数字喷墨印刷机控制逻辑设计

发布时间：2022-12-10 02:55

　　SOPC技术以其低成本、易开发以及其开发的灵活性占据了嵌入式系统开发的一定地位,并成为未来的一种新的发展趋势。本文是以原有喷墨印刷机控制系统为基础,针对原有喷头小车的运动控制系统昂贵、运动和喷绘数据校正操作复杂以及新的喷头对数据传输格式的需求,进行了控制系统的改进和重新设计。实现了使用日本精工集团的IRH1513D压电喷头的数字喷墨印刷机的数字系统设计。降低了硬件成本和控制软件的编写难度、提高了数据的处理速度并简化了回差校准和水平位置偏差校准。文中在对喷头的结构和使用条件详细分析的基础上,建立了以NIOS II软核处理器为核心的SOPC,并结合基于FPGA的数字逻辑控制以及外围设备形成完整的控制系统。为达到降低硬件成本的目的,用直流电机代替了伺服电机并完成了直流电机的转动控制。为满足喷头喷孔排列方式对数据传输的要求,设计了一种新的基于FPGA的数据缓存和移位的传输模式。另外,通过各喷头独立点火消除了大量的数据冗余,并且可以在计算点火范围时直接进行回差校准和水平位置偏差校准。使用verilog语言以及Altera公司的Quartus Ⅱ 11.0软件在cyclone Ⅱ系列EP2C8Q2... 

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 印刷业国内形势
        1.1.2 喷墨印刷技术
        1.1.3 行业先进技术
    1.2 相关技术发展
        1.2.1 集成电路的发展
        1.2.2 FPGA的发展
        1.2.3 关于SOPC技术
2 喷头简介及喷头控制系统总体设计
    2.1 压电喷头简介
        2.1.1 压电喷头基本结构
        2.1.2 喷头定时特征
        2.1.3 喷头的运行条件
    2.2 总体设计思路
3 喷头的运动控制
    3.1 喷头小车运动控制设计需求分析
        3.1.1 运动控制对电机的需求分析
        3.1.2 小车运动的外环位置控制分析
        3.1.3 小车运动速度的调整分析
        3.1.4 关于小车运动的检测
    3.2 运动控制模块的设计
        3.2.1 直流电机位置控制
        3.2.2 喷头小车复位运动控制
        3.2.3 喷头小车往复运动控制
        3.2.4 直流电机速度调整控制
        3.2.5 直流电机运动检测
        3.2.6 直流电机运动控制寄存器
4 喷头像素数据传输控制设计
    4.1 像素数据传输需求分析
    4.2 像素数据传输控制原理
    4.3 像素数据传输控制的设计与实现
        4.3.1 接口传输控制模块
        4.3.2 USB_FIFO到四色缓存FIFO的数据传输控制器
        4.3.3 可加载移位寄存器组
        4.3.4 往喷头方向传送数据的控制
5 喷头点火控制设计
    5.1 喷头点火信号需求分析
    5.2 点火控制原理
    5.3 点火控制的设计与实现
        5.3.1 小车运动位置计数
        5.3.2 寄存器模块
        5.3.3 点火发生控制
    5.4 试验讨论
结论
参考文献
附录A 运动控制模块部分代码
附录B 数据传输控制部分代码
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3715911