基于USB接口的激光打标控制器设计

论文题目: 基于USB接口的激光打标控制器设计

论文类型: 硕士论文

论文专业: 物理电子学

作者: 廖洪海

导师: 胡兵

关键词: 激光打标,控制器,打标数据,硬件,固件

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 传统的基于计算机ISA 总线或PCI 总线的激光打标控制器由于要和计算机一起使用,增加了控制器的成本和体积,同时也降低了控制器的稳定性。而基于单片机的激光打标控制器虽然成本低、运行可靠,但由于其存储容量有限、运算速度慢,限制了它的应用范围。为了解决这两方面的问题,本课题通过把USB 传输和单片机控制结合起来,设计一种新的振镜扫描式激光打标控制器—基于USB 接口的激光打标控制器。它结合了计算机运算速度快、处理能力强和单片机成本低、工业现场运行稳定可靠的优点,是USB 总线技术在远程控制领域的又一个具体应用。本文首先介绍了激光打标的原理,激光打标技术的发展现状以及激光打标系统的组成。在分析了USB 总线技术在激光打标中应用的可行性和目前激光打标控制器的不足以及用户对打标系统的不同使用要求的基础上,提出了基于USB 接口的激光打标控制器的设计思想,并对其联机和脱机使用功能做了简要说明。接下来,在对USB 总线技术作了简要介绍后,着重对激光打标控制器硬件的总体框图和各功能单元的电路设计作了详细说明。本文还详细介绍了控制器与计算机进行USB 通信协议的制定,其中包括打标数据的格式和传输类型、传输和输出顺序,控制信号的自定义设备请求以及控制器与计算机进行USB 传输过程等内容。在此基础上,对激光打标控制器固件的程序框架流程图以及各功能模块的流程图作了详细说明。通过在实际打标系统中的测试,该控制器实现了预期的功能,取得了满意的打标效果。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 激光打标概述

1.2 激光打标技术发展现状

1.3 激光打标系统组成

1.4 USB 总线在激光打标中应用的可行性

1.5 本课题的研究目的及意义

1.6 本章小结

2 USB 总线简介

2.1 USB 总线体系结构

2.2 USB 总线通道

2.3 USB 总线传输类型

2.4 USB 总线设备

2.5 常用的USB 总线接口控制器及特点

2.6 本章小结

3 激光打标控制器硬件设计

3.1 控制器工作原理

3.2 控制器硬件总体框架设计

3.3 USB 接口控制器单元电路设计

3.4 数据和程序存储单元电路设计

3.5 D/A 转换单元电路设计

3.6 逻辑控制单元电路设计

3.7 人机接口单元电路设计

3.8 本章小结

4 控制器与计算机通信协议制定

4.1 打标数据格式和传输类型

4.2 打标数据传输和输出顺序

4.3 控制信号的自定义设备请求

4.4 控制器与计算机进行USB 传输过程

4.5 本章小结

5 激光打标控制器固件设计

5.1 控制器固件程序框架设计

5.2 打标数据传输固件模块设计

5.3 打标数据输出固件模块设计

5.4 人机接口固件模块设计

5.5 本章小结

6 总结

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文目录

附录2 控制器硬件电路图

附录3 控制器电路板实物图

发布时间: 2006-04-05

参考文献

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基于USB接口的激光打标控制器设计

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