大字符喷码机控制系统研究

发布时间：2017-10-31 15:05

  本文关键词：大字符喷码机控制系统研究

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【摘要】：近年来,随着中国经济的快速发展,企业为了提高生产效率,逐渐使用喷码机代替传统的喷印设备,国内市场对喷码机的需求量呈快速增长趋势。我国的大字符喷码机技术相对落后,国内市场主要依靠进口满足大字符喷码机的需求。进口的大字符喷码机质量好、性能稳定,但价格昂贵,维护费用以及耗材费用高,操作界面通常不符合中国人的使用习惯,对操作人员的技术要求高,并不能完全满足我国企业的实际生产要求。目前,国产大字符喷码机普遍存在几个方面的不足：(1)喷码机的控制器主要采用处理能力有限的8位单片机,喷码机系统功能结构单一,编辑喷印信息的能力有限,比如不支持使用拼音输入法输入汉字,不能编辑图形等：(2)不支持通过旋转喷头来调整喷印字符的高度；(3)缺少配套的上位机软件供用户在电脑上编辑自定义的喷印信息；(4)系统人机交互界面不够友好,操作不够简便,喷码机性能不够稳定。针对国产大字符喷码机普遍存在的问题,本论文提出一种基于S3C44B0X的大字符喷码机控制系统设计方案。S3C44B0X是三星公司推出的16/32位RISC处理器,具有低功耗、低成本、高性能、接口资源丰富的特点,完全能够满足大字符喷码机控制系统的设计要求。论文具体的研究内容以及取得的研究成果如下：(1)分析喷码机技术发展现状以及国产大字符喷码机普遍存在的问题,提出一种基于S3C44B0X的大字符喷码机控制系统设计方案,给出大字符喷码机控制系统的总体结构。(2)完成大字符喷码控制系统的硬件电路设计,包括核心板电路、喷头驱动电路、光电传感器接口电路、编码器接口电路、薄膜键盘接口电路、液晶屏接口电路、电源电路等,根据电路原理图制作PCB板,完成PCB板的焊接和测试。(3)完成大字符喷码机控制系统的软件设计,包括人机交互界面、薄膜键盘扫描、液晶屏驱动、K9F2808驱动、喷印信息的存储、喷印数据的处理、喷印控制。(4)开发配套的上位机软件,方便用户在电脑上编辑自定义的喷印信息,设计上位机软件与大字符喷码机之间的通信协议,喷印信息通过串口发送给大字符喷码机。(5)对大字符喷码机控制系统进行反复测试,解决测试过程中遇到的问题。经过不断完善,大字符喷码机控制系统运行情况良好,性能达到预期要求。本论文设计和开发的大字符喷码机控制系统具有系统功能丰富、操作界面友好的特点。在编辑喷印信息时,可以通过薄膜键盘输入5x5、7x5、16x12、16x16四种点阵结构的字符,汉字的输入采用拼音输入法,可以编辑图案、时钟、流水号、班次等喷印信息。可以通过调整喷头喷射方向与被喷印对象移动方向所构成夹角的大小来调整所喷印字符的高度,支持左右反转喷印和上下颠倒喷印,可以调节喷印墨点大小、字符宽度以及喷印延时等。可存储50条喷印信息,每条喷印信息长度可达1000个信息单元,可以存储50幅图案信息,图案的规格为255x16点阵结构。大字符喷码机控制系统可以外接光电传感器,光电传感器用来检测被喷印对象,其输出信号作为喷码机启动喷印的触发信号,可以外接编码器,在生产线非匀速的场合,喷码机根据编码器输出的脉冲信号来控制喷印速度,在生产线匀速的场合,喷码机根据计时器输出的恒定脉冲信号来控制喷印速度。本论文开发配套的上位机软件,方便用户在电脑上编辑自定义的喷印信息,设计上位机与喷码机之间的通信协议,喷印信息通过串口发送给喷码机。在实验室环境下对大字符喷码机控制系统进行综合测试,测试结果表明,喷码机控制系统运行情况良好,性能指标达到技术要求,是一款能够满足我国企业实际生产要求的喷印设备。
【关键词】：大字符 喷码机 点阵字符 按需喷墨技术 S3C44B0x
【学位授予单位】：广西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB486.3
【目录】：

• 中文摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-11
• 1.1 喷码机技术发展现状9
• 1.2 课题研究的背景和意义9-10
• 1.3 本论文的主要工作10
• 1.4 本章小结10-11
• 第2章 大字符喷码机控制系统总体设计11-15
• 2.1 大字符喷码机的喷印原理11-12
• 2.2 大字符喷码机控制系统的功能设计12-13
• 2.3 大字符喷码机控制系统的总体结构13-14
• 2.4 本章小结14-15
• 第3章 大字符喷码机控制系统硬件电路设计15-27
• 3.1 核心板电路设计15-19
• 3.1.1 主控制器的介绍15
• 3.1.2 CPU单元电路15-17
• 3.1.3 存储器接口电路17-19
• 3.1.4 RS232、JTAG接口电路19
• 3.2 光电传感器、编码器接口电路设计19-21
• 3.3 喷头驱动电路设计21-23
• 3.4 人机交互模块电路设计23-25
• 3.4.1 薄膜键盘模块电路23-25
• 3.4.2 液晶显示器接口电路25
• 3.5 电源电路设计25-26
• 3.6 本章小结26-27
• 第4章 大字符喷码机控制系统软件设计27-58
• 4.1 人机交互模块软件设计27-37
• 4.1.1 键盘扫描程序27-28
• 4.1.2 液晶显示器驱动程序28-31
• 4.1.3 人机交互界面设计31-37
• 4.2 喷印信息的处理37-47
• 4.2.1 字符点阵编码37-38
• 4.2.2 喷印数据的存储38-43
• 4.2.3 喷印数据的处理43-47
• 4.3 喷印字符高度调节及算法47-51
• 4.4 喷印控制模块设计51-53
• 4.5 喷印信息编辑软件设计53-57
• 4.6 本章小结57-58
• 第5章 大字符喷码机系统测试结果58-65
• 5.1 系统电源模块测试58
• 5.2 核心板电路测试58-59
• 5.3 薄膜键盘接口电路测试59-60
• 5.4 光电传感器、编码器接口电路测试60-61
• 5.5 喷头驱动电路测试61
• 5.6 喷码机的喷印效果以及性能指标61-64
• 5.7 本章小结64-65
• 第6章 总结与展望65-66
• 6.1 总结65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71

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本文编号：1122561