基于FPGA的喷墨打印机控制系统
《基于FPGA的喷涂机运动控制系统设计》范文
《基于FPGA的喷涂机运动控制系统设计》篇一一、引言随着现代工业自动化水平的不断提高，喷涂机作为工业生产中的重要设备，其运动控制系统的设计对于提高生产效率、保证产品质量以及降低能耗等方面具有重要影响。
传统喷涂机的运动控制系统往往存在响应速度慢、精度低等问题。
针对这些问题，本文提出了一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的喷涂机运动控制系统设计方案。
该方案不仅具有高速处理能力，而且可以实现精确控制，从而满足现代工业生产的需要。
二、系统设计概述本系统设计以FPGA为核心，通过高速数据传输接口与喷涂机的各个运动部件相连。
系统采用模块化设计，包括控制模块、通信模块、运动控制模块和传感器模块等。
其中，控制模块负责整个系统的控制逻辑，通信模块负责与上位机进行数据交互，运动控制模块负责根据控制指令驱动喷涂机的运动部件进行精确运动，传感器模块则负责实时监测喷涂机的状态，并将数据反馈给控制模块。
三、FPGA控制模块设计FPGA控制模块是整个系统的核心，它负责接收上位机发送的控制指令，并对其进行处理和解析。
在设计中，我们采用了高性能的FPGA芯片，通过硬件描述语言（HDL）进行编程，实现了高速数据处理和精确控制。
同时，我们还采用了多任务并行处理技术，提高了系统的响应速度和实时性。
四、运动控制模块设计运动控制模块是喷涂机运动控制系统的关键部分，它根据控制指令驱动喷涂机的各个运动部件进行精确运动。
在设计中，我们采用了先进的伺服控制系统和电机驱动技术，实现了对喷涂机运动部件的精确控制和高速响应。
同时，我们还采用了传感器技术，实时监测喷涂机的状态和位置信息，并将数据反馈给控制模块，实现了闭环控制。
五、通信模块设计通信模块负责与上位机进行数据交互，包括接收上位机发送的控制指令和向其反馈喷涂机的状态信息。
在设计中，我们采用了高速数据传输接口，如以太网、USB等，实现了与上位机的稳定、快速的数据传输。
同时，我们还采用了数据加密和校验技术，保证了数据传输的安全性和可靠性。
基于FPGA和VHDL的微型打印机控制器的设计和实现
基于FPGA和VHDL的微型打印机控制器的设计和
实现
1 引言
VHDL是一种面向设计、多层次的数字系统设计的标准化硬件描述语言，VHDL不需依赖冯-诺伊曼结构，可实现时序和真正并行设计，从而开辟一种全新的数字系统的设计途径。
使用VHDL语言更便于建立层次结构和元件结构设计。
VHDL编写的电路模块代码可重复利用，故简化设计，缩短设
计时间，提高工作效率。
2 TP UP-SF微型打印机简介
TP UP-SF系列的高速微型打印机，采用针式撞击点阵打印，是一类体积小、打印速度快的打印输出设备。
该系列打印机配有串行和并行接口，
实现汉字的高速打印，可装外径70 mm大打印纸卷。
此系列打印机比较小巧，携带方便，适用于小型收款机、小型计费器、*终端等各种应用场合。
TP UP-SF支持EPSON M一180、M190和M一160系列的10种机。
基于ARM和FPGA的3D打印机控制系统设计
构 、电源设计 、温度检测和运动控制四个方面对该系统进行了简要介绍 ，并在运
动 控制 中引入矢量轴的概念 ，将加工运动轨迹抽象为矢量轴 ，使得该系统在打 印 精 度和打 印速度上都 优于 开源ＲＥＰ ＲＡＰ 方案 。 关键词 ：ＡＲＭ Ｆ ＰＧＡ ３ Ｄ打印机 矢■轴
： ● ｌ － 】 ：
ｉ ｉ 翻 ｌ 囝川；
２ ０１
基 于ＡＲ Ｍ和 Ｆ Ｐ ＧＡ的 ３ Ｄ 打 印机 控 制 系统 设 计 ＊
成 都 航 空 职 业 技 术 学 院 一 琴 周 丽 曩
摘 要 ：本文介绍了一种 新型Ｉ ￣ ｇ ３ Ｄ打印机控制 系统 ，系统采用ＡＲＭ嵌入式处理
Ｆ Ｐ Ｇ Ａ的数 据 交 换 。 其 系统 原理 框 图如 图 １ 所示。
源 设计
由 于 需 要 将 输 入 的２ ４ Ｖ电 源 转 化 成 稳 定 的 ５ Ｖ直 流 电 源 ，本 设 计 选 用 Ｔ Ｉ 公 司Ｌ Ｍ２ ２ ６ ７ ０ ＭＲ． ５ ． ０ 电源转换 芯 片 ，
５ 运动 控制
任何 的加 工平 台两 轴或者 更多轴 ，其 目标都是驱 动加 工器件进 行平面或 者空间 的轨 迹运动 ，将 加工器件 运动轨
迹 抽 象 为 矢 量 轴 ，假 定 加 工 器 件 只 由矢 量 轴 控 制 电路 驱 动 其 在 矢 量 轴 上 运 动 ，假 定 的矢 量 没 有 方 向 。 实 际 轴 即 实 际
圆 圆 圈 圈
３ Ｄ打 印机控 制系统 方案 ，它利用ＭＣ Ｕ的定 时器 输 出脉 冲 来控 制 电机运转 的模 式 ，本 文描 述 了一种 新的控制 系统方 案。 提出 了ＡＲ Ｍ嵌 入式 处理 器与Ｆ Ｐ ＧＡ｝ ［ ￣ 结 合的 方式 来实
基于FPGA的井喷专家控制系统设计
２ １
基 于 Ｆ ＧＡ 的井 喷专 家控 制系统设 计 Ｐ
梅 大成 刘 玉 海 何 志敏
（ 西南 石 油 大学 四 川 成都 ６ ００ ） １５０
摘 要 本 文介 绍 了一 种 基 于 Ｆ Ｇ 的 井喷 专 家智 能 电气控 制 系统 设 计 原理 和 方 法 。针 对 本 文提 出的 Ｐ Ａ
制精确开度 的 目的 。在外 层反馈环 节 ， 将在 线测量 的 实际套管 压力值 通过 压力 变送 器 和标 称 值 比较 后 一 起送人专 家知识库作为 知识的事实 。实 时更新 事实 ， 按照不 同的推理规则调度 控制器 的控制算 法 ， 以满 足
控制要求 提 出的偏差 大时 控制 的快 速 性 和偏差 小 时
原理 ， Ｖ Ｌ编程的形 式搭建 了基 于 Ａ ａ ｎ的 Ｐ 以 ＨＤ ｖｌ ｏ ＷＭ 用 户外设 。对 ＰＤ控制 器， 出了智能推理规 Ｉ 给
则和专家 自 应控制的流程 图， 适 实现 了对 ＰＤ控 制 器 的 智 能 控 制 。本 文 给 出的 方 案 无 论 从 实验 室模 拟 Ｉ
和现场 实验 ， 该方案都明显优 于传统控 制 ， 响应时间明显小于 ０ ２ｓ无超调 ， 态稳定 ， ． ５， 动 达到 了设计要求。
能控 制 系 统 原 理 （ 图 １ 示 ） 如 所 ：
正负和大小 分别送 入 步进 电机 控制 器作 为方 向控 制 和Ｐ ＷＭ 发生器 输 出步 进 电机 的控 制频 率 ｆ 为步 作
进电机 的速 度控 制 。步 进 电机通 过传 动 装 置与 高压
压 井 管 汇 的 节 流 阀 相 连 ， 制 节 流 阀 开 度 。在 内 层 反 控
基于FPGA的喷墨打印机控制系统
基于FPGA的喷墨打印机控制系统摘要：本文重点分析了FPGA的喷墨打印机控制系统的设计要点，希望能够对读者提供一些借鉴和参考。
关键词：FPGA；喷墨打印机系统；原理；设计一、前言喷墨打印技术相比于传统的打印技术，从体积上、可操作性方面、控制噪音方面都有了很大的突破，是一项具有发展前景的打印技术。
二、喷墨印刷技术的原理喷墨印刷控制墨滴沉积，将微小的墨滴喷射到承印材料上，通过密度与颜色的变化，最后成像，形成印刷制品。
喷墨印刷技术是以设定的速度喷射油墨到承印物上，喷嘴的直径为40um 左右，油墨与承印物相互作用，形成稳定的图像。
而成像的质量与多个方面的因素是相关的，如干燥速度、分辨率、印刷密度等，要求油墨中的溶剂可以快速的渗透进承印物，油墨中的燃料能迅速的固定在承印物的表面。
为了确保良好的成像质量，一般的喷墨印刷系统都必须使用专配的承印材料和油墨。
由于喷墨印刷技术成像的速度快，墨滴每秒产生的速度范围非常广，可以从几千滴到几十万滴的范围变化，但是其打印的质量还取决于扫描的机构。
如采用独立喷头往返动作成像的速度慢，但在大幅面成像中的应用非常广泛。
论文研究的喷墨印刷技术的原理主要有两种，分别是连续式喷墨和间歇式喷墨，以下做简要的分析。
1、连续式喷墨原理顾名思义，连续式喷墨就是在印刷过程中，持续性的喷射墨滴，然后分流，在承印物上显示出相应的图像，而非图文部分则在喷墨时喷射方向偏转。
在压力的作用下，液体油墨由喷嘴喷出，产生连续性的墨流，墨流会被分流，成为若干个单元墨滴，墨滴上有静电，附着于承印物上，显示出相应的图像信息。
系统主机控制器接受原稿信息，然后主机控制喷墨和承印驱动器。
喷墨控制器将连续性的墨流分离成单元式的墨滴，由于喷嘴处设置了充电电极，能够感应墨滴，使单个墨滴根据图文信息变化带有静电，墨滴在偏转电极的作用下，高速冲击承印物成像。
2、间歇式喷墨印刷原理间歇式喷墨印刷也称为随机喷墨或按需喷墨，墨滴从喷嘴喷出，根据图文信号迅速冲击承印物，墨滴在有需要时附着在承印物上，间歇式喷墨主要有两种技术，分别是压电式和热喷式，以下做简要的分析。
一种喷绘机控制系统的设计
一种喷绘机控制系统的设计李冲;杨泽彬;彭虎【摘要】针对喷绘机数据处理和传输的瓶颈问题,设计了一种基于FPGA和DSP 的喷绘机控制系统,该控制系统采用USB2.0接口芯片CY7C68013A,实现高速数据传送.选用FPGA和DSP为核心控制部件,FPGA完成对CY7C68013A端口同步读写和对SDRAM的数据存取及动态刷新控制,DSP2812完成打印控制和X、Y向运动控制的功能.小车板FPGA实现了数据的接收和喷头数据的控制.论述了USB设备固件、驱动程序和应用程序的实现方法.研究结果表明,系统的模块化设计具有高度的集成度和灵活性,便于维护和功能扩充.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2010(027)008【总页数】4页(P23-25,35)【关键词】USB2.0;FPGA;DSP;SDRAM【作者】李冲;杨泽彬;彭虎【作者单位】安徽力宇电脑设备制造有限责任公司,安徽,合肥,230088;中国科学技术大学,计算机科学与技术学院,安徽,合肥,230027;安徽力宇电脑设备制造有限责任公司,安徽,合肥,230088;中国科学技术大学,电子科学与技术系,安徽,合肥,230027;中国科学技术大学,电子科学与技术系,安徽,合肥,230027【正文语种】中文【中图分类】TH39;TN8710 引言随着国民经济的快速增长,户外广告业获得迅猛的发展。
从灯箱、招牌、门面到高速公路的户外广告牌等无处不在。
大幅面喷绘机作为重要的户外广告打印设备受到广告商和设备供应商的青睐。
户外喷绘图像以精美的品质、艳丽的色彩给人们带来了极强的视觉冲击力,提升了产品的知名度和美誉度。
随着打印精度和速度的提高,数据通信带宽和数据处理速度成为制约喷绘机发展的瓶颈。
国内外较常用的喷绘机控制系统有 PCI打印控制卡和嵌入式主控板(如工控主板、PowerPC等)两种。
PCI 打印控制卡存在与部分 PC机主板的兼容性问题和插拔不便的缺点,嵌入式主控板则存在成本高、开发周期长的不足。
基于FPGA的打印机走纸控制系统
Ｋ ｙ ｗｏｄ ｅ ｒｓ：ｃｎ ｏ ｓｓ ｍ ｆｒｐ ｐｒｄａｇ ｇ ｌｓｄ ｌｏ ｏｔ ｌ ｒ ｔ ；Ｆ Ｇ ｏｔ ｌ ｙｔ ｏ ａｅ ｒｇｉ ；ｃｏｅ —ｏｐ ｃｎ ｏ；ｐ ｎ ｒ Ｐ Ａ；Ｑ ａｔｓＩ ｒ ｅ ｎ ｒ ｉ ｅ ｕｒ Ｉ ｕ
随 着 化 工 程 的 大 力 推 广 ， 为 介 质 输 出 重 要 工 具 的 票 据 打 印 机 得 到 了 广 泛 应 作 用 ， 时 随 着 需 求 的 增 加 ， 票 据 打 印 机 的 速 度 和 精 度 同 对 的 要 求 也 越 来 越 高 …。 目前 市 场 上 的 票 据 打 印 机 的 走 纸 控 制 系 统 ， 要 以 单 片 机 为 核 心 ， 用 开 环 方 式 直 接 控 主 采
据 的 能 力 及 自上 而 下 设 计 方 法 的 优 势 ， 用 Ｑ ａｔｓ Ｉ 件 图 像 设 计 与 程 序 设 计 相 结 合 的 开 发 方 法 ． 运 ｕ ｒ Ｉ 软 ｕ
利 用 反 馈 式 控 制 系统 的 设 计 理 念 ， 实现 了打 印 机 走 纸 系统 的 闭 环 控 制 ， 高 了走 纸 速 度 和 精 度 。 叙 述 提 了控 制 系 统 的 软 件 设 计 和 硬 件 设 计 ， 给 出 了 详 细 电 路 图 并 关 键 词 ：走 纸 控 制 系统 ； 环 控 制 ； 印 机 ； Ｐ 闭 打 Ｆ ＧＡ： ｕ ｒ ｓ Ｉ Ｑ ａｔ Ｉ ｕ
基于FPGA的喷墨打印机控制系统
基于FPGA的喷墨打印机控制系统高德洋，侯立刚，张志远（北京工业大学集成电路与系统研究室，北京100124）摘要：提出一种基于FPGA的喷墨打印机控制系统，使用Altera 公司的FPGA芯片EP1C6Q240C8作为控制核心，把喷墨打印机分为两部分研究，控制喷墨打印机喷墨的打印头与控制喷墨打印机走纸的步进电机，实现喷墨打印机打印头的喷墨与步进电机的走纸运动的联合控制。
实验结果表明，该系统不但能实现对喷墨打印机的高精度控制，并且具有操作简单、可升级性强等特点。
关键词：FPGA；喷墨打印机；打印头；步进电机中图分类号：TN709?34 文献标识码：A 文章编号：1004?373X （2015）18?0064?04收稿日期：2015?04?25基金项目：国家自然科学基金（61204040，60976028）；教育部博士点基金（20121103120018）；北京市教育委员会科技计划面上项目（JC002999201301）；北京市自然科学基金（4152004）喷墨打印机摒弃了原始打印机的击打的工作方式，采用更为先进的微压控制技术与气泡喷墨控制技术，其无论在体积上、可操作性上、打印噪音的控制方面，较原始的打印机都有很大的突破，使用专用纸张时可以打印出与照片相媲美的图片。
所以，研发喷墨打印机的控制系统，是制造自主知识产权的喷墨打印机的基础，也是制造以喷墨打印机作为输出部件的设备的重要基础。
现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Ar?ray，FPGA）是在PAI，GAL 等逻辑器件的基础上发展起来的。
由于它具有集成度高、速度快、开发周期短、费用低、用户可定义功能及可重复编程和擦写等许多优点，其应用领域不断扩大。
这些器件的灵活性和通用性使它们成为了研制和开发复杂数字系统的理想选择[1]。
在国内，对于喷墨打印机的打印头与电机联合控制的研究相对较少，而且大多数的控制核心芯片采用单片机，其速度、精度、开发周期、可操作性、可升级性等远不如FPGA，因此本文提出了一种基于FPGA的喷墨打印机控制系统，并且同时实现喷墨打印机的喷墨与走纸运动。
《基于FPGA的喷涂机运动控制系统设计》范文
《基于FPGA的喷涂机运动控制系统设计》篇一一、引言在现代工业制造中，喷涂机的精确性和效率是至关重要的。
为了提高喷涂机的工作效率及涂装质量，我们提出了一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的喷涂机运动控制系统设计。
该系统能够实现对喷涂机运动的精确控制，满足复杂涂装工艺的需求，同时具有高度的灵活性和可扩展性。
二、系统概述我们的喷涂机运动控制系统主要由以下几个部分组成：FPGA主控制器、运动控制模块、传感器模块、执行器模块以及通信接口模块。
其中，FPGA主控制器是整个系统的核心，负责协调各模块的工作，实现喷涂机的精确运动控制。
三、FPGA主控制器设计FPGA主控制器是整个系统的“大脑”，负责接收上位机的指令，解析后发送给各模块执行。
我们采用高性能的FPGA芯片，通过硬件描述语言（HDL）进行设计，实现高速、低延迟的运动控制。
同时，FPGA的并行处理能力可以大大提高系统的响应速度和实时性。
四、运动控制模块设计运动控制模块负责根据FPGA主控制器的指令，控制喷涂机的运动。
我们采用先进的伺服控制系统，通过高精度的位置、速度和加速度控制，实现喷涂机的精确运动。
此外，我们还加入了PID（比例-积分-微分）控制算法，进一步提高系统的稳定性和控制精度。
五、传感器模块和执行器模块传感器模块负责实时监测喷涂机的状态和位置信息，如速度、加速度、位置等。
执行器模块则根据FPGA主控制器的指令，驱动喷涂机进行相应的运动。
通过传感器和执行器的协同工作，我们可以实现对喷涂机运动的实时监控和精确控制。
六、通信接口模块通信接口模块负责与上位机进行通信，接收上位机的指令并发送状态信息。
我们采用了高速、稳定的通信协议，保证数据传输的可靠性和实时性。
同时，我们还提供了丰富的接口，方便用户进行二次开发和扩展。
七、系统优势1. 高精度：基于FPGA的运动控制系统具有高精度的位置、速度和加速度控制能力，可以满足复杂涂装工艺的需求。
2. 高效率：系统的并行处理能力和高速通信接口保证了喷涂机的高效工作。
《基于FPGA的喷涂机运动控制系统设计》范文
《基于FPGA的喷涂机运动控制系统设计》篇一一、引言随着现代工业自动化程度的不断提高，喷涂机的运动控制系统在生产线上扮演着越来越重要的角色。
为了提高喷涂效率、精度和稳定性，基于FPGA（现场可编程门阵列）的喷涂机运动控制系统设计成为当前研究的热点。
本文将详细介绍基于FPGA的喷涂机运动控制系统的设计原理、方法及优势。
二、系统设计概述喷涂机运动控制系统主要由FPGA控制器、电机驱动器、传感器等部分组成。
FPGA控制器负责接收上位机的指令，解析并生成电机运动的控制信号，通过电机驱动器驱动喷涂机的运动。
传感器则用于实时监测喷涂机的位置、速度等信息，并将数据反馈给FPGA控制器，以实现闭环控制。
三、FPGA控制器设计1. 硬件设计：FPGA控制器采用高性能的FPGA芯片，通过高速接口与上位机、电机驱动器、传感器等部分连接。
硬件设计需考虑信号的传输速度、抗干扰能力以及功耗等因素。
2. 软件设计：FPGA控制器软件设计主要包括逻辑设计和时序设计。
逻辑设计根据喷涂机的运动要求，设计相应的控制逻辑，如速度控制、位置控制等。
时序设计则需保证各部分信号的时序关系，确保系统的稳定性和可靠性。
四、电机驱动器设计电机驱动器是喷涂机运动控制系统的核心部件之一，负责将FPGA控制器生成的控制信号转换为电机的运动。
电机驱动器设计需考虑电机的类型、驱动方式、功率等因素，以确保电机能够按照要求进行运动。
五、传感器设计与应用传感器用于实时监测喷涂机的位置、速度等信息，并将数据反馈给FPGA控制器，以实现闭环控制。
传感器设计需考虑测量精度、响应速度、抗干扰能力等因素。
同时，传感器数据的应用也是系统设计的关键，通过对传感器数据的分析和处理，可以实现对喷涂机运动状态的实时监控和调整。
六、系统优势基于FPGA的喷涂机运动控制系统具有以下优势：1. 高性能：FPGA具有高速、高并行的处理能力，能够满足喷涂机高精度、高速度的运动控制要求。
2. 灵活性：FPGA可编程的特性使得系统具有很高的灵活性，方便后期升级和扩展。
《基于FPGA的喷涂机运动控制系统设计》范文
《基于FPGA的喷涂机运动控制系统设计》篇一一、引言随着现代工业自动化程度的不断提高，喷涂机的运动控制系统在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
为了提高喷涂机的作业效率、精度和稳定性，本文提出了一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的喷涂机运动控制系统设计。
该设计能够实现对喷涂机运动的高效控制，满足复杂多变的工业喷涂需求。
二、系统设计概述本系统设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件部分主要包括FPGA主控制器、电机驱动器、传感器等；软件部分则包括FPGA编程、运动控制算法、通信协议等。
系统通过FPGA 的高速并行处理能力，实现对喷涂机运动的高精度控制。
三、硬件设计1. FPGA主控制器：作为整个系统的核心，FPGA主控制器负责接收上位机的指令，并通过对电机驱动器的控制，实现对喷涂机运动的控制。
此外，FPGA主控制器还需与传感器进行数据交互，以实现喷涂机的实时监控。
2. 电机驱动器：电机驱动器是喷涂机运动执行的关键部件，它根据FPGA主控制器的指令，驱动喷涂机进行相应的运动。
3. 传感器：传感器负责实时监测喷涂机的运行状态，包括位置、速度、温度等参数。
这些数据通过FPGA主控制器进行实时处理，以实现对喷涂机运动的精确控制。
四、软件设计1. FPGA编程：FPGA编程是实现运动控制的核心，通过编写相应的逻辑电路，实现对电机驱动器的精确控制。
此外，FPGA 编程还需实现与上位机的通信协议，以实现指令的接收和状态的反馈。
2. 运动控制算法：运动控制算法是喷涂机运动控制的关键，它根据上位机的指令和传感器的数据，计算出电机驱动器的控制参数，以实现对喷涂机运动的精确控制。
3. 通信协议：通信协议是实现上位机与FPGA主控制器之间数据交互的关键。
本系统采用高效的通信协议，以保证数据的实时传输和准确性。
五、系统实现1. 硬件实现：根据设计要求，选用合适的FPGA芯片、电机驱动器、传感器等硬件设备，完成硬件电路的搭建和调试。
《基于FPGA的皮肤打印机控制系统设计与研究》范文
《基于FPGA的皮肤打印机控制系统设计与研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，皮肤打印机（亦称纹身机）作为一种个性化和艺术化的表达方式，越来越受到人们的喜爱。
而基于FPGA（现场可编程门阵列）的皮肤打印机控制系统则成为行业内的研究热点。
本文将详细介绍基于FPGA的皮肤打印机控制系统的设计与研究，包括其背景、目的、意义以及相关技术的研究现状。
二、研究背景与目的随着人们对个性化需求的不断提高，皮肤打印机已成为一种流行的个性化艺术表达方式。
然而，传统的皮肤打印机控制系统存在响应速度慢、稳定性差等问题。
因此，本研究旨在设计一种基于FPGA的皮肤打印机控制系统，以提高打印速度、稳定性和可靠性，同时满足用户对个性化艺术表达的需求。
三、相关技术研究现状FPGA作为一种可编程逻辑器件，具有高速度、低功耗、可重复配置等优点，在许多领域得到了广泛应用。
在皮肤打印机控制系统中，FPGA可以实现对打印过程的精确控制，提高打印速度和稳定性。
目前，国内外学者在FPGA应用于皮肤打印机控制系统方面已取得了一定的研究成果，但仍有待进一步提高系统的性能和稳定性。
四、系统设计4.1 系统架构本系统采用基于FPGA的皮肤打印机控制系统架构，包括输入模块、控制模块和输出模块。
其中，输入模块负责接收用户的指令和图案信息；控制模块采用FPGA实现打印过程的精确控制；输出模块负责将打印结果呈现给用户。
4.2 硬件设计硬件设计包括主控制器、电源模块、通信接口、传感器等。
主控制器采用FPGA芯片，实现打印过程的精确控制；电源模块为系统提供稳定的电源供应；通信接口实现与上位机的数据传输；传感器用于检测打印针的位置和力度，以保证打印质量。
4.3 软件设计软件设计包括驱动程序、控制算法和用户界面等。
驱动程序实现与硬件的通信和交互；控制算法采用FPGA内置的逻辑单元，实现对打印过程的精确控制；用户界面提供友好的操作界面，方便用户输入指令和图案信息。
五、系统实现与测试5.1 系统实现本系统采用Verilog HDL语言进行FPGA程序设计，通过仿真和综合验证程序的正确性。
基于FPGA的全印制电子高精度喷头控制系统
基于FPGA的全印制电子高精度喷头控制系统
张伟华;马连博;胡琨元
【期刊名称】《制造业自动化》
【年(卷),期】2013(35)8
【摘要】全印制电子技术是一种新型的制造工艺,高精度喷头控制系统是全印制电子得以实现的关键技术之一.针对新型电子材料在电子电路喷印制造中的应用特点,提出了面向全印制电子的高精度喷头控制系统,设计了喷头所需的电压、温度和波形控制电路；在QuartusⅡ 10.1平台基础上,以通用硬件描述语言VerilogHDL和原理图输入相结合的方式实现了多模块软件系统.经过系统仿真和喷印测试实验,证明该系统具有良好的稳定性和实用性.
【总页数】4页(P49-52)
【作者】张伟华;马连博;胡琨元
【作者单位】中国科学院沈阳自动化研究所,沈阳110016;中国科学院大学,北京100049;中国科学院沈阳自动化研究所,沈阳110016;中国科学院大学,北京100049;中国科学院沈阳自动化研究所,沈阳110016
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
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1.基于FPGA的高精度全量程电压测量系统设计及实现 [J], 秦益霖;宋依青
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基于FPGA的宽幅喷绘机控制系统的设计与仿真的开题报告
基于FPGA的宽幅喷绘机控制系统的设计与仿真的开题报告一、选题背景及意义：宽幅喷绘机是一种普及度较高、应用广泛的印刷设备，其在广告、装饰等领域起到了不可替代的作用。
随着科技的不断进步，宽幅喷绘机的控制系统也在不断完善和升级。
而基于FPGA的控制系统则因其高性能、高可靠性、可扩展性强等优点得到了广泛的应用。
因此，设计一种基于FPGA的宽幅喷绘机控制系统，具有重要的现实意义和应用价值。
二、研究内容：本课题拟设计一个基于FPGA的宽幅喷绘机控制系统，主要包括以下内容：1. 确定系统架构：设计宽幅喷绘机的结构框架图，确定采用的全数字电路控制方案，在此基础上确定FPGA、控制芯片等硬件设备。
2. 设计控制算法：根据宽幅喷绘机的控制流程，并参考其他喷绘机的控制方案，设计宽幅喷绘机的控制算法，并将其转化为FPGA能够执行的硬件描述语言。
3. 实现控制系统：根据控制算法的设计，利用Verilog语言编写程序实现控制系统，并进行仿真验证。
4. 系统测试与性能优化：进行一系列测试，整合系统的各个模块，对系统进行调试并优化系统性能，以满足实际需求。
三、预期成果：本课题的预期成果包括：1. 基于FPGA的宽幅喷绘机控制系统的设计与仿真。
2. 完整的控制系统设计方案，包括架构图、控制算法、程序代码等。
3. 宽幅喷绘机控制系统性能的测试结果和优化方案。
4. 学术论文或报告，介绍宽幅喷绘机控制系统的设计和实现，论述其在实际应用中的价值和意义。
四、研究方法：本课题的研究方法主要包括：1. 文献调研：通过查阅相关文献和资料，了解宽幅喷绘机的控制原理、FPGA技术的基本知识等。
2. 系统设计：确定控制系统的架构、控制算法，并将其转化为Verilog等硬件描述语言。
3. 系统仿真：利用FPGA仿真软件进行系统仿真，并进行优化。
4. 系统测试：进行一系列测试，整合系统的各个模块，对系统进行调试并优化系统性能。
五、进度安排：本课题的进度安排如下：1. 第一阶段（一个月）：文献调研和系统架构设计。
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基于FPGA的喷墨打印机控制系统
发表时间：2016-04-29T16:05:40.400Z 来源：《电力设备》2015年第11期供稿作者：陈广接
[导读] 皇剑数码科技（上海）有限公司本文重点分析了FPGA的喷墨打印机控制系统的设计要点，希望能够对读者提供一些借鉴和参考。
（皇剑数码科技（上海）有限公司上海 201705）
摘要：本文重点分析了FPGA的喷墨打印机控制系统的设计要点，希望能够对读者提供一些借鉴和参考。
关键词：FPGA；喷墨打印机系统；原理；设计
一、前言
喷墨打印技术相比于传统的打印技术，从体积上、可操作性方面、控制噪音方面都有了很大的突破，是一项具有发展前景的打印技术。
二、喷墨印刷技术的原理
喷墨印刷控制墨滴沉积，将微小的墨滴喷射到承印材料上，通过密度与颜色的变化，最后成像，形成印刷制品。
喷墨印刷技术是以设定的速度喷射油墨到承印物上，喷嘴的直径为 40um 左右，油墨与承印物相互作用，形成稳定的图像。
而成像的质量与多个方面的因素是相关的，如干燥速度、分辨率、印刷密度等，要求油墨中的溶剂可以快速的渗透进承印物，油墨中的燃料能迅速的固定在承印物的表面。
为了确保良好的成像质量，一般的喷墨印刷系统都必须使用专配的承印材料和油墨。
由于喷墨印刷技术成像的速度快，墨滴每秒产生的速度范围非常广，可以从几千滴到几十万滴的范围变化，但是其打印的质量还取决于扫描的机构。
如采用独立喷头往返动作成像的速度慢，但在大幅面成像中的应用非常广泛。
论文研究的喷墨印刷技术的原理主要有两种，分别是连续式喷墨和间歇式喷墨，以下做简要的分析。
1、连续式喷墨原理
顾名思义，连续式喷墨就是在印刷过程中，持续性的喷射墨滴，然后分流，在承印物上显示出相应的图像，而非图文部分则在喷墨时喷射方向偏转。
在压力的作用下，液体油墨由喷嘴喷出，产生连续性的墨流，墨流会被分流，成为若干个单元墨滴，墨滴上有静电，附着于承印物上，显示出相应的图像信息。
系统主机控制器接受原稿信息，然后主机控制喷墨和承印驱动器。
喷墨控制器将连续性的墨流分离成单元式的墨滴，由于喷嘴处设置了充电电极，能够感应墨滴，使单个墨滴根据图文信息变化带有静电，墨滴在偏转电极的作用下，高速冲击承印物成像。
2、间歇式喷墨印刷原理
间歇式喷墨印刷也称为随机喷墨或按需喷墨，墨滴从喷嘴喷出，根据图文信号迅速冲击承印物，墨滴在有需要时附着在承印物上，间歇式喷墨主要有两种技术，分别是压电式和热喷式，以下做简要的分析。
（1）压电喷墨技术：压电式喷墨技术是通过晶体振动作用形成墨滴，压电晶体有脉冲作用，给油墨施加了压力，形成了墨滴，墨滴的冲击速度快，由于墨滴上没有施加静电，可以直接冲击承印物，形成图像。
图文信号可以控制压电晶体的振动作用，从而控制喷嘴挤压墨滴，然后成像。
（2）热喷墨技术：热喷墨技术在间歇式喷墨技术中应用最为常见，油墨受到热脉冲的作用，形成墨滴。
墨水腔中有加热装置，打印头的油墨经过加热由喷孔喷出，受图文信号的电流作用，油墨受热直接形成气泡，由喷嘴喷出，直接作用于承印物成像。
一次喷射完成之后，加热装置停止工作，冷却后油墨由恢复为液态，墨水腔重新储存油墨，达到重复利用的效果。
三、喷墨打印控制系统设计
系统总体框图如图 1 所示，主要包括 SDRAM 模块、RJ45 网口通信模块、FPGA 核心模块、墨滴观测闪频灯驱动模块、RS485 通信模块、SPI 通信模块、模数转换模块、供墨系统与开关量控制模块。
1、SDRAM 模块
SDRAM 模块的主要功能是通过 FPGA 读写 MT48LC32M16A2 芯片来缓存和校验待打印图片数据。
SDRAM 需要正确的上电逻辑和模式设置来进入期望的工作模式。
访问特定的逻辑单元必须先激活相应的存储块，并锁定对应的行列地址。
另外，必须有定时的刷新逻辑保持数据不丢失，SDRAM有多种操作模式，由引脚CS＃、RAS＃、CAS ＃、WE ＃和地址信号的不同状态来决定，SDRAM 控制器必须为 SDRAM 提供满足时序要求的这些控制信号，以准确地控制 SDRAM 的各种不同操作。
2、RJ45 网口通信模块
RJ45 网口通信模块采用W5100作为控制芯片，主要功能是传输脉冲波形数据、二通电磁阀控制指令、打印相关参数、待打印图像数据等信息。
设计中采用 TCP/IP 协议，并设置本地 IP 地址为192.168.3.114，设置接收存储器配置寄存器 RMSR 为 0x55，发送存储器配置寄存器TMSR为0x55，即W5100一次最多可接收或发送2KB数据；具体调试中发现网口的25MHz 晶振不起振，原因有：网口芯片
W5100 虚焊或焊接短路；晶振两端 22pF 电容短路、断路、不等容等。
排除故障后，即可顺利实现 RJ45网口通信。
3、FPGA 核心模块
采用 Altera 公司的 Cyclone III 系列芯片EP3C16Q240C8N、锁相环电源电路、FLASH 配置电路、复位电路和有源晶体振荡电路等控制 FPGA 核心模块。
FPGA 模块的主要是作为整体系统的控制核心，具有控制模块间通信、实现模块的数据处理和精确的时序控制等功能。
具体如下：
（1）将输入FPGA的50MHz时钟做相应的分频倍频处理，得到各模块所需的工作时钟；
（2）通过与网口通信模块的交互准确传输打印相关参数、状态和打印图像数据；
（3）读写 SDRAM 模块准确缓存和校验打印图像数据；
（4）控制墨滴观测闪频灯的曝光电流和频率，配以观测摄像头实现墨点的精确测量和分析；
（5）与 RS485 通信模块交互实现脉冲波形数据的准确传输；
（6）控制 SPI 通信模块，产生喷头所需的全部控制时序；
（7）与供墨系统模块的交互，实现墨水的全自动供给；
（8）与模数转换模块交互，实现气路压力、墨水温度等
模拟量的数字化，并通过网口模块上传 PC 机实时显示。
4、墨滴观测闪频灯驱动模块
墨滴观测闪频灯驱动模块主要是产生与墨滴飞行速度相一致的闪频灯信号，通过观测摄像头，实现视觉上的静态墨滴控制。
再调节相应的脉冲波形参数，即可调整静态墨滴的速度和体积，最终达到最佳的喷射效果。
5、RS485 通信模块
RS485 通信模块电路的控制芯片是差分总线收发器75176B。
它主要是通过与 FPGA 模块的 485 通信传输喷头所需的脉冲波形数据和脉冲触发信号。
6、SPI 通信模块
SPI 通信模块主要是通过 Quartus II 平台下编写Verilog HDL 程序来实现的，利用 SPI 通信模块，并改变相应的喷头驱动电路，即可实现驱动不同厂商喷头的目的。
7、模数转换模块
模数转换模块采用 500ksps 的吞吐量、8 通道软件可选的真双极性输入、12 位（带符号位）A/D 转换器芯片AD7327 来实现对气路压力、喷头温度的模数转换，并由FPGA 处理转换成的数字量，通过网口模块上传至 PC 机，进行实现实时监控和调节气路压力和喷头温度的功能。
8、供墨系统和开关量控制模块
供墨系统和开关量控制模块采用光耦 TLP124 和 N 沟道晶体管 NTD3055L104 对供墨系统和开关量模块进行控制。
一旦上位机发送供墨指令，墨路系统即会根据液位的高低判断是否供墨——墨盒中墨水未满时供墨，否则停止供墨。
上位机亦可发送总气阀、平台阀、废墨阀控制指令来实现对总气阀开关、平台是否吸附基材、是否抽废墨等开关量的控制，实现的开关速度达 us 级，远超机械开关的响应速度。
四、结束语
综上所述，随着打印技术的深入发展，技术水平也将更加先进，喷墨打印技术也将在发展中快速进步，发挥更大的作用，该项技术也将具有广阔的市场前景。
参考文献
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[2]庞淑娟，倪受东.基于FPGA的步进电机速度控制器的设计[J].新技术新工艺，2014,36（4）：32⁃33.。