基于AVR单片机的墨盒测试系统的研制

论文摘要

打印机、复印机、绘图设备在当今办公自动化、工程绘图、金融台帐等各个方面已经得到了广泛的应用。墨盒和墨水在打印机、复印机、绘图设备中的作用就如同汽车里的汽油一样重要。开发墨盒测试系统,供喷墨产品生产线使用,可以保证喷墨产品的质量。墨盒测试系统要在满足使用要求的前提下,控制好总成本和维护费用,这样的测试系统具有很高实用价值。目前国内墨盒的测试还处在分布测试阶段,就是将墨盒内部的部件拆分测试,这大大降低了测试的效率,浪费了很多工时。国外目前广泛采用的测试方法是,使用一个整体测试设备,将墨盒整体放在测试设备上,但要通过手动的方式来驱动。这比国内部件拆分测试要节省不少工时,提高了一定的工作效率,但仍然存在一定的缺陷。本文研制了一款墨盒测试系统,操作简单,消耗的工时少,检测项目全,成本不高,便于维护。本文首先介绍了墨盒的结构,硬件系统整体设计方案,微控制器ATmega8L AVR单片机的特性,阐述了步进电机驱动芯片、步进电机控制电路、步进电机控制方式,叙述了磁块与存储器在墨盒中的作用,磁块与存储器感应电路,介绍了干簧管和光耦。设计了“黑盒子”控制系统、LCD电路和按键电路、RS-232通信电路、PVC160203PYL01 LCM。然后给出了系统软件设计模块、系统程序流程图、主程序功能、测试系统的控制参数。为了保证软件运行可靠,合理安排中断,采用了模块化程序设计方法和程序防“跑飞”与“死锁”的解脱等技术。最后本文还介绍了印刷电路板的抗干扰设计、系统的调试,并制作出样机,给墨盒生产厂家使用,来观察系统的功能是否实现,参数是否可调,运行是否稳定。使用结果表明设计制作的墨盒测试系统达到了预期的技术指标,可进行市场推广。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和发展现状
• 1.1.1 墨盒的现状及发展
• 1.1.2 墨盒测试技术的现状及发展
• 1.1.3 墨盒测试系统的应用领域
• 1.2 本课题的主要工作
• 第二章 墨盒测试硬件系统电路设计方案
• 2.1 墨盒结构介绍
• 2.2 硬件系统整体设计方案
• 2.3 微控制器的选择
• 2.3.1 单片机概述
• 2.3.2 ATmega8L 特性介绍
• 2.3.3 AVR 针对C 语言的优化
• 2.4 步进电机控制电路
• 2.4.1 步进电机概述
• 2.4.2 步进电机驱动芯片
• 2.4.3 步进电机驱动器电路设计
• 2.4.4 步进电机控制方式
• 2.5 磁块与存储器感应电路
• 2.5.1 磁块与存储器在墨盒中的作用
• 2.5.2 干簧管
• 2.5.3 光耦
• 2.5.4 磁块与存储器感应电路设计
• 2.6 “黑盒子”控制系统参数调整电路
• 2.6.1 RS-232 通讯
• 2.6.2 LCD 电路
• 2.6.3 按键电路
• 第三章 墨盒测试系统软件的设计
• 3.1 系统软件设计概述
• 3.2 主程序设计
• 3.2.1 控制参数计算
• 3.2.2 主程序
• 3.3 软件的可靠性设计
• 3.3.1 采用模块化程序设计方法
• 3.3.2 合理安排中断
• 3.3.3 程序“跑飞”与“死锁”的解脱
• 第四章 墨盒测试系统调试与运行分析
• 4.1 印刷电路板的抗干扰设计
• 4.1.1 印刷电路板整体布局与连线
• 4.1.2 电源和地线设计
• 4.1.3 “去耦”电容的配置
• 4.2 系统整体调试
• 4.2.1 静态调试
• 4.2.2 硬件调试
• 4.2.3 软件调试
• 4.2.4 整机调试
• 4.3 样品实际运行效果及稳定性分析
• 4.3.1 功能实现性
• 4.3.2 参数可调性
• 4.3.3 稳定性分析
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 附录1 实物照片
• 附录2 主程序
• 致谢
• 详细摘要