基于FPGA與VHDL的微型打印機的驅動設計

摘要：為了取代傳統利用單片機驅動微型打印機，使用Altera公司的FPGA芯片EP3C225Q240C8N設計驅動打印機的硬件控制電路，并正確控制微型打印機的工作時序。軟件使用硬件描述語言VHDL實現對微型打印機的時序控制，并通過QuartusⅡ軟件平臺下栽到FPGA調試通過，證明該方法行之有效，完全可以取代傳統利用單片機來驅動微型打印機，且抗干擾性好，可靠性高，具有較強的可移植性。
關鍵詞：微型打印機；VHDL；時序；FPGA

0 引言
FPGA即現場可編程邏輯陣列。是在CPLD的基礎上發展起來的新型高性能可編程邏輯器件。FPGA的集成度很高，其器件密度從數萬門到數千萬門不等，可以完成極其復雜的時序與組合邏輯電路功能，適用于高速、高密度的高端數字邏輯電路設計領域。新一代的FPGA甚至集成了中央處理器(CPLU)或數字處理器(DSP)內核，在一片FPGA上進行軟硬件協同設計，為實現片上可編程系統(SOPC)提供了強大的硬件支持。對微型打印機的驅動，傳統方法是使用單片機是實現對其的時序控制。隨著FPGA在各領域的普及使用，以及對微型打印機的需要，因此要實現FP-GA對微型打印機的時序控制。
當前各ASIC芯片制造商都相繼開發了用于各自目的的HDL語言，但是大多數都為標準化和通用化。惟一被公認的是美國國防部開發的VHDL語言，它已成為IEEE STD_1076標準。另外從近期HDL語言發展的動態來看，許多公司研制的硬件電路設計工具業都逐漸向VHDL語言靠攏，使得他們的硬件電路設計工具也能支持VHDL語言。
VHDL語言可以支持自上而下和基于庫的設計方法，而且還支持FPGA的設計。

1 微型打印機簡介
RD-DH型微型打印機采用熱敏加熱點陣打印方式，是一款體積小，打印速度快的打印輸出設備。該型打印機可采用標準并行接口，RS232串行接口，TTL電平串口，485接口，USB接口，打印速度達到50 m／s，分辨率為8點／mm，384點／行，打印紙張采用57 mm熱敏紙。可打印國標一、二級漢字庫中全部漢字和西文字、圖標共8 178個。微型打印機并行接口與CENTRONICS標準接口兼容，可直接由微機并口或單片機控制。其26線雙排插座引腳序號如圖1所示。此26個并口各引腳信號定義如表1所示。

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