基于FPGA与VHDL的微型打印机的驱动设计

摘要：为了取代传统利用单片机驱动微型打印机，使用Altera公司的FPGA芯片EP3C225Q240C8N设计驱动打印机的硬件控制电路，并正确控制微型打印机的工作时序。软件使用硬件描述语言VHDL实现对微型打印机的时序控制，并通过QuartusⅡ软件平台下栽到FPGA调试通过，证明该方法行之有效，完全可以取代传统利用单片机来驱动微型打印机，且抗干扰性好，可靠性高，具有较强的可移植性。
关键词：微型打印机；VHDL；时序；FPGA

0 引言
FPGA即现场可编程逻辑阵列。是在CPLD的基础上发展起来的新型高性能可编程逻辑器件。FPGA的集成度很高，其器件密度从数万门到数千万门不等，可以完成极其复杂的时序与组合逻辑电路功能，适用于高速、高密度的高端数字逻辑电路设计领域。新一代的FPGA甚至集成了中央处理器(CPLU)或数字处理器(DSP)内核，在一片FPGA上进行软硬件协同设计，为实现片上可编程系统(SOPC)提供了强大的硬件支持。对微型打印机的驱动，传统方法是使用单片机是实现对其的时序控制。随着FPGA在各领域的普及使用，以及对微型打印机的需要，因此要实现FP-GA对微型打印机的时序控制。
当前各ASIC芯片制造商都相继开发了用于各自目的的HDL语言，但是大多数都为标准化和通用化。惟一被公认的是美国国防部开发的VHDL语言，它已成为IEEE STD_1076标准。另外从近期HDL语言发展的动态来看，许多公司研制的硬件电路设计工具业都逐渐向VHDL语言靠拢，使得他们的硬件电路设计工具也能支持VHDL语言。
VHDL语言可以支持自上而下和基于库的设计方法，而且还支持FPGA的设计。

1 微型打印机简介
RD-DH型微型打印机采用热敏加热点阵打印方式，是一款体积小，打印速度快的打印输出设备。该型打印机可采用标准并行接口，RS232串行接口，TTL电平串口，485接口，USB接口，打印速度达到50 m／s，分辨率为8点／mm，384点／行，打印纸张采用57 mm热敏纸。可打印国标一、二级汉字库中全部汉字和西文字、图标共8 178个。微型打印机并行接口与CENTRONICS标准接口兼容，可直接由微机并口或单片机控制。其26线双排插座引脚序号如图1所示。此26个并口各引脚信号定义如表1所示。

注：“入”表示输入到打印机；“出”表示从打印机输出，信号的逻辑电平为TTL电平。
对打印机的驱动主要是对其工作时序进行正确的控制，RD-DH型并行接口定时图如图2所示。