3、机的成像与打印头加热特性密切相关，打印过程中系统的实时性要求很高，ARM微处理器适用于这种产品。传统有线热敏打印机连线麻烦，催生了蓝牙热敏打印机。本项目将具体研究一种价格合适，高可靠的蓝牙4.0无线热敏打印系统。本文在分析蓝牙无线热敏打印机发展现状和技术的基础上，比较了主流ARM芯片的优缺点和各蓝牙版本技术特点，提出了基于ARMCortex-M3微处理器的主控电路方案和基于最新4.0版本低功耗蓝牙技术的无线传输方案，并利用仿真软件对蓝牙天线进行优化设计；根据系统供电需求，比较了主流电源方案，采用了TM式PFC和LLC谐振式开关

4、变换器组成的开关电源方案。最后，基于提高可靠性、方便系统软件开发的原则采用模块化方法进行程序设计。本项目工作包括硬件设计、软件设计和测试验证。首先，设计了主控部分硬件电路，包括主控芯片供电电路、主控芯片接口电路、步进电机和打印头驱动电路、按键显示电路和蓝牙芯片接口电路；并利用HFSS仿真软件对蓝牙蜿蜒型倒F天线进行了优化设计；然后，采用仿真软件PSIM和Saber辅助开关电源的设计和验证。软件设计分别对Cortex-M3微处理器主控系统和蓝牙4.0主、从机系统展开，设计了蓝牙通信、字符打印、打印头驱动和步进电机驱动等模块。最后

5、，进行了打印机性能测试和蓝牙通信打印测试，测试结果表明本系统能可靠地完成蓝牙4.0无线热敏打印任务。关键词：ARM嵌入式系统；蓝牙4.0BLE；热敏打印；开关电源IABSTRACTWiththedevelopmentofinformationtechnology,thethermalprintingsolutioniswidelyusedineveryfieldofsociallife.Athermalimagingprintingprocessiscloselyrelatedtotheheatingcharacteristi

6、csoftheprintinghead.Thisprintingsystemrequireshighperformanceofreal-timecomputing,sotheARMmicroprocessorissuitabletobeused.Traditionalthermalprinterwithwiredcommunicationhasmanydrawbacksofinconvenientcableconnection,so,theBluetooththermalprinterisrecentlydeveloped.I

7、nthispaper,basedonBLE4.0,awirelessthermalprintingsystemwithlowcost,highperformanceandreliabilityisdetailedlystudied.Basedontheanalysisofthethermalprintertechnologyanditsevolvement,comparingtheprosandconsofmainstreamARMchipapplicationsandeachBluetoothversion’stechnol

8、ogyfeatures,thesolutionbasedonARMCortex-M3mainlogiccontrollerandBLE4.0wirelesscommunicationisproposedinthisthesis,proceedingwithoptimizati