基于FPGA 與VHDL 的微型打印機(jī)的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

摘 要：為了取代傳統(tǒng)利用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)微型打印機(jī)，使用Alt era 公司的FPGA 芯片EP3C25Q240C8N 設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)打印機(jī)的硬件控制電路，并正確控制微型打印機(jī)的工作時(shí)序。軟件使用硬件描述語(yǔ)言VH DL 實(shí)現(xiàn)對(duì)微型打印機(jī)的時(shí)序控制，并通過(guò)Quar tus 軟件平臺(tái)下載到FPGA 調(diào)試通過(guò)，證明該方法行之有效，完全可以取代傳統(tǒng)利用單片機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)微型打印機(jī)，且抗干擾性好，可靠性高，具有較強(qiáng)的可移植性。

　　0 引 言

　　FPGA 即現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列。是在CPLD 的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型高性能可編程邏輯器件。FPGA的集成度很高，其器件密度從數(shù)萬(wàn)門到數(shù)千萬(wàn)門不等，可以完成極其復(fù)雜的時(shí)序與組合邏輯電路功能,適用于高速、高密度的高端數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域。新一代的FPGA 甚至集成了中央處理器( CPU ) 或數(shù)字處理器( DSP) 內(nèi)核，在一片F(xiàn)PGA 上進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)片上可編程系統(tǒng)( SOPC) 提供了強(qiáng)大的硬件支持。對(duì)微型打印機(jī)的驅(qū)動(dòng)，傳統(tǒng)方法是使用單片機(jī)是實(shí)現(xiàn)對(duì)其的時(shí)序控制。隨著FPGA 在各領(lǐng)域的普及使用，以及對(duì)微型打印機(jī)的需要，因此要實(shí)現(xiàn)FPGA 對(duì)微型打印機(jī)的時(shí)序控制。

　　當(dāng)前各ASIC 芯片制造商都相繼開發(fā)了用于各自目的的HDL 語(yǔ)言，但是大多數(shù)都為標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。惟一被公認(rèn)的是美國(guó)國(guó)防部開發(fā)的VHDL 語(yǔ)言，它已成為IEEE ST D_1076 標(biāo)準(zhǔn)。另外從近期HDL語(yǔ)言發(fā)展的動(dòng)態(tài)來(lái)看，許多公司研制的硬件電路設(shè)計(jì)工具業(yè)都逐漸向VHDL 語(yǔ)言靠攏，使得他們的硬件電路設(shè)計(jì)工具也能支持VHDL 語(yǔ)言。

　　VHDL 語(yǔ)言可以支持自上而下和基于庫(kù)的設(shè)計(jì)方法，而且還支持FPGA 的設(shè)計(jì)。

　　1 微型打印機(jī)簡(jiǎn)介

　　RD DH 型微型打印機(jī)采用熱敏加熱點(diǎn)陣打印方式，是一款體積小，打印速度快的打印輸出設(shè)備。該型打印機(jī)可采用標(biāo)準(zhǔn)并行接口，RS 232 串行接口，T TL電平串口，485 接口，USB 接口，打印速度達(dá)到50 m/ s,分辨率為8 點(diǎn)/ mm，384 點(diǎn)/ 行，打印紙張采用57 mm熱敏紙?？纱蛴?guó)標(biāo)一、二級(jí)漢字庫(kù)中全部漢字和西文字、圖標(biāo)共8 178 個(gè)。微型打印機(jī)并行接口與CENTRONICS標(biāo)準(zhǔn)接口兼容，可直接由微機(jī)并口或單片機(jī)控制。其26 線雙排插座引腳序號(hào)如圖1 所示。此26 個(gè)并口各引腳信號(hào)定義如表1 所示。

圖1 雙排插座引腳序號(hào)

表1 微型打印機(jī)26 并口各引腳定義