高速喷墨打印机高精度实时控制系统

发布时间：2017-06-10 02:02

  本文关键词：高速喷墨打印机高精度实时控制系统，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：进入21世纪以来，科技技术的高速发展和制造业的日益壮大，在加工、制造、包装工业生产生产线上，对喷墨打印机的需求量不断增加，并且在大批量和特殊产品的外包装生产中扮演着重要的角色。现在市场上的喷码打印机，存在着多种缺点：运用场合单一、打印质量差，安全性差、高维护成本等。很大程度上限制了喷墨打印机在生产线上的应用。针对以上问题，本文结合嵌入式技术和FPGA技术的特点，本课题研究并实现了一种高速、高精度的实时喷码系统。 本文首先分析了生产线喷码机的国内外研究现状和发展趋势，然后研究了喷码机的组成部件，以及本次系统设计的目标。根据系统的设计目标，提出了高速喷墨打印机高精度实时控制系统的硬件总体设计方案。 然后，针对制定的总体设计方案，，根据AU1250处理器和Actel FPGA技术特点，进行了生产线喷码机硬件系统核心模块的研究与实现，其中包括核心板设计、上下位机通信设计、供墨系统设计、墨滴充电和晶振棒驱动设计、墨滴相位自动检测电路设计与实现、墨滴飞行速度检测研究与实现、墨滴偏转电压漏电检测等。接着进行了生产线喷码机下位机软件核心模块的研究与实现，即下位机FPGA程序的设计与实现，包括上位机和下位机通信的实现、充电波形的实现以及和正弦波的同步等。 最后，为了证实该高速喷墨打印机高精度实时控制系统的实用性以及是否达成目标，对系统的主要功能模块进行了测试，并结合生产线，进行了实际喷印效果的测试。
【关键词】：喷码打印 AU1250处理器 FPGA Cortex-M3 AHB
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP334.83;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 绪论7-15
• 1.1 课题的研究背景7
• 1.2 课题国内外研究现状及发展趋势7-12
• 1.2.1 喷码打印技术的历史和现状7-10
• 1.2.2 喷码打印技术未来的发展方向10-11
• 1.2.3 嵌入式系统的研究现状11-12
• 1.3 国内外研究现状的分析总结以及课题研究目的和意义12-13
• 1.4 课题的来源13
• 1.5 论文的主要研究内容13-14
• 1.6 本章小结14-15
• 2 高速喷墨打印机高精度实时控制系统硬件总体设计15-27
• 2.1 生产线喷码机系统组成15-17
• 2.2 喷码机实时控制系统的设计目标17-18
• 2.3 生产线喷码机的方案设计18-21
• 2.3.1 系统架构设计18-19
• 2.3.2 系统架构设计的实施方案19-21
• 2.4 系统主要器件选型21-25
• 2.4.1 嵌入式微处理器选型21-23
• 2.4.2 下位机选型23-25
• 2.5 生产线喷码机的系统原理框图设计25-26
• 2.6 本章小结26-27
• 3 生产线喷码机实时控制系统硬件核心模块设计27-45
• 3.1 供墨系统设计27-29
• 3.1.1 电机驱动模块和电机转速检测模块设计27-28
• 3.1.2 墨路压力检测模块设计28
• 3.1.3 墨路压力控制系统设计28-29
• 3.2 墨滴充电电路和晶振棒驱动电路设计29-31
• 3.2.1 墨滴高速充电电路设计29-30
• 3.2.2 晶振棒驱动电路设计30-31
• 3.3 墨滴相位自动检测电路设计与实现31-33
• 3.4 墨滴飞行速度检测研究与实现33-34
• 3.5 墨滴偏转电压漏电检测34-35
• 3.6 上下位机数据和命令通信模块设计35-41
• 3.6.1 上下位机通信模块硬件设计35-38
• 3.6.2 上下位机通信协议的制定38-41
• 3.7 核心板最小系统设计41-44
• 3.7.1 电源模块设计42-43
• 3.7.2 存储器设计43-44
• 3.8 本章小结44-45
• 4 生产线喷码机 FPGA 软件核心模块设计45-55
• 4.1 静态总线和 AHB 总线通信的 FPGA 程序实现45-48
• 4.2 高精度实时控制系统的 FPGA 程序实现48-52
• 4.2.1 FPGA 中正弦波的产生48-51
• 4.2.2 充电时序和正弦波的同步研究51-52
• 4.3 下位机充电数据的发送机制52-54
• 4.4 本章小结54-55
• 5 生产线喷码机关键模块测试55-62
• 5.1 上位机和下位机的通信测试55-56
• 5.2 充电电路以及晶振棒驱动电路测试56-59
• 5.3 相位检测电路测试59-60
• 5.4 系统实际喷印效果测试60-61
• 5.5 本章小结61-62
• 6 结论62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-66
• 附录66
• A. 攻读硕士学位期间从事的主要科研工作66
• B. 作者在攻读硕士学位期间所获奖励66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：437130