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

摘要：為了取代傳統(tǒng)利用單片機(jī)驅(qū)動微型打印機(jī)，使用Altera公司的FPGA芯片EP3C225Q240C8N設(shè)計(jì)驅(qū)動打印機(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言VHDL實(shí)現(xiàn)對微型打印機(jī)的時(shí)序控制，并通過QuartusⅡ軟件平臺下栽到FPGA調(diào)試通過，證明該方法行之有效，完全可以取代傳統(tǒng)利用單片機(jī)來驅(qū)動微型打印機(jī)，且抗干擾性好，可靠性高，具有較強(qiáng)的可移植性。
關(guān)鍵詞：微型打印機(jī)；VHDL；時(shí)序；FPGA

0 引言
FPGA即現(xiàn)場可編程邏輯陣列。是在CPLD的基礎(chǔ)上發(fā)展起來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)萬門到數(shù)千萬門不等，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(CPLU)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。對微型打印機(jī)的驅(qū)動，傳統(tǒng)方法是使用單片機(jī)是實(shí)現(xiàn)對其的時(shí)序控制。隨著FPGA在各領(lǐng)域的普及使用，以及對微型打印機(jī)的需要，因此要實(shí)現(xiàn)FP-GA對微型打印機(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)的是美國國防部開發(fā)的VHDL語言，它已成為IEEE STD_1076標(biāo)準(zhǔn)。另外從近期HDL語言發(fā)展的動態(tài)來看，許多公司研制的硬件電路設(shè)計(jì)工具業(yè)都逐漸向VHDL語言靠攏，使得他們的硬件電路設(shè)計(jì)工具也能支持VHDL語言。
VHDL語言可以支持自上而下和基于庫的設(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，RS232串行接口，TTL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鴺?biāo)一、二級漢字庫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如圖1所示。此26個(gè)并口各引腳信號定義如表1所示。

注：“入”表示輸入到打印機(jī)；“出”表示從打印機(jī)輸出，信號的邏輯電平為TTL電平。
對打印機(jī)的驅(qū)動主要是對其工作時(shí)序進(jìn)行正確的控制，RD-DH型并行接口定時(shí)圖如圖2所示。