專利名稱：基于fpga模塊的針式打印機控制電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于FPGA模塊的針式打印機控制電路。
背景技術：
針式打印機作為一個在金融和證券領域應用很廣泛的產品，已經越來越多的得到市場的 重視。但是由于中國的針式打印機行業(yè)起步較晚，目前大多數(shù)針式打印機生產廠是通過直接 采購國外針式打印機的部件進行組裝，這些針式打印機控制電路結構復雜、成本高，不利于 推廣使用。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有針式打印機控制電路存在的上述技術問題，本發(fā)明提供一種結構簡單、可 能性高、成本低的基于FPGA模塊的針式打印機控制電路。
本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案是包括數(shù)據(jù)總線、譯碼模塊、輔助電機模塊、脈 寬調制控制模塊、中斷模塊、同步串口模塊、面板控制模塊、字車電機模塊、進紙電機模塊 、打印頭模塊、電源控制模塊、CPU，所述輔助電機模塊、脈寬調制控制模塊、中斷模塊、 面板控制模塊、字車電機模塊、進紙電機模塊及打印頭模塊的一端接譯碼模塊，另一端接數(shù) 據(jù)總線，CPU分別與譯碼模塊、數(shù)據(jù)總線相連，電源控制模塊與譯碼模塊相連，同步串口模 塊分別與打印頭模塊、CPU相連。
本發(fā)明的技術效果在于本發(fā)明除了CPU之外，其它的模塊都集成在一塊FPGA模塊內， 這樣其結構比較簡單、節(jié)約了成本，并且提高了效率及可靠性。
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。


圖l為本發(fā)明的結構示意圖。 圖2為本發(fā)明進紙電機模塊的結構示意圖。 圖3為本發(fā)明中模塊打印頭模塊的結構示意圖。
具體實施例方式
參見圖l，本發(fā)明包括數(shù)據(jù)總線、譯碼模塊、輔助電機模塊、脈寬調制控制模塊、中斷 模塊、同步串口模塊、面板控制模塊、字車電機模塊、進紙電機模塊、打印頭模塊、電源控 制模塊、CPU，除了CPU之外，其它的模塊都集成在一塊FPGA模塊內，它采用Cyclone II系列的EP2C5Q208C8芯片。其中譯碼模塊的主要功能是為其他各個功能模塊提供必要的使能信號 (enable信號)，此模塊的外部輸入信號主要為CPU的地址線，然后地址線經過各種譯碼電 路轉換為控制其他功能模塊的使能信號。這些使能信號大體可以分為兩類， 一類為讀有效使 能信號，當CPU使FPGA的讀控制端有效時，這些使能信號有效，這些使能信號一般使用在中 斷模塊中，通過使能這些信號，將中斷的信息傳送給CPU。另一類信號，則為寫有效使能信 號，當CPU使FPGA的寫控制端有效時，這些使能信號有效。數(shù)據(jù)總線，F(xiàn)PGA和CPU的數(shù)據(jù)傳輸 依靠的是數(shù)據(jù)總線，此模塊僅僅是針對總線的特性做成一個輸入，輸出(高阻)模塊。通過 讀寫信號的選擇，從而選擇數(shù)據(jù)流的方向。中斷模塊的主要功能為集中處理其他各個功能模 塊的中斷信號。各個功能模塊將各自的中斷信號傳送給中斷模塊。中斷模塊將這些中斷信號 組合成兩個中斷源傳遞給CPU。 CPU可以通過這兩個中斷源的變化來了解各個功能模塊的運行 情況。此模塊的主要端口主要分為CPU的輸入端口，數(shù)據(jù)輸入輸出端口，使能端口和內部各 個功能模塊的中斷請求信號端口。中斷信號主要包括進紙電機模塊，字車電機模塊，電源控 制模塊和打印頭模塊的中斷。進紙電機模塊的主要功能是控制進紙電機的運動，整個模塊由 以下四個小的模塊組成，他們分別是狀態(tài)機模塊、斬波模塊、脈寬調制模塊、及存儲模塊， 如圖2所示。進紙電機模塊從數(shù)據(jù)總線得到CPU傳送過來的相關電機參數(shù)，并存放到存儲模塊 中，狀態(tài)機模塊則根據(jù)此時打印機的狀態(tài)將存儲模塊中的參數(shù)有選擇的傳遞給斬波模塊和脈 寬調整模塊，從而驅動外圍電機控制電路按照CPU的指令轉動。其中狀態(tài)機模塊包含了4個狀 態(tài)分別是復位，無紙，讀相位，讀取速度狀態(tài)。根據(jù)這四個不同的狀態(tài)，斬波模塊和脈寬調 整模塊選擇是否讀取存儲模塊中的數(shù)據(jù)及讀取存儲模塊中哪一段的數(shù)據(jù)。斬波模塊的輸出是 控制電機轉動的相位信號，產生的這個相位信號是根據(jù)從存儲模塊中讀取的有效數(shù)據(jù)計算出 來的。斬波模塊的輸入則反映了電機線圈中電流大小的。脈寬調制模塊控制參考電流信號( 此信號與斬波模塊的輸入相比較判斷電機線圈中的電流是否超過了額定值)。如果電機線圈 中的電流超過了額定值，斬波模塊就會調整其輸出，使得電機線圈中的電流值低于額定電流 值。面板控制模塊控制的外圍部件是打印機的人機交互的操作界面(控制面板)，操作者通 過控制面板上的按鍵來操作打印機，并可以根據(jù)LED燈的亮，滅或閃來判斷打印機目前的狀 態(tài)。所以此電路的輸入部分是按鍵，輸出則是LED燈的亮，滅及閃爍。我們可以通過控制面 板上的LED燈的狀態(tài)來判斷FPGA中各個功能模塊是否正常，處于何種模式或狀態(tài)。此模塊主 要功能是將程序中對LED燈的控制信號位傳遞給此模塊，然后此模塊接收到的按鍵信息和開 關蓋信息傳送給CPU交由程序處理。打印頭模塊其主要功能是控制打印頭按照程序設定的出 針順序打印字符或漢字。參見圖3，打印頭模塊由打印點陣生成模塊和寄存器及緩存存儲模程如下CPU通過數(shù)據(jù)總線將打印機的時間常數(shù)，模式參 數(shù)等信息傳遞給打印頭模塊中的寄存器中。CPU通過DMA方式將需要打印的字符或漢字的點陣 信息傳遞給打印頭模塊中的緩存存儲模塊中。CPU通過同步串口模塊將打印頭的配置信息傳 遞給打印頭模塊中的相關寄存器。打印頭模塊將之前接收到的這些數(shù)據(jù)信息傳遞給內部的打 印點陣生成模塊。當這些信息都已經存儲在打印頭模塊中，且打印頭移動到了需要打印的位 置時，打印點陣生成模塊就根據(jù)CPU傳送的數(shù)據(jù)信息控制外圍打印針驅動電路開始打印。字 車電機模塊的主要功能是控制字車電機的運動，整個模塊的功能和實現(xiàn)方式和進紙電機模塊 幾乎完全一樣。脈寬調制控制模塊的功能是對打印機光敏器和光敏管上的發(fā)光二極管進行控 制及產生用于打印的80V電源。發(fā)光二極管的控制，通過脈寬調制模塊使得發(fā)光二極管的亮 度級別有256種可選，精確選擇最合適的電流檔位達到最合適的亮度差。從而更準確的判斷 有紙還是無紙及檢測紙邊界和黑標等。電源控制模塊的功能主要是對5V的電源和38V的電源 進行監(jiān)控，當38V電源或5V電壓不穩(wěn)進，會發(fā)送一個中斷信號并關斷各個功能模塊的使能信 號。輔助電機模塊的主要功能將CPU的控制馬達信號傳送給馬達，這個可以作為伺服電機芯 片的控制信號。同步串口模塊的功能通過對打印頭功能模塊中一些信號的判斷來決定是否傳 送打印信息到打印功能模塊中。
權利要求
1.一種基于FPGA模塊的針式打印機控制電路，其特征在于包括數(shù)據(jù)總線、譯碼模塊、輔助電機模塊、脈寬調制控制模塊、中斷模塊、同步串口模塊、面板控制模塊、字車電機模塊、進紙電機模塊、打印頭模塊、電源控制模塊、CPU，所述輔助電機模塊、脈寬調制控制模塊、中斷模塊、面板控制模塊、字車電機模塊、進紙電機模塊及打印頭模塊的一端接譯碼模塊，另一端接數(shù)據(jù)總線，CPU分別與譯碼模塊、數(shù)據(jù)總線相連，電源控制模塊與譯碼模塊相連，同步串口模塊分別與打印頭模塊、CPU相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于FPGA模塊的針式打印機控制電路，其特征在于所述進紙電 機模塊由斬波模塊、存儲模塊、脈寬調制模塊、狀態(tài)機模塊組成，狀態(tài)機模塊與存儲模塊相 連，存儲模塊分別與斬波模塊、脈寬調制模塊相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于FPGA模塊的針式打印機控制電路。它包括數(shù)據(jù)總線、譯碼模塊、輔助電機模塊、脈寬調制控制模塊、中斷模塊、同步串口模塊、面板控制模塊、字車電機模塊、進紙電機模塊、打印頭模塊、電源控制模塊、CPU，所述輔助電機模塊、脈寬調制控制模塊、中斷模塊、面板控制模塊、字車電機模塊、進紙電機模塊及打印頭模塊的一端接譯碼模塊，另一端接數(shù)據(jù)總線，CPU分別與譯碼模塊、數(shù)據(jù)總線相連，電源控制模塊與譯碼模塊相連，同步串口模塊分別與打印頭模塊、CPU相連。本發(fā)明除了CPU之外，其它的模塊都集成在一塊FPGA模塊內，其結構比較簡單、節(jié)約了成本，并且提高了效率及可靠性。
文檔編號B41J2/23GK101648462SQ2009103063
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月31日 優(yōu)先權日2009年8月31日
發(fā)明者孫西杰, 帆 張, 張志星, 亮 鄒, 宙 陳 申請人:湖南長城信息金融設備有限責任公司;長城信息產業(yè)股份有限公司