高速喷墨打印机主控器设计与实现

发布时间：2017-10-11 05:25

  本文关键词：高速喷墨打印机主控器设计与实现

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【摘要】：喷墨打印机因其价格低廉、体积小、打印噪音低而成为了家用和办公环境下打印机的首选方案。然而随着大数据时代的到来,人们对打印机打印速度的要求越来越苛刻,而且随处可见的智能设备使人们对PC的依赖越来越小。因此,研究能够通过便携式设备进行打印的高速喷墨打印机显得很有必要。本文在分析喷墨打印机工作流程的基础上提出了提高打印速度、改进打印质量的方案,并从原理上对其进行了可行性分析。然后结合项目需求和LED打印机的设计经验给出了高速喷墨打印机的总体设计。重点针对高速喷墨打印机的主控器进行设计和实现,主要工作有：1、分析阶段,精确计算了高速喷墨打印机主控器与喷头驱动板间的数据传输速率,确保通过USB2.0接口可以满足高速打印的要求。2、方案设计阶段,提出了主控器的设计方案,采用核心板加底板的实现方式。核心板选用飞凌开发的一款以ARM处理器AM3354为控制核心的产品；底板自主设计,主要包含提供人机交互的LCD显示触摸接口,提供打印机外部信息传输通道的网络接口、USB接口和SD卡接口,提供打印机内部信息传输通道的GPMC(通用存储控制器)总线接口。既满足了高速打印对数据处理和传输的要求,同时可以通过多种渠道进行打印。3、硬件实现阶段,分模块进行了性能分析、芯片选型、原理图设计,最终布板、焊接搭建了主控器硬件平台。4、平台移植阶段,移植UBoot到主控器上。完成多串口驱动、GPMC驱动、PWM驱动、GPIO驱动的开发,迁移Linux平台下的LCD底层驱动实现LCD的显示功能,解决USB主口热插拔后无法识别设备的问题。5、测试阶段,验证主控器可以正常工作。通过UBoot平台提供的命令验证了网口、RTC的功能,利用FPGA模拟SDRAM验证了GMPC接口的通信,移植FAT32文件系统解析程序验证了SD卡接口、USB主口的通信,通过显示BMP图像验证了LCD显示功能,验证了多串口、RTC、GPIO、PWM的功能。完成上述工作后,就搭建起了一个能够满足高速喷墨打印机性能要求的且工作正常的主控器硬件系统。本文通过对高速喷墨打印机主控器的设计和实现,以及对系统的功能测试和性能测试,验证了方案的可行性。希望能对同类技术的开发和研究起到一定的参考作用。
【关键词】：喷墨打印机 高速 主控器 UBoot 测试
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP334.8
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 喷墨打印机概述14-15
• 1.1.1 喷墨打印机简介14
• 1.1.2 如何提高喷墨打印的速度和质量14-15
• 1.2 研究背景及意义15-16
• 1.3 论文的主要工作及章节安排16-18
• 第二章 方案设计18-30
• 2.1 背景知识18-20
• 2.1.1 嵌入式系统定义18
• 2.1.2 嵌入式系统特征18-20
• 2.1.3 ARM简介20
• 2.2 高速喷墨打印机总体方案20-25
• 2.2.1 打印机总体方案21-23
• 2.2.2 总体方案相关模块描述23-24
• 2.2.3 参数计算24-25
• 2.3 主控器设计方案25-30
• 2.3.1 主控芯片选择25-27
• 2.3.2 核心板选择27-28
• 2.3.3 底板设计28-30
• 第三章 主控器硬件实现30-38
• 3.1 网络模块硬件实现30-31
• 3.2 USB接口模块硬件实现31-34
• 3.3 其他模块硬件实现34-38
• 3.3.1 电源模块34
• 3.3.2 LCD显示触摸模块34-35
• 3.3.3 串口模块35-36
• 3.3.4 外部总线接口36
• 3.3.5 MMC模块36-37
• 3.3.6 系统模块37-38
• 第四章 测试软件平台38-46
• 4.1 软件平台选择及介绍38-39
• 4.1.1 嵌入式Linux结构38
• 4.1.2 BootLoader的功能和选择38
• 4.1.3 UBoot简介38-39
• 4.2 Uboot分析39-44
• 4.2.1 源代码目录结构39
• 4.2.2 Uboot编译39-42
• 4.2.3 Uboot启动流程分析42-44
• 4.3 Uboot核心数据结构44-46
• 第五章 主控器测试程序开发46-78
• 5.1 串口模块46-50
• 5.1.1 处理器相关资源46
• 5.1.2 平台软件移植46-49
• 5.1.3 测试软件设计49
• 5.1.4 测试结果及分析49-50
• 5.2 外部总线模块50-55
• 5.2.1 处理器相关资源50-51
• 5.2.2 平台软件移植51-52
• 5.2.3 测试软件设计52-54
• 5.2.4 测试结果及分析54-55
• 5.3 MMC模块55-65
• 5.3.1 处理器相关资源55
• 5.3.2 平台软件移植55-59
• 5.3.3 测设软件设计59-63
• 5.3.4 测试结果及分析63-65
• 5.4 USB模块65-70
• 5.4.1 处理器相关资源65-66
• 5.4.2 平台软件移植66-68
• 5.4.3 测试软件设计68
• 5.4.4 测试结果及分析68-70
• 5.5 显示模块70-75
• 5.5.1 处理器相关资源70
• 5.5.2 平台软件移植70-74
• 5.5.3 测试软件设计74
• 5.5.4 测试结果及分析74-75
• 5.6 其他模块75-78
• 5.6.1 RTC模块75
• 5.6.2 网络模块75-76
• 5.6.3 PWM模块76
• 5.6.4 GPIO模块76-78
• 第六章 结束语78-82
• 6.1 实验结果78
• 6.2 总结78-80
• 6.3 展望80-82
• 参考文献82-84
• 致谢84-86
• 作者简介86

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本文编号：1010745