微型打印機(jī)與FPGA的硬件接口及軟件設(shè)計(jì)
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軟件設(shè)計(jì)在FPGA內(nèi)部綜合生成2個(gè)內(nèi)部存儲(chǔ)器，表頭數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于一個(gè)存儲(chǔ)器中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)獨(dú)立保存于另一個(gè)存儲(chǔ)器中，根據(jù)判別條件，由打印機(jī)控制模塊分時(shí)讀出存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)并寫入打印機(jī)顯示。控制系統(tǒng)原理如圖4所示。
圖4中，mapy模塊是按鍵防抖動(dòng)模塊，clk-conv是時(shí)鐘分頻模塊，得到打印控制塊和隨機(jī)存儲(chǔ)器所需的時(shí)鐘。隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM1和SRAM2是利用FPGA內(nèi)部資源綜合生成的，SRAM1中固化好了打印數(shù)據(jù)的表頭數(shù)據(jù)，只需控制讀即可。設(shè)計(jì)中為了編程方便，僅僅將SRAM2源碼稍作修改即生成 SRAM1，實(shí)際可以設(shè)計(jì)ROM代替。SRAM2用來存儲(chǔ)打印機(jī)前端數(shù)據(jù)采樣與處理單元處理的數(shù)據(jù)，并在打印控制模塊(printer)的控制下，分時(shí)送入打印機(jī)緩存。打印控制模塊是核心，它不僅查詢打印機(jī)的工作狀態(tài)，控制打印機(jī)打印緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，還負(fù)責(zé)讀出SRAM中的數(shù)據(jù)，并寫入打印機(jī)。
2．3 系統(tǒng)功能仿真與分析
微型打印機(jī)控制塊(圖4中printer塊)的功能仿真圖如圖5所示。clk是系統(tǒng)時(shí)鐘，busy，ack，stb，dout是微型打印機(jī)的并行接口信號(hào)，currem_state表示工作時(shí)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。由圖可以看到，當(dāng)busy=O時(shí)，狀態(tài)sO進(jìn)入s1，系統(tǒng)對(duì)stb置位后，數(shù)據(jù)由dout輸出，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到s2，s2有足夠的延時(shí)；當(dāng)ack為低電平時(shí)，狀態(tài)轉(zhuǎn)移回到s0狀態(tài)，等待下一次數(shù)據(jù)傳輸。實(shí)際上數(shù)據(jù)在s1狀態(tài)時(shí)就應(yīng)該輸出，但是圖中所示卻在s2狀態(tài)開始時(shí)輸出，這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)有限狀態(tài)機(jī)時(shí)，采用的是莫爾狀態(tài)機(jī)的基本思想，它屬于異步輸出狀態(tài)機(jī)，輸出僅僅為當(dāng)前狀態(tài)的函數(shù)，所以這類狀態(tài)機(jī)在輸入發(fā)生變化時(shí)還需要下一個(gè)時(shí)鐘的到來。打印機(jī)實(shí)際打印效果如圖6所示。
3 結(jié)語(yǔ)
利用VHDL硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件，通過FPGA控制微型打印機(jī)工作。本微型打印機(jī)與FPGA組成打印系統(tǒng)后，F(xiàn)PGA將顯示數(shù)據(jù)寫入FPGA內(nèi)部設(shè)計(jì)的SRAM中，F(xiàn)PGA與微型打印機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換后，將欲打印數(shù)據(jù)讀出并與控制命令一起按打印順序送到微型打印機(jī)打印緩沖區(qū)中，完成打印輸出。設(shè)計(jì)的打印系統(tǒng)攜帶方便，實(shí)時(shí)性高。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/191405.htm
評(píng)論