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彩色LED打印机驱动控制器的设计与实现

作　者: 吴攀
导　师: 田玉敏
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 彩色LED打印机驱动控制器插补控制器微控制器 FPGA
分类号: TP334.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着半导体制造工艺的发展,LED技术已经广泛应用于彩色打印领域。驱动控制器作为彩色LED打印机的执行模块,主要负责接收、执行来自主控制器的打印命令,结合对光敏信号的检测,控制彩色LED打印机机械部件的运动,使打印过程有序地进行。在对彩色LED打印机的工作原理、工作过程、机械机构原理等进行深入研究的基础上,本文根据彩色LED打印机电气部分的总体设计要求,提出了彩色LED打印机驱动控制器的总体设计方案。论文详细论述了以C8051F340微控制器为核心,与现场可编程门阵列(FPGA)相结合构成的驱动控制器硬件电路的原理,以及各功能模块硬件电路的详细设计方案。给出了利用FPGA实现步进电机插补控制IP核、卡纸检测以及高压控制的方法,以及各功能模块的仿真波形。论文对LED打印机打印过程中各电机的控制方法及控制过程进行了分析,结合光敏元件信号的检测以及对继电器等机械部件的控制,论述了LED打印机驱动控制软件的总体结构,主程序以及各功能子程序,包括初始化子程序、进纸控制子程序、打印准备子程序、打印控制子程序等的控制流程。对LED打印机驱动控制器硬件、软件的调试结果表明,所设计驱动控制器的各功能模块工作稳定,满足设计要求。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-9
  1.1 论文的背景及意义  7
  1.2 国内外的研究现状  7-8
  1.3 论文的主要工作及章节安排  8-9
第二章彩色LED打印机的工作原理及总体结构  9-17
  2.1 彩色LED打印机的工作原理  9-12
  2.2 彩色LED打印机的光路原理  12-13
  2.3 彩色LED打印机的系统组成  13-17
第三章 LED打印机驱动控制器硬件电路设计与实现  17-39
  3.1 彩色LED打印机驱动控制器的总体设计方案  17-20
    3.1.1 驱动控制器的主要功能  17-18
    3.1.2 驱动控制器的总体设计方案  18-20
  3.2 驱动控制器主要器件选型  20-25
    3.2.1 微控制器的选型  20-22
    3.2.2 现场可编程门阵列FPGA的选型与配置  22-24
    3.2.3 步进电机驱动芯片的选型  24-25
  3.3 驱动控制器硬件电路的详细设计与实现  25-39
    3.3.1 光敏元件检测电路  26-32
    3.3.2 步进电机驱动电路  32-33
    3.3.3 继电器与电风扇驱动控制电路  33-35
    3.3.4 传送带和加热鼓温度检测电路  35-37
    3.3.5 A/D转换器  37-39
第四章驱动控制器核心功能的FPGA实现  39-55
  4.1 步进电机插补控制的FPGA实现  39-48
    4.1.1 步进电机的工作原理  39-40
    4.1.2 步进电机的加减速控制  40-44
    4.1.3 步进电机加减速控制的FPGA实现  44-48
  4.2 卡纸检测的设计与实现  48-50
  4.3 500V和1600V高压加电下电时刻控制的实现  50-55
第五章 LED打印机驱动控制器软件的设计与实现  55-67
  5.1 打印过程中各电机的控制过程  55-57
  5.2 驱动控制器控制软件的总体设计  57
  5.3 主程序以及各模块子程序的设计  57-67
结束语  67-69
致谢  69-71
参考文献  71-72

彩色LED打印机驱动控制器的设计与实现

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