宽幅喷墨打印机控制系统技术方案

一种宽幅喷墨打印机控制系统，包括主控芯片以及连接在主控芯片周围的USB2.0模块、电机控制模块、喷头控制模块、控制面板，其特征是：所述的主控芯片内围绕总线设有32位NiosⅡ处理器、DDRSDRAM接口、A/D模块、Flash接口、JTAG接口、UART接口、定时器模块、USB2.0接口、喷头模块接口、控制面板模块接口，所述的USB2.0模块通过USB2.0接口与主控芯片连接，所述的电机控制模块通过UART接口与主控芯片连接，所述的喷头控制面板通过喷头模块接口与主控芯片连接，所述的控制面板通过控制面板模块接口与主控芯片连接。简化了硬件规模，也提高了设计效率，使系统实现可重配置，解决传统喷印控制器无法适应多种幅面、多种分辨率喷印的要求。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及宽幅打印机的
，特别是涉及一种宽幅喷墨打印机控制系统。
技术介绍
近些年宽幅喷绘写真市场发展迅速，大幅面喷印产品的使用越来越广泛，在户外媒体，如楼宇，灯箱广告，装饰装潢和摄影等行业都有成熟的应用，随之带来宽幅喷印设备产业的快速发展。由于对喷印质量和喷绘输出速前一般宽幅喷墨打印机的喷头分辨率为240dpi 720dpi，喷印宽度为I. 8 m 3· 5 m，喷头点火频率为6 Hz 23 Hz最快输出速度为90m2 ΑΓ130 m2 /h)，目前，宽幅喷印机产品的控制系统主要存在以下技术瓶颈对大量图像数据的高速传输能力；对运动执行机构的精确实时控制能力；各个工作模块与喷头工作复杂逻辑时序的实现；对新产品的软硬件升级。
技术实现思路
本技术为解决上述问题，提出一种宽幅喷墨打印机控制系统。本技术的技术方案是一种宽幅喷墨打印机控制系统，包括主控芯片以及连接在主控芯片周围的USB2. O模块、电机控制模块、喷头控制模块、控制面板，其特征是所述的主控芯片内围绕总线设有32位Nios II处理器、DDR SDRAM接口、A/D模块、Flash接口、JTAG接口、UART接口、定时器模块、USB2. O接口、喷头模块接口、控制面板模块接口，所述的USB2. O模块通过USB2. O接口与主控芯片连接，所述的电机控制模块通过UART接口与主控芯片连接，所述的喷头控制面板通过喷头模块接口与主控芯片连接，所述的控制面板通过控制面板模块接口与主控芯片连接。所述的主控芯片为利用Altera的Cyclone II EP2C35F672C8N芯片为内核。所述的总线为Avalon总线。所述的A/D模块连接有喷头温度检测器。本技术的有益效果与传统宽幅喷印机控制器相比，该系统在设计方法和系统架构的实现方面有如下不同(I)设计采用可编程片上系统进行定制型的模块化设计，简化了硬件规模，也提高了设计效率，使系统实现可重配置，解决传统喷印控制器无法适应多种幅面、多种分辨率喷印的要求。(2)基于FPGA的Nios II系统，有丰富的硬件资源，可以解决传统宽幅喷印机对大量图像数据在上下位机之间和系统内部传输速度的瓶颈，且利用DSP Builder模块实现复杂的电机控制算法，提高对字车电机和走纸电机的运动精度控制，从而提高宽幅喷印机的喷印精度。附图说明图I为该宽幅喷墨打印机控制系统架构示意图；图2为喷头工作时序图；图3为USB2. O接口模块电路；图4为软件算法的流程图；图中I.主控芯片2.总线。具体实施方式实施例参见图I，图中一种览幅嗔墨打印机控制系统，包括王控芯片以及连接在主控芯片周围的USB2. O模块、电机控制模块、喷头控制模块、控制面板，所述的主控芯片内围绕总线设有32位Nios II处理器、DDR SDRAM接口、A/D模块、Flash接口、JTAG接口、UART接口、定时器模块、USB2. O接口、喷头模块接口、控制面板模块接口，所述的USB2. O模块通过USB2. O接口与主控芯片连接，所述的电机控制模块通过UART接口与主控芯片连接，所述的喷头控制面板通过喷头模块接口与主控芯片连接，所述的控制面板通过控制面板模块接口与主控芯片连接。所述的主控芯片为利用Altera的Cyclone II EP2C35F672C8N芯片为内核。所述的总线为Avalon总线。所述的A/D模块连接有喷头温度检测器。详细实施方案如下宽幅喷墨打印机控制系统的硬件设计I、控制器的总体设计本系统控制器主要完成以下功能从PC机接收与缓存图像数据及控制指令，喷头时序产生和内部喷印数据的传送，对电机控制系统的控制，处理光栅尺、伺服电机的反馈信息，监控喷头工作温度等。根据Nios II处理器的架构和控制器实现的功能，本系统的硬件结构设计如图I所示。在本系统硬件结构设计中，采用基于SOPC模式的设计方法利用Quartus和SOPC Builder软件进行相应的参数设置，在单片FPGA中直接自动添加32位Nios II处理器、DDRSDRAM模块、A/D模块、Flash模块、JTAG调试传输模块、UART模块、定时器模块，以及将设计好的USB接口模块、喷头控制模块和控制面板模块等模块电路自动连入系统。在此类模块添加后由SOPC Builder内部生成的Avalon总线自动连接。Avalon交换式总线能进行多路数据同时处理，提高了系统吞吐量。当SOPCBuilder添加一个新的组件或某个外设接入优先权改变时,会有一个新的最佳Avalon总线被生成。该定制硬件功能模块的设计方法在实际设计中提高了设计效率，简化了硬件电路实现规模。基于SOPC Builder软件的模块设计易于实现产品的软、硬件升级，且缩短了开发周期。Nios II软核处理器选用Cyclone II EP2c35F672C8N芯片，实现32位嵌入式处理器功能。在SOPC Builder中设置Nios II核心处理器的同时，在Caches和紧密式耦合内存(Tightly Coupled Memory, TCM)选项卡中复选 Include tightly coupled instructionmaster ports,并指定片内存储器，以构建与CPU外部存储器紧密f禹合的数据端口，通过该端口与存储器交换数据比通过Avalon总线要快。本设计采用EPSON的第五代喷头，每个喷头有720个喷孔(每个喷头对应720个像素，S卩720个扫描行)，分辨率为720 dpi。该宽幅喷墨打印机采用I个喷头并行喷印实现高速输出，一个喷头打印一行需要的内存空间计算如下假设喷印幅面的宽度为1.8 m，每个扫描行所需的存储空间为(1.8 mXlOO +25. 4 cm/inch) X720 dpi=5102点=566 Byte ；1个喷头打印一行需要的内存空间为720行X566 Byte=407520 Byte;显然，这里采用SRAM很难满足要求。为了提高系统内部数据交换速度，本系统采用DDR SDRAM进行存储。对于Nios II软核处理器要在外围扩展DDRSDRAM存储器，只须在SOPCBuiIder配置处理器时添加DDR SDRAM控制器，通过DDR SDRAM控制器实现Nios II处理器与外部DDR SDRAM存储器的链接。Flash ROM编程的工具，可以很方便地实现软件的下载编程。系统中添加了串行通行口 UART模块，用于与电机控制器模块之间的通信。系统中的定时器模块用于内部定时。A/D接口用于监控检测喷头的工作温度。喷头模块实现喷头数据的组织和喷头驱动电路时序产生，该部分电路与Nios II处理器之间的借口可以等效为一组寄存器端口，与Avalon总线通过三台缓冲桥相连可以集成在一个芯片上，提高了系统的可靠性。控制器主板上扩展的JTAG配置，可以实现硬件的下载配置，便于开发过程中进行调试，而且通过JTAG接口的EPCS间接编程可以很方便地把系统硬件配置文件下载到板上的配置芯片EPCS。在系统每次上电后，EPCS上的主动配置逻辑就会主动独处EPCS内信息对系统硬件配置，硬件配置完成后系统就可以运行Flash ROM中的程序。2、喷头控制每款电路和时序设计宽幅喷墨打印机喷头的工作时序本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽幅喷墨打印机控制系统，包括主控芯片以及连接在主控芯片周围的USB2.0模块、电机控制模块、喷头控制模块、控制面板，其特征是：所述的主控芯片内围绕总线设有32位？NiosⅡ处理器、DDR？SDRAM接口、A/D模块、Flash接口、JTAG接口、UART接口、定时器模块、USB2.0接口、喷头模块接口、控制面板模块接口，所述的USB2.0模块通过USB2.0接口与主控芯片连接，所述的电机控制模块通过UART接口与主控芯片连接，所述的喷头控制面板通过喷头模块接口与主控芯片连接，所述的控制面板通过控制面板模块接口与主控芯片连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世权，
申请(专利权)人：郑州新世纪数码打印科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：