基于DSP+MCU+CPLD的喷码机系统外围接口的研究与设计

摘要

当前，随着我国包装工业的蓬勃发展，产品的包装技术已成为产品质量和企业形象的标志。喷码技术以其在条码印制方面使用灵活、效率高、成本低的优点，对提高企业和产品的形象、促进产品销售、提高工作效率、增加经济效益起到了很大作用，因而其应用范围正飞速扩展。喷码机是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、机械设计技术等多个学科综合交叉的技术密集型产品。 论文围绕喷码机控制系统的开发，针对国内外喷码技术的现状和发展趋势，自主研发一种以DSP为控制核心的新型高清晰喷码机，适用于建材、烟酒、药品、食品等的包装流水线。 本课题的研究工作主要包括以下几个方面： 首先，通过研究企业提供的一类喷码机，从控制开发与制作成本入手，针对原有喷码机的一些缺陷，进行改良，自行开发研制喷码机系统，力求操作简单，功能强大，系统稳定，弥补原有产品的不足。 其次，设计了以DSP为控制核心的主控板，并完成外围接口的设计。根据系统的特点，我们选择了以TI公司的DSP系列产品TMS320VC5402作为整个系统的控制核心，完成了喷头控制芯片电路模块、存储器模块(扩展程序存储器及存储器、MCU接口电路)、检测与同步信息反馈电路等研发设计工作。 接着，针对系统的通用性、灵活性建立了以MCU+CPLD的辅助控制模块。根据降低主控芯片负荷，提高系统稳定性及用户自主升级程序的灵活性，设计完成了DSP与MCU的接口模块、程序下载模块、人机交互模块等的研发工作。 最后，在设计完成喷码机的最小系统后，完成核心系统的PCB板的制作，并进行软件和硬件的模块化调试工作。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪 论

1.1课题来源

1.2喷码机的发展现状

1.3课题的研究意义

1.3.1喷码机的科技、经济和社会发展的作用

1.3.2 DSP+MCU+CPLD的实时控制功能框架

1.3.3主控系统外围接口的通用性

1.4学位论文的主要研究工作

第二章喷码机系统的设计策略

2.1喷码机系统综述

2.1.1喷码机的组成

2.1.2喷码机的分类

2.2系统总体的设计策略

2.3系统主控模块的设计策略

2.3.1系统主控芯片的选择

2.3.2系统平台的搭建

2.4系统辅助模块的设计策略

2.4.1单片机控制的设计策略

2.4.2可编程逻辑器件的使用策略

第三章喷码机最小主控系统的设计

3.1最小系统设计方案概述

3.1.1 DSP板最小系统设计策略

3.1.2 TMS320VC5402简介

3.2基于DSP的主控单元

3.2.1外部扩展存储器设计

3.2.2时钟、电源及复位设计

3.2.3 DSP片外的接口设计

3.3基于MCU的DSP下载程序模块

3.3.1实现用户自主下载更新程序设计策略

3.3.2 TMS320VC5402的HPI口及导载机制

3.3.3TMS320VC5402与STC89LE516RD+的硬件设计

3.3.4 DSP与单片机通信的软件设计

3.3.5 MCU与上位机接口设计

第四章系统的人机交互模块接口设计

4.1液晶显示模块设计

4.1.1液晶显示模块的选择策略

4.1.2液晶显示模块硬件设计

4.1.3显示模块软件设计

4.2操作键盘设计

第五章DSP与喷头的接口设计

5.1喷印头的选择策略

5.2喷印头控制器与DSP的硬件接口设计

5.3喷印头控制器与DSP的软件设计

第六章系统其他模块设计

6.1大容量存储器模块设计

6.2红外接近开关设计

6.3电源复位模块设计

第七章最小系统的调试与系总结

7.1硬件电路搭建与调试

7.2系统软件及CPLD编程调试

7.2.1系统软件调试

7.2.2 CPLD编程调试

7.3总结

[参考文献]

致 谢

硕士期间发表的论文