一種基于光柵編碼器及fpga的打印機控制裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及打印機領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光柵編碼器及FPGA的打印機控制裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]打印機是一種典型的機電一體化產(chǎn)品，打印機由機械部件、電子部件以及相應(yīng)軟件的共同配合完成文字及圖形的打印。接口同樣是打印機中重要的部件，包括打印機與計算機的接口，也包括機械部件間的接口以及電控部分與機械傳動的接口?，F(xiàn)代的打印機采用點陣的打印方式，既可以打印字符也可以打印圖片。針式打印機主要是由打印頭、字車機構(gòu)、色帶機構(gòu)、輸紙機構(gòu)和控制電路組成，控制電路中包含對打印頭、走紙和字車行走的控制，控制電路中的ROM存儲器中存儲的打印字庫用來控制被打印字符與打印針運動之間的關(guān)系。字車的作用是驅(qū)動打印頭，通過其左右移動帶動打印頭橫向左右移動，當?shù)竭_指定位置后由打印頭撞擊色帶，在打印紙的相應(yīng)位置上印出字符。
[0003]針式打印機依靠字車機構(gòu)傳動的高精度、持久的一致性、運動過程的不受外物干擾，而且一旦出現(xiàn)失誤，就會造成系統(tǒng)失控的情況。例如，運動路徑上存在障礙物，其阻擋或影響移動載體的運動，以及字車機構(gòu)傳動的誤差等，造成移動載體無法按邏輯控制信號到達預設(shè)的打印位置，或當前打印位置的邏輯定位與實際位置不一致，結(jié)果是打印不正確，例如打印重合、打印錯位等，對于有價票據(jù)，這會造成廢票的產(chǎn)生，帶來極大的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對以上不足之處，提供了一種基于光柵編碼器及FPGA的打印機控制裝置及其方法，實現(xiàn)打印機定位的精度。
[0005]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的方案是:一種基于光柵編碼器及FPGA的打印機控制裝置，包括一打印機控制單元、字車機構(gòu)、走紙機構(gòu)和打印頭，所述字車機構(gòu)沿打印機機芯橫向移動，所述打印頭與字車機構(gòu)固定連接，所述打印頭、字車機構(gòu)和走紙機構(gòu)經(jīng)一驅(qū)動電路與所述打印機控制單元電連接；還包括一光柵編碼器，所述光柵編碼器的光柵尺沿機芯長度方向設(shè)置，所述字車機構(gòu)經(jīng)一安裝架固定在所述光柵編碼器的讀數(shù)頭上；所述光柵尺與所述機芯平行，所述光柵編碼器的輸出端經(jīng)一 FPGA模塊與所述打印機控制單元電連接。
[0006]進一步的，所述光柵編碼器的光柵尺一端經(jīng)一定位孔固定在打印機的右側(cè)板上，另一端經(jīng)一彈性鎖緊機構(gòu)固定在打印機的左側(cè)板上。
[0007]進一步的，所述定位孔固定在所述光柵尺的第一條光柵的右側(cè)。
[0008]進一步的，所述光柵編碼器經(jīng)一施密特觸發(fā)器整形后與所述FPGA模塊電連接。
[0009]進一步的，還包括一用于驅(qū)動打印工作的電源模塊，所述電源模塊與所述打印機控制單元和光柵編碼器電連接。
[0010]基于上述光柵編碼器及FPGA的打印機控制裝置的控制方法，包括以下步驟:
步驟S1:啟動電源，字車進行復位；
步驟S2:判斷字車機構(gòu)復位過程是否失步，若是，則進行報錯且重新進行復位，否則轉(zhuǎn)至步驟S3。
[0011]步驟S3:所述打印機控制單元接收打印信號后，所述光柵編碼器輸出A、B兩組相差90度的脈沖信號波形經(jīng)施密特觸發(fā)器處理后輸出至FPGA模塊；
步驟S4:所述FPGA模塊對輸入的兩路正交光柵信號，即A相和B相輸出的波形進行分頻處理；
步驟S5:打印機控制單元預先向FPGA模塊中的相應(yīng)寄存器寫入DP1、打印標志，并且打印狀態(tài)下寫入當前DPI下允許的光柵周期范圍；
步驟S6:所述FPGA模塊根據(jù)相應(yīng)DPI寄存器的設(shè)置，對所述光柵編碼器輸入的信號做相應(yīng)處理后輸出至打印機控制單元，打印機控制單元對該信號進行計數(shù)以確認字車位置并觸發(fā)出針；
步驟S7:打印狀態(tài)下，所述FPGA模塊根據(jù)檢測當前光柵編碼器輸出波形的周期，判斷字車的運行是否異常，如果異常則設(shè)置異常標志，打印機控制單元讀取到異常標志后，記錄異常的位置，然后進行復位后再回到出錯位置繼續(xù)完成打印任務(wù)且進行相應(yīng)的報錯；字車先復位，繼而在打印失步的行全程重新字車運動，沒出針的位置繼續(xù)出針，如果可以補打成功不保錯，反之報錯，并等待用戶清除故障，故障清除后，按任意鍵觸發(fā)補打未打印完成的內(nèi)容。
[0012]步驟S8:所述FPGA模塊對字車運動方向進行判斷，通過FPGA模塊的I/O端口輸出至打印機控制單元，用以表示不同的字車運動方向，如果光柵編碼器輸出波形的A相超前，輸出“1”，反之，輸出“O”。
[0013]進一步的，所述步驟SI還包括以下步驟:
步驟S10:字車機構(gòu)先向右移動，判斷字車所處的位置是否處在光柵覆蓋區(qū)域，若是，則轉(zhuǎn)至步驟S11，否則字車機構(gòu)向左移動后，再向右移動，重復步驟SlO ;
步驟Sll:字車機構(gòu)繼續(xù)向右移動，將右邊第一條光柵設(shè)置為初位；若字車在空白區(qū)，則繼續(xù)向右移動并將檢查到的光柵設(shè)置為光柵初位。
[0014]進一步的，在所述步驟S7中，在打印狀態(tài)下，判斷字車是否失步，若是，則進行字車復位，復位完成后回到打印位置繼續(xù)完成當前打印任務(wù)；否則繼續(xù)打印任務(wù)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果:根據(jù)所述光柵編碼測量字車機構(gòu)橫向移動的位移，通過光柵編碼器輸出字車機構(gòu)的位置，根據(jù)FPGA模塊判斷字車位置是否準確或者字車是否失步，若出現(xiàn)失步則進行報錯，同時進行字車復位，字車復位后重新回到打印位置繼續(xù)完成打印任務(wù)。本發(fā)明提供的打印機控制裝置，不僅可以提高打印精度，同時可以進行打印報錯，及時調(diào)整打印失步造成的錯誤。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明專利進一步說明。
[0017]圖1為本發(fā)明實施例的光柵編碼器安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例的打印機控制方法的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1-光柵編碼器的光柵尺；2_光柵編碼器的讀數(shù)頭；3_字車機構(gòu)；4_第一條光柵；5_定位孔；6_彈性鎖緊機構(gòu)；7_打印機右側(cè)板；8_打印機左側(cè)板。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[0020]如圖1?2所示，一種基于光柵編碼器及FPGA的打印機控制裝置，包括一打印機控制單元、字車機構(gòu)3、走紙機構(gòu)和打印頭，所述字車機構(gòu)3沿打印機機芯橫向移動，所述打印頭與字車機構(gòu)3固定連接，所述打印頭、字車機構(gòu)3和走紙機構(gòu)經(jīng)一驅(qū)動電路與所述打印機控制單元電連接；還包括一光柵編碼器，所述光柵編碼器的光柵尺I沿機芯長度方向設(shè)置，所述字車機構(gòu)3經(jīng)一安裝架固定在所述光柵編碼器的讀數(shù)頭2上；所述光柵編碼器的光柵尺2與所述機芯平行，所述光柵編碼器的輸出端連接至一 FPGA模塊，并且所述FPGA模塊與所述打印機控制單元電連接。從上述可知，本發(fā)明的有益效果在于:根據(jù)所述光柵編碼測量字車機構(gòu)橫向移動的位移，通過光柵編碼器輸出字車機構(gòu)3的位置，根據(jù)FPGA模塊判斷字車位置是否準確或者字車是否失步，若出現(xiàn)失步則進行報錯，同時進行字車復位，字車復位后重新回到打印位置繼續(xù)完成打印任務(wù)。本發(fā)明提供的打印機控制裝置，不僅可以提高打印精度，同時可以進行打印報錯，及時調(diào)整打印失步造成的錯誤。
[0021]本發(fā)明提供的基于光柵編碼器及FPGA的打印機控制裝置，所述打印機控制單元通過驅(qū)動電路控制字車運動，字車運動產(chǎn)生光柵信號輸入給FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊處理后再輸出給打印機控制單元，打印機控制單元通過對FPGA模塊輸出的信號進行定位，驅(qū)動打印頭出針。
[0022]在本實施例中，所述光柵編碼器的光柵尺2 —端經(jīng)一定位孔5固定在打印機的右側(cè)板7上，另一端經(jīng)一彈性鎖緊機構(gòu)6固定在打印機的左側(cè)板8上。所述彈性鎖緊機構(gòu)為彈性墊圈配合螺栓