微型打印機(jī)與FPGA的硬件接口及軟件設(shè)計
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軟件設(shè)計在FPGA內(nèi)部綜合生成2個內(nèi)部存儲器，表頭數(shù)據(jù)存儲于一個存儲器中，對現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)獨(dú)立保存于另一個存儲器中，根據(jù)判別條件，由打印機(jī)控制模塊分時讀出存儲器的數(shù)據(jù)并寫入打印機(jī)顯示?？刂葡到y(tǒng)原理如圖4所示。
圖4中，mapy模塊是按鍵防抖動模塊，clk-conv是時鐘分頻模塊，得到打印控制塊和隨機(jī)存儲器所需的時鐘。隨機(jī)存儲器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ROM代替。SRAM2用來存儲打印機(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)時鐘，busy，ack，stb，dout是微型打印機(jī)的并行接口信號，currem_state表示工作時狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。由圖可以看到，當(dāng)busy=O時，狀態(tài)sO進(jìn)入s1，系統(tǒng)對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；當(dāng)ack為低電平時，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)時就應(yīng)該輸出，但是圖中所示卻在s2狀態(tài)開始時輸出，這是因?yàn)樵O(shè)計有限狀態(tài)機(jī)時，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)生變化時還需要下一個時鐘的到來。打印機(jī)實(shí)際打印效果如圖6所示。
3 結(jié)語
利用VHDL硬件描述語言設(shè)計系統(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)計的打印系統(tǒng)攜帶方便，實(shí)時性高。
本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/191405.htm
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