基于ARM和Nucleus Plus的打印机设计与实现

基于ARM和Nucleus Plus的打印机设计与实现

论文摘要

随着国有银行向商业银行的转变,银行的设备采购标准会越来越高,与此同时,银行柜台业务量的增加,使得老一代的银行专用打印机无论在速度上还是在使用的方便性上都显得力不从心,为了占领市场,公司有必要开发新型的、使用更加方便的打印机。老一代打印机在打印存折时,柜台工作人员要把存折放准位置,要不然打印会偏离预定位置,在打印信函时,有的冷僻字无法打印出来,软件无法下载升级。为了加快柜台处理速度,减小柜台工作人员的工作量,需要开发能自动纠偏定位,字符完善的打印机。本文在分析需求的基础上,比较当前流行的处理器,选用Atmel公司的ARM芯片AT91M42800A作为处理核心,使用Xilin公司的20万门的FPGA XC2S200做硬件逻辑控制,通过光电传感器和相关的控制电路来实现自动纠偏定位。在嵌入式操作系统上选用Nucleus Plus,约95%的Nucleus Plus代码用C语言编写,因此它能很方便移植,同时它还提供全部源代码,这样便于开发。另外,它还只要一次性付费,这使得它有很好的成本优势。文中详细说明了本系统的硬件、固件的实现。在硬件上阐述了一些单元电路,包括存储器电路,接口电路,传感器电路等的设计思路和实现方法。通过光电传感电路,步进电机控制和软件结合,形成闭环控制,从而实现了快速自动纠偏定位;通过大屏幕的LCD显示实现了操作界面的简单化;采用大容量的存储器以及大字库解决了冷僻字无法打印的问题;固件部分详细阐述了系统上电启动过程,包括Bootstrap模块和loader模块,Bootstrap模块主要功能是重定位存储器,初始化基本硬件以及Loader模块的自动在线下载升级。Loader模块的主要功能是下载FPGA的配置代码,初始化键盘和显示器,然后调用Nucleus Plus初始化代码,从而建立和调用任务。本文通过总结测试结果,与老一代打印机相比,新打印机在智能化上实现了自动纠偏定位,使得打印机操作人员不需要准确放置存折,就能正确打印,提高了工作效率;在打印速度上比原系统提高30%,还可方便地实现软件升级。当然,新的打印机在存折偏移很大时,要耗费长时间才能把存折推到正确位置。这要在纠偏算法上做进一步的改进。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 打印机分类
  • 1.2 银行专用打印机发展过程
  • 1.3 银行专用打印机行业现状
  • 1.4 问题的提出
  • 1.5 本文目标及主要工作
  • 1.6 本文的章节安排
  • 1.7 本章小结
  • 2 系统软硬件选型
  • 2.1 针式打印机相关知识
  • 2.2 硬件选型
  • 2.2.1 常用处理器性能对比
  • 2.2.2 选型分析
  • 2.3 软件的选型
  • 2.3.1 常用嵌入式操作系统
  • 2.3.2 选型分析
  • 2.4 本章小结
  • 3 系统方案
  • 3.1 系统硬件方案
  • 3.2 系统软件方案
  • 3.3 系统工作流程
  • 3.4 本章小结
  • 4 硬件单元电路设计
  • 4.1 AT91M42800A 的特性介绍
  • 4.2 存储器接口
  • 4.2.1 EEPROM 电路设计
  • 4.2.2 SDRAM 接口
  • 4.2.3 FLASH 接口
  • 4.3 电源管理电路设计
  • 4.4 并行口电路
  • 4.5 串行口电路
  • 4.6 USB 口电路
  • 4.7 步进电机驱动电路
  • 4.8 本章小结
  • 5 系统软件的设计及实现
  • 5.1 嵌入式系统的软件结构及 Bootloader 分类
  • 5.2 主程序分析
  • 5.3 本章小结
  • 6 总结
  • 6.1 主要改进方面
  • 6.2 未来工作展望
  • 6.3 设计经验
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
  • 相关论文文献

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