Pixayl/ta-typewriter-ifd1-replacement

# IFD-2 — Triumph-Adler / Royal **IF 600 / IFD 1** 接口盒的现代替代方案 将一台 20 世纪 80 年代的 **Triumph-Adler** 菊花轮打字机（及其换牌产品：**Xerox**、Royal、Adler） 变成一台电脑打印机，使用 **Raspberry Pi Pico** 代替早已遗失的原始 接口盒。 本仓库记录了对 **Xerox 575 (Type Y92)** 的 **8-pin DIN 接口**的完整逆向工程 —— 包括引脚定义、握手、命令集和流控 —— 以及可用的 MicroPython 固件。 ## 状态 | 功能 | 状态 | |---|---| | 握手 / 联机 | ✅ 工作正常（偶尔仍需重试 —— 见 *已知问题*） | | 打印任意文本 | ✅ 可靠，达到机器的全机械速度（约 14 字符/秒） | | 硬件流控 | ✅ 通过机器逐字节的 DTR 响应实现 | | 自动换行、换行符、回车符 | ✅ | | 字符间距（压缩 / 标准） | ✅ | | 法语重音字符 | ✅ (`é è à ç ù`) | | 读取打字机键盘 | ❌ **无法实现** —— 该端口上的机器仅支持接收 | ## 硬件 ### 8-pin DIN 插座 (Xerox 575 / Type Y92) 在本台机器上测量。**不同型号的引脚编号可能有所不同 —— 接线前请务必核实您的设备。** | 信号 | 方向 | 备注 | |---|---|---| | **GND** | — | 参考电平 | | **TX** | 机器 → 主机 | 机器的发送线（状态字节、回显） | | **RX** | 主机 → 机器 | 打印数据和命令 | | **DSR** | 主机 → 机器 | 主机存在 / 复位线 | | **DTR** | 机器 → 主机 | 逐字节响应（约 1 ms 脉冲） | | +5 V | — | 为原始接口盒供电 | | +12 V, +42 V | — | ⚠️ **电源轨道 —— 切勿连接至逻辑电路** | *（在本台设备上，两路电源轨道空载时测得分别为 12 V 和 42 V；SE325 文档中标注为 10 V 和 35 V，即带载测量的相同轨道。）* ### ⚠️ 关键的电气细节 机器的输入端是 **CMOS 电平，阈值约为 3.5 V**（接口正后方有一片 CD4538）。Pico 的 3.3 V 推挽输出**是不够的**，而且串联电阻会以不直观的方式改变高电平，因为机器内部的上拉电阻会通过它将电平拉向 5 V。 **解决方案：以开漏模式驱动机器的输入端。** Pico 只负责拉低电平；机器自身的上拉电阻会提供纯净的 5 V 高电平。 | 配置 | 低电平 | 高电平 | 结果 | |---|---|---|---| | 1 kΩ 串联，推挽 | 1.00 V | 3.64 V | 可用，但会出现随机位错误 | | 100 Ω 串联，推挽 | 0.12 V | 3.34 V | 失败（低于 CMOS 阈值） | | **开漏** | **0.3 V** | **5.0 V** | ✅ 正确 | 由于 RP2040 的硬件 UART 是推挽式的，**TX 由软件在开漏引脚上进行 Bit-bang**（见固件中的 `_tx()`）；硬件 UART 仅用于 RX。 ### 接线 (Raspberry Pi Pico) | Pico | 模式 | → 机器 | |---|---|---| | GND | — | GND | | **GP0** | 开漏，软件 UART TX | **RX**（经由 BAT85 肖特基二极管，可选） | | **GP1** | 硬件 UART0 RX | **TX**（1 kΩ 串联） | | **GP2** | 开漏 | **DSR** | | **GP3** | 输入 | **DTR**（1 kΩ 串联） | Pico 由 USB 供电。与机器仅共享 **GND** —— 切勿借用其电源轨道。 ## 协议 **4800 波特率，8N1，非反相。** 所有命令均为 **两字节**。 ### 会话 1. 向 **DSR** 发送脉冲（短暂高电平，空闲低电平） → 机器回复 **`0x01`**。 2. **等待约 1 秒。** 在此之前机器不接受命令。 （空闲时它也会自发发出 `0x01`，因此接收到的 `0x01` 不一定是对您脉冲的回复。） 3. 按顺序发送：`A0 00` (CLEAR清除), `A1 00` (START启动), `A4 00` (ENQ查询), `A2 00` (STX文本开始)。 4. 机器**回显命令字节**，并用一个状态块回复 ENQ —— 利用 `A2` 的回显来确认会话已开启。 会话**在一段时间不活动后失效**；`ENQ` 充当心跳。 ### 打印 | 命令 | 含义 | |---|---| | `<字轮索引> <0x80 \| 力度>` | 击打字符（`力度` 0–63；位 7 = 前进；位 6 = 左移） | | `0x01 0x80` | 空格（带前进的空白击打） | | `0x82 0x03` | 回车 | | `0x82 0x0F` | 完全位置重置（字车 + 字轮 + 色带） | | `0xD0 ` | 换行 | | `0x84 ` | 退格 | | `0x80 ` | 字符间距 —— 以单位表示的宽度（`0x0F` 标准，`0x0A` 压缩） | | `0xA3 00` + `0xA0 00` | 脱机 | ⚠️ 这些是**状态转换，不是幂等命令** —— 重新发送它们以“重试”会导致机器死锁。 ### 流控 在**每接收到一个字节后**，机器会将 **DTR 拉高约 1 ms**，意思是 *“字节已接收，请发送下一个”*。当其缓冲区满时，该确认信号会被 **延迟**，直到实际击打了一个字符 —— 因此机器会自行控制主机的节奏。 这 1 ms 的脉冲正是 PC 或 Linux SBC 在此面临困难的原因：通过 USB 从用户空间可靠地捕获它实在太难了。而微控制器则能轻松捕获。**这就是使用 Pico 的根本原因。** 移动命令（回车、换行）**没有**确认 —— 发送这些命令时无需流控，并等待机械动作完成即可。 ### 字轮 字轮位置是 **从 1 开始的索引**，而不是 ASCII。固件中的表适用于 **Prestige Cubic 10/12（法语，Xerox 零件号 3R96686）**。它与 SE325 字轮匹配，除了十个位置：`12:^ 13:è 14:é 72:ì 74:¨ 75:◊ 80:ç 81:ù 82:ò 83:à`。 **其他字轮会有所不同** —— 使用固件中的 `cal()` 打印 1–100 的索引，并读取您自己的字轮数据。 ## 仓库布局 ``` pico/main.py MicroPython firmware (the IFD-2 itself) pico/send_from_pi.py host-side helper: send text to the Pico over USB tools/ reverse-engineering scripts used along the way docs/journal.md full lab notebook: every measurement, dead end and fix ``` ## 快速开始 ``` # 在 Pico 上烧录 MicroPython，然后： mpremote fs cp pico/main.py :main.py mpremote repl ``` ``` import main main.start() main.print_text("Hello from 1985") ``` ## 已知问题 - 在某些通电状态下，`start()` 仍然需要尝试几次。机器会自发发出 `0x01` 字节，因此主机可能会将其误认为回复，并在错误的时间点启动初始化。 - 行间距和行长是针对 A4 纸张和压缩间距调整的；请调整 `LF_CMD`、`LINE_UNITS` 和 `PITCH`。 ## 致谢 - [`binraker/tweetwronger`](https://github.com/binraker/tweetwronger) — 关于 TA SE325 的先例，以及促成本项目启动的逆向工程笔记。 - *ST Computer* 杂志（1988 年），Gabriele 9009 文章，经 [stcarchiv.de](https://www.stcarchiv.de/) 获取。 ## 许可证 MIT — 见 [LICENSE](LICENSE)。

标签：MicroPython, 云资产清单, 协议分析, 嵌入式开发, 打印机驱动, 权限提升, 树莓派Pico, 硬件接口, 逆向工程