一種基于光柵編碼器及fpga的打印機(jī)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(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光柵編碼器及FPGA的打印機(jī)控制裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]打印機(jī)是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，打印機(jī)由機(jī)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(jī)中重要的部件，包括打印機(jī)與計算機(jī)的接口，也包括機(jī)械部件間的接口以及電控部分與機(jī)械傳動的接口。現(xiàn)代的打印機(jī)采用點(diǎn)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(jī)主要是由打印頭、字車機(jī)構(gòu)、色帶機(jī)構(gòu)、輸紙機(jī)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(yùn)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(dāng)?shù)竭_(dá)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(jī)依靠字車機(jī)構(gòu)傳動的高精度、持久的一致性、運(yùn)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(yùn)動路徑上存在障礙物，其阻擋或影響移動載體的運(yùn)動，以及字車機(jī)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(dá)預(yù)設(shè)的打印位置，或當(dāng)前打印位置的邏輯定位與實(shí)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(jī)控制裝置及其方法，實(shí)現(xiàn)打印機(jī)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(jī)控制裝置，包括一打印機(jī)控制單元、字車機(jī)構(gòu)、走紙機(jī)構(gòu)和打印頭，所述字車機(jī)構(gòu)沿打印機(jī)機(jī)芯橫向移動，所述打印頭與字車機(jī)構(gòu)固定連接，所述打印頭、字車機(jī)構(gòu)和走紙機(jī)構(gòu)經(jīng)一驅(qū)動電路與所述打印機(jī)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(jī)芯長度方向設(shè)置，所述字車機(jī)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(jī)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(jī)控制單元電連接。
[0006]進(jìn)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(jī)的右側(cè)板上，另一端經(jīng)一彈性鎖緊機(jī)構(gòu)固定在打印機(jī)的左側(cè)板上。
[0007]進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jìn)行復(fù)位；
步驟S2:判斷字車機(jī)構(gòu)復(fù)位過程是否失步，若是，則進(jìn)行報錯且重新進(jìn)行復(fù)位，否則轉(zhuǎn)至步驟S3。
[0011]步驟S3:所述打印機(jī)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(jìn)行分頻處理；
步驟S5:打印機(jī)控制單元預(yù)先向FPGA模塊中的相應(yīng)寄存器寫入DP1、打印標(biāo)志，并且打印狀態(tài)下寫入當(dāng)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(jī)控制單元，打印機(jī)控制單元對該信號進(jìn)行計數(shù)以確認(rèn)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(dāng)前光柵編碼器輸出波形的周期，判斷字車的運(yùn)行是否異常，如果異常則設(shè)置異常標(biāo)志，打印機(jī)控制單元讀取到異常標(biāo)志后，記錄異常的位置，然后進(jìn)行復(fù)位后再回到出錯位置繼續(xù)完成打印任務(wù)且進(jìn)行相應(yīng)的報錯；字車先復(fù)位，繼而在打印失步的行全程重新字車運(yùn)動，沒出針的位置繼續(xù)出針，如果可以補(bǔ)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(bǔ)打未打印完成的內(nèi)容。
[0012]步驟S8:所述FPGA模塊對字車運(yùn)動方向進(jìn)行判斷，通過FPGA模塊的I/O端口輸出至打印機(jī)控制單元，用以表示不同的字車運(yùn)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(jìn)一步的，所述步驟SI還包括以下步驟:
步驟S10:字車機(jī)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(jī)構(gòu)向左移動后，再向右移動，重復(fù)步驟SlO ;
步驟Sll:字車機(jī)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(jìn)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(jìn)行字車復(fù)位，復(fù)位完成后回到打印位置繼續(xù)完成當(dāng)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(jī)構(gòu)橫向移動的位移，通過光柵編碼器輸出字車機(jī)構(gòu)的位置，根據(jù)FPGA模塊判斷字車位置是否準(zhǔn)確或者字車是否失步，若出現(xiàn)失步則進(jìn)行報錯，同時進(jìn)行字車復(fù)位，字車復(fù)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(jī)控制裝置，不僅可以提高打印精度，同時可以進(jìn)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(jìn)一步說明。
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)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(shí)施例的打印機(jī)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(jī)構(gòu)；4_第一條光柵；5_定位孔；6_彈性鎖緊機(jī)構(gòu)；7_打印機(jī)右側(cè)板；8_打印機(jī)左側(cè)板。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)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(jī)控制裝置，包括一打印機(jī)控制單元、字車機(jī)構(gòu)3、走紙機(jī)構(gòu)和打印頭，所述字車機(jī)構(gòu)3沿打印機(jī)機(jī)芯橫向移動，所述打印頭與字車機(jī)構(gòu)3固定連接，所述打印頭、字車機(jī)構(gòu)3和走紙機(jī)構(gòu)經(jīng)一驅(qū)動電路與所述打印機(jī)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(jī)芯長度方向設(shè)置，所述字車機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)橫向移動的位移，通過光柵編碼器輸出字車機(jī)構(gòu)3的位置，根據(jù)FPGA模塊判斷字車位置是否準(zhǔn)確或者字車是否失步，若出現(xiàn)失步則進(jìn)行報錯，同時進(jìn)行字車復(fù)位，字車復(fù)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(jī)控制裝置，不僅可以提高打印精度，同時可以進(jìn)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(jī)控制裝置，所述打印機(jī)控制單元通過驅(qū)動電路控制字車運(yùn)動，字車運(yùn)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(jī)控制單元，打印機(jī)控制單元通過對FPGA模塊輸出的信號進(jìn)行定位，驅(qū)動打印頭出針。
[0022]在本實(shí)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(jī)的右側(cè)板7上，另一端經(jīng)一彈性鎖緊機(jī)構(gòu)6固定在打印機(jī)的左側(cè)板8上。所述彈性鎖緊機(jī)構(gòu)為彈性墊圈配合螺栓