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基于FPGA 与VHDL 的微型打印机的驱动设计

来源:    作者:     发布时间:2015-04-10 08:40:56     点击数:

摘 要:为了取代传统利用单片机驱动微型打印机,使用Alt era 公司的FPGA 芯片EP3C25Q240C8N 设计驱动打印机的硬件控制电路,并正确控制微型打印机的工作时序。软件使用硬件描述语言VH DL 实现对微型打印机的时序控制,并通过Quar tus 软件平台下载到FPGA 调试通过,证明该方法行之有效,完全可以取代传统利用单片机来驱动微型打印机,且抗干扰性好,可靠性高,具有较强的可移植性。

  0 引 言

  FPGA 即现场可编程逻辑阵列。是在CPLD 的基础上发展起来的新型高性能可编程逻辑器件。FPGA的集成度很高,其器件密度从数万门到数千万门不等,可以完成极其复杂的时序与组合逻辑电路功能,适用于高速、高密度的高端数字逻辑电路设计领域。新一代的FPGA 甚至集成了中央处理器( CPU ) 或数字处理器( DSP) 内核,在一片FPGA 上进行软硬件协同设计,为实现片上可编程系统( SOPC) 提供了强大的硬件支持。对微型打印机绕行电感器的驱动,传统方法是使用单片机是实现对其的时序控制。随着FPGA 在各领域的普及使用,以及对微型打印机的需要,因此要实现FPGA 对微型打印机的时序控制。

  当前各ASIC 芯片制造商都相继开发了用于各自目的的HDL 语言,但是大多数都为标准化和通用化。惟一被公认的是美国国防部开发的VHDL 语言,它已成为IEEE ST D_1076 标准。另外从近期HDL语言发展的动态来看,许多公司研制的硬件电路设计工具业都逐渐向VHDL 语言靠拢,使得他们的硬件电路设计工具也能支持VHDL 语言。

  VHDL佛山电感器 语言可以支持自上而下和基于库的设计方法,而且还支持FPGA 的设计。

  1 微型打印机简介

  RD DH 型微型打印机采用热敏加热点阵打印方式,是一款体积小,打印速度快的打印输出设备。该型打印机可采用标准并行接口,RS 232 串行接口,T TL电平串口,485 接口,USB 接口,打印速度达到50 m/ s,分辨率为8 点/ mm,384 点/ 行,打印纸张采用57 mm热敏纸。可打印国标一、二级汉字库中全部汉字和西文字、图标共8 178 个。微型打印机并行接口与CENTRONICS标准接口兼容,可直接由微机并口或单片机控制。其26 线双排插座引脚序号如图1 所示。此26 个并口各引脚信号定义如表1 所示。

双排插座引脚序号

图1 双排插座引脚序号

表1 微型打印机26 并口各引脚定义

1.jpg


  对打印机的驱动主要是对其工作时序进行正确的控制,RD DH 型并行接口定时图如图2 所示。

2.jpg
图2 并行接口定时图

  2 总体系统设计

  使用Altera 公司的Cyclon ?系列的FPGA 芯片EP3C25Q240C8N 实现对RD DH 型微型打印机的硬件电路控制,使用Quar tus 开发工具,通过VHDL 语言实现对微型打印机的软件功能实现。

  2. 1 硬件电路设计

  如图3 所示为打印机与FPGA 的连接示意图。

  DATA 1~ DATA8 表示打印机的8 个数据位,他们的逻辑“1”表示高电平,逻辑“0”表示低电平; STB 为数据选通触发脉冲,下降沿时读入数据; ACK 为回答脉冲,低电平表示数据已被接受; BUSY 为高电平时表示打印机正忙,此时不接收数据。

  由于 ACK 和BUSY 输出的是5 V 的TT L 电平,而FPGA 的I/ O 口标准为3. 3 V LVCMOS 电平,因此这两个信号作为FPGA 的电感器生产输入信号时,要进行分压,保证电路正常运行。

3.jpg
图3 FPGA 与打印机连接示意图

  2. 2 软件设计

  软件平台采用A ltera 公司的FPGA 开发平台Q uartus 。

  Quartus 提供了一种与器件结构无关的设计环境,设计者不需要精通器件的内部结构,只需要运用自己熟悉的输入工具( 如原理图输入或数字电路描述语言输入)共模电感 进行设计,利用Quar tus 可以将这些设计转功率电感器换为最终结构所需要的格式。有关结构的详细知识已写入开发工具软件,设计人员无需手工优化自己的设计。软件的开发流程如图4 所示。

1

2) LC输出滤波器 首先选择交越频率(fC)。因开关噪声缘故,fC大于10 kHz时要求无噪声布线,难于设计。故不推荐在较高的频率交越,直接选定电感器生产商fC为10 kHz。如果我们假定由fC、

克服频闪,目前有无良策? 目前,越来越普遍使用的LED照明灯具若采用恒定直流供电,理论上完全可能实现无频闪恒定照明。但事实上,由于行业标准的缺失,市场竞争激烈而无序,市场上充斥着低质量LED灯具,尤

骨架是高频变压器生产配件中的一个重要部分,骨架毛边是指经裁剪而没有缝缘的布边,它主要用以指明器物的完整和伤损程度及变异情况,根据特定条件和不同部位所出现的各种现象而定名,高频变压器骨架的毛边处理过程


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