本实用新型涉及高速公路用设备领域，具体涉及一种便携式蓝牙针式打印机控制板及具有其的打印机。
背景技术：
高速公路收费站有限的车道和收费设施往往是交通流量高峰时段发生拥堵的主要原因，可以通过增加收费车道和收费岗亭来解决，但这要增加大量的投资，在交通流量平峰时又将造成车道和岗亭闲置，而且在已建成通车的路段由于征地和拆迁的困难，增加车道的成本和代价巨大，且难以估计。高速公路手持收费系统由手持收费机和便携式蓝牙打印机组成，在交通发生拥堵的时候实现一个人就是一个收费岗亭，大大缓解收费岗亭的压力，减少车辆排队等候的时间。便携式蓝牙打印机是高速公路手持收费系统的重要组成部分，但是目前正在使用的便携式蓝牙打印机其集成度低、系统复杂、稳定性差。
申请号为20440260.5的实用新型专利公开了一种票据打印机电路，其包括主控芯片，与所述主控芯片电气连接的usb接口充电模块、com接口转usb模块、外接直流充电模块、蓝牙模块、wifi模块、按键板模块、走纸马达驱动模块、打印头插接模块、字库存储模块、降压模块、调试接口模块、以及开机触发模块。该实用新型公开的票据打印机电路集成度高、功能多、扩展性强，但是，因为高速公路采用穿孔票据，只能采用专用的针式打印头才可以，而上述实用新型的打印头控制电路并不完全适用于高速公路手持收费系统中的蓝牙打印机，会增加电路系统的复杂度，降低稳定性。
技术实现要素：
为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种便携式蓝牙针式打印机控制板及具有其的打印机，其采用模块化设计，可以有效降低电路系统复杂度，提高电路系统稳定性。
一种便携式蓝牙针式打印机控制板，包括单片机、蓝牙数传电路、usb转串口电路、键盘扫描电路、字库存储芯片、进纸电机驱动电路，还包括针头移动电机驱动电路和针头驱动电路，所述针头移动电机驱动电路、进纸电机驱动电路、针头驱动电路与单片机的gpio连接。
优选的是，所述蓝牙数传电路、usb转串口电路、键盘扫描电路、字库存储芯片均与所述单片机连接。
上述任一方案优选的是，所述进纸电机为4相步进电机。
上述任一方案优选的是，所述进纸电机驱动电路为由4个达林顿管组成的四相激励控制电路。
上述任一方案优选的是，所述进纸电机驱动电路的4个达林顿管，其基极与所述单片机连接，其放射极接地，其集电极与所述步进电机连接。
上述任一方案优选的是，所述进纸电机驱动电路的4个达林顿管收到来自所述单片机的驱动脉冲之后，驱动所述步进电机转动一定角度。
上述任一方案优选的是，所述步进电机与电源连接。
上述任一方案优选的是，所述针头移动电机为直流电机。
上述任一方案优选的是，所述针头移动电机驱动电路包括电阻r147、r105、r114和r115，三极管q104、q105、q106和q107。
上述任一方案优选的是，所述三极管q104、q106为npn型三极管，所述三极管q105、q107为pnp型三极管。
上述任一方案优选的是，所述电阻r147的一端与所述单片机io控制脚连接，另一端与所述三极管q104的基极连接；所述三极管q104的放射极接地、集电极与所述电阻r105、电阻r114连接；所述电阻r105的另一端与电源连接；所述电阻r1114的另一端与所述三极管q105的基极连接；所述三极管q105的集电极与电源连接、放射极与所述针头移动电机的正极连接；所述电阻r155的一端与所述三极管q105、q107的基极连接，另一端与所述针头移动电机的负极连接且接地；所述三极管q107的放射极与所述针头移动电机的正极连接、集电极与所述针头移动电机的负极连接且接地。
上述任一方案优选的是，所述单片机io控制脚输出高电平时，三极管q104、q105、q106导通，q107截止，所述三极管q106的放射极输出电流，所述直流电机转动。
上述任一方案优选的是，所述单片机io控制脚输出低电平时，三极管q104、q105、q106截止，所述三极管q106的放射极不再输出电流，所述直流电机停止转动，停转时，所述直流电机由于惯性转动发电，所述三极管q107导通，所述三极管q107充当所述直流电机的负载，迫使所述直流电机立即停转。
上述任一方案优选的是，所述针头数量为9针，每一针与一针头线圈连接，由所述针头线圈驱动针头打印。
上述任一方案优选的是，所述针头驱动电路包括达林顿管，所述达林顿管与所述针头线圈连接，每一达林顿管驱动一个针头线圈。
上述任一方案优选的是，所述达林顿管的基极与所述单片机连接，放射极接地，集电极与所述针头线圈连接。
上述任一方案优选的是，所述单片机输出高电平时，所述达林顿管开启，激励所述针头线圈，驱动针头打印。
上述任一方案优选的是，所述便携式蓝牙针式打印机控制板还包括开关机电路和电源电路。
上述任一方案优选的是，所述开关机电路与所述单片机、所述电源电路连接。
上述任一方案优选的是，所述便携式蓝牙针式打印机控制板还包括充电控制电路，与所述开关机电路、所述单片机连接。
上述任一方案优选的是，所述便携式蓝牙针式打印机控制板还包括led指示灯电路、蜂鸣器电路和电池电量检测电路，所述led指示灯电路、所述蜂鸣器电路、所述电池电量检测电路均与所述单片机连接。
一种便携式蓝牙针式打印机，包括usb接口、打印头、电池、外接充电器，还包括上述控制板，所述usb接口与所述控制板usb转串口电路连接，所述打印头与所述控制板针头移动电机驱动电路、进纸电机驱动电路、针头驱动电路连接，所述外接充电器与所述充电控制电路连接，所述电池与所述开关机电路、所述电源电路、所述充电控制电路连接。
本实用新型的便携式蓝牙针式打印机控制板采用模块化设计，有效降低了电路系统复杂度，提高电路系统稳定性，本实用新型的便携式蓝牙针式打印机适用于高速公路手持收费系统，可以在交通发生拥堵的时候实现一个人就是一个收费岗亭，大大缓解收费岗亭的压力，减少车辆排队等候的时间。
附图说明
图1为按照本实用新型的便携式蓝牙针式打印机控制板的一优选实施例的结构示意图。
图2为按照本实用新型的便携式蓝牙针式打印机控制板的如图1所示实施例的进纸电机驱动电路的一优选实施例的示意图。
图3为按照本实用新型的便携式蓝牙针式打印机控制板的如图1所示实施例的进纸电机驱动信号时序示意图。
图4为按照本实用新型的便携式蓝牙针式打印机控制板的如图1所示实施例的针头移动电机驱动电路的一优选实施例的示意图。
图5为按照本实用新型的便携式蓝牙针式打印机控制板的如图1所示实施例的针头驱动电路的一优选实施例的局部示意图。
图6为按照本实用新型的便携式蓝牙针式打印机控制板的如图1所示实施例的开关机电路及充电控制电路的一优选实施例的示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合具体实施例对本实用新型作详细说明。
实施例1
如图1所示，一种便携式蓝牙针式打印机控制板，包括单片机10、蓝牙数传电路11、usb转串口电路12、键盘扫描电路110、字库存储芯片19、进纸电机驱动电路14、针头移动电机驱动电路13和针头驱动电路15。所述针头移动电机驱动电路13、进纸电机驱动电路14、针头驱动电路15、键盘扫描电路110与单片机10的gpio连接；所述蓝牙数传电路11、usb转串口电路12通过串口与所述单片机10连接；所述字库存储芯片19通过iic与所述单片机10连接。所述便携式蓝牙针式打印机控制板还包括开关机电路17、电源电路18和充电控制的电路16，所述充电控制的电路16、开关机电路17与单片机10的gpio连接，所述开关机电路17与所述电源电路18连接。所述便携式蓝牙针式打印机控制板还包括led指示灯电路111、蜂鸣器电路112和电池电量检测电路113，所述led指示灯电路111、所述蜂鸣器电路112、所述电池电量检测电路113均与所述单片机10连接。
一种便携式蓝牙针式打印机，包括usb接口、打印头、电池、外接充电器，还包括上述控制板，所述usb接口与所述控制板usb转串口电路12连接，所述打印头与所述控制板针头移动电机驱动电路13、进纸电机驱动电路14、针头驱动电路15连接，所述外接充电器与所述充电控制电路16连接，所述电池与所述电源电路18、所述充电控制电路16连接。所述打印机通过蓝牙与便携式收费机进行无线通信，实现无线票据打印。通过连接usb接口实现桌面打印。
所述进纸电机为4相步进电机，与电源连接。如图2所示，所述进纸电机驱动电路14为由4个达林顿管q1、q2、q3和q4组成的四相激励控制电路，所述达林顿管q1、q2、q3和q4的基极均与所述单片机10连接，其放射极均接地，其集电极均与所述步进电机连接。所述达林顿管q1、q2、q3和q4收到来自所述单片机的驱动脉冲之后，驱动所述步进电机转动一定角度，步进电机激励信号时序如图3所示。
所述针头移动电机为直流电机。如图4所示，所述针头移动电机驱动电路13包括电阻r147、r105、r114和r115，三极管q104、q105、q106和q107，所述三极管q104、q106为npn型三极管，所述三极管q105、q107为pnp型三极管。图中carriage_ctl为单片机10的io控制脚，motor+和motor-分别接直流电机的正负端。所述电阻r147的一端与carriage_ctl连接，另一端与所述三极管q104的基极连接；所述三极管q104的放射极接地、集电极与所述电阻r105、电阻r114连接；所述电阻r105的另一端与24v电源连接；所述电阻r1114的另一端与所述三极管q105的基极连接；所述三极管q105的集电极与24v电源连接、放射极与所述motor+连接；所述电阻r155的一端与所述三极管q105、q107的基极连接，另一端与所述motor-连接且接地；所述三极管q107的放射极与所述motor+连接、集电极与所述motor-连接且接地。所述carriage_ctl输出高电平时，三极管q104、q105、q106导通，q107截止，所述三极管q106的放射极即所述motor+输出电流，所述直流电机转动；所述carriage_ctl输出低电平时，三极管q104、q105、q106截止，所述三极管q106的放射极即所述motor+不再输出电流，所述直流电机停止转动，停转时，所述直流电机由于惯性转动发电，所述三极管q107导通，所述三极管q107充当所述直流电机的负载，迫使所述直流电机立即停转。
所述针头数量为9针，每一针与一针头线圈连接，由所述针头线圈驱动针头打印。如图5所示，所述针头驱动电路15包括达林顿管，所述达林顿管与所述针头线圈连接，每一达林顿管驱动一个针头线圈，所述达林顿管的基极与所述单片机连接，放射极基地，集电极与所述针头线圈连接，所述单片机输出高电平时，所述达林顿管开启，激励所述针头线圈，驱动针头打印。所述针头驱动电路15采用已封装好的由4个达林顿管组成的sta471a，所述sta471a的1脚和10脚接地，2、4、6、8脚与所述单片机10的gpio连接，3、5、7、9脚接所述针头线圈。
所述打印机采用轻触式软开关机方式，所述开关机电路17及充电控制电路16如图6所示。按键s1为开关机键，vbat接电池，通过场管v201控制电源电路的输入电源vout，pwr_ctl接所述单片机10的gpio的输出，pwr_state接所述单片机10的gpio的输入。电路工作原理是：关机状态下，当按下开关机键s1，二极管d204导通，电阻r207产生压降，v201的vgs电压为-（vbat-0.7v），v201导通，vout通电，单片机10启动，控制pwr_ctl输出高电平，q203导通，s1松开后维持r207的压降，v201保持导通状态，开机成功；开机状态下，当按下s1，单片机10检测到pwr_state由高变低，控制pwr_ctl输出低电平，q203截止，s1松开后，r207没有压降，v201断开，关机。为了防止开关机误操作，可以让单片机检测s1（s1按下pwr_state为低电平，s1松开pwr_state为高电平）是否持续按下若干时间（比如1～3秒）才开关机。charge_in接外部充电器的正极，充电时，charge_in为高电平，q202导通，电阻r208产生压降，v201导通，vout通电，即使关机状态下接上充电器单片机依然能对充电状态显示。dc_in接单片机gpio的输入，充电时为低电平，未接充电器时为高电平。
需要说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应该理解：其可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型技术方案的范围。
技术特征：
1.一种便携式蓝牙针式打印机控制板，包括单片机、蓝牙数传电路、usb转串口电路、键盘扫描电路、字库存储芯片、进纸电机驱动电路，其特征在于：还包括针头移动电机驱动电路和针头驱动电路，所述针头移动电机驱动电路、进纸电机驱动电路、针头驱动电路与单片机的gpio连接。
2.如权利要求1所述的便携式蓝牙针式打印机控制板，其特征在于：所述蓝牙数传电路、usb转串口电路、键盘扫描电路、字库存储芯片均与所述单片机连接。
3.如权利要求2所述的便携式蓝牙针式打印机控制板，其特征在于：所述进纸电机为4相步进电机，与电源连接。
4.如权利要求3所述的便携式蓝牙针式打印机控制板，其特征在于：所述进纸电机驱动电路为由4个达林顿管组成的四相激励控制电路，所述4个达林顿管，其基极与所述单片机连接，其放射极接地，其集电极与所述步进电机连接。
5.如权利要求2所述的便携式蓝牙针式打印机控制板，其特征在于：所述针头移动电机为直流电机。
6.如权利要求5所述的便携式蓝牙针式打印机控制板，其特征在于：所述针头移动电机驱动电路包括电阻r147、r105、r114和r115，三极管q104、q105、q106和q107，所述三极管q104、q106为npn型三极管，所述三极管q105、q107为pnp型三极管。
7.如权利要求6所述的便携式蓝牙针式打印机控制板，其特征在于：所述电阻r147的一端与所述单片机io控制脚连接，另一端与所述三极管q104的基极连接；所述三极管q104的放射极接地、集电极与所述电阻r105、电阻r114连接；所述电阻r105的另一端与电源连接；所述电阻r1114的另一端与所述三极管q105的基极连接；所述三极管q105的集电极与电源连接、放射极与所述针头移动电机的正极连接；所述电阻r155的一端与所述三极管q105、q107的基极连接，另一端与所述针头移动电机的负极连接且接地；所述三极管q107的放射极与所述针头移动电机的正极连接、集电极与所述针头移动电机的负极连接且接地。
8.如权利要求2所述的便携式蓝牙针式打印机控制板，其特征在于：所述针头数量为9针，每一针与一针头线圈连接，由所述针头线圈驱动针头打印。
9.如权利要求8所述的便携式蓝牙针式打印机控制板，其特征在于：所述针头驱动电路包括达林顿管，所述达林顿管与所述针头线圈连接，每一达林顿管驱动一个针头线圈。
10.如权利要求9所述的便携式蓝牙针式打印机控制板，其特征在于：所述达林顿管的基极与所述单片机连接，放射极接地，集电极与所述针头线圈连接。
11.如权利要求2所述的便携式蓝牙针式打印机控制板，其特征在于：还包括开关机电路和电源电路，所述开关机电路与所述单片机、所述电源电路连接。
12.如权利要求2所述的便携式蓝牙针式打印机控制板，其特征在于：还包括充电控制电路，所述充电控制电路与开关机电路、所述单片机连接。
13.如权利要求2所述的便携式蓝牙针式打印机控制板，其特征在于：还包括led指示灯电路、蜂鸣器电路和电池电量检测电路，所述led指示灯电路、所述蜂鸣器电路、所述电池电量检测电路均与所述单片机连接。
14.一种便携式蓝牙针式打印机，包括usb接口、打印头、电池、外接充电器，其特征在于：还包括如权利要求1-13任一项所述的控制板，所述usb接口与所述控制板usb转串口电路连接，所述打印头与所述控制板针头移动电机驱动电路、进纸电机驱动电路、针头驱动电路连接，所述外接充电器与所述充电控制电路连接，所述电池与所述开关机电路、所述电源电路、所述充电控制电路连接。
技术总结
本实用新型提供一种便携式蓝牙针式打印机控制板及具有其的打印机，所述控制板包括单片机、蓝牙数传电路、USB转串口电路、键盘扫描电路、字库存储芯片、进纸电机驱动电路，还包括针头移动电机驱动电路和针头驱动电路，所述针头移动电机驱动电路、进纸电机驱动电路、针头驱动电路与单片机的GPIO连接。本实用新型的便携式蓝牙针式打印机控制板采用模块化设计，有效降低了电路系统复杂度，提高电路系统稳定性，本实用新型的便携式蓝牙针式打印机适用于高速公路手持收费系统，可以在交通发生拥堵的时候实现一个人就是一个收费岗亭，大大缓解收费岗亭的压力，减少车辆排队等候的时间。
技术研发人员：陈广辉;黄涛;高林;王新官;熊斯鹏;黄路
受保护的技术使用者：江西方兴科技有限公司
技术研发日：.01.22
技术公布日：.02.14
