系统设计 - 基于FPGA和VHDL的微型打印机控制器的设计和实现

　　4 系统设计

　　按照从上至下的可编程系统设计思想，利用Ahera公司的CYCL0N系列FPGA器件，通过QUARTUS II开发工具，完成了FPGA所需的硬件系统的设计和软件开发。采用模块式设计，从存储器读取数据，再送入至微型打印机打印。

　　4．1 硬件电路设计

　　硬件电路以FPGA为中心，实现存储器的接口电路设计，以及对打印机的并口接口电路设计。该系统设计采用Flash存储器，它是一种可擦除、非易失性存储器，可实现数据的存储功能，便于数据传输。图4为Flash存储器的部分电路连接图。

　　

　　4．2 基于状态机的打印控制模块设计

　　微型打印机控制模块主要控制打印机的工作时序，使其能够正常工作。控制模块主要是利用VHDL语言的状态机实现。根据时序图并结合打印机特性，在编写状态机时，分为3个状态，其状态转换图如图5所示。

　　这个控制模块的主要信号目有：reset，ask，stb和busy。其中前3个信号是微型打印机的并行接口信号。而busy信号为高电平表示打印机正 “忙”，不能接收数据；ask信号是应答脉冲，低电平表示数据已接收且打印机已准备好接收下一个数据；sth信号是数据选通触发脉冲，下降沿时读入数据。当reset为‘0’时，对所有输入数据进行预置并初始化状态机；busy为‘0’则进入下一状态，输入数据，延时后，进入下一个状态，判断ask是否为 ‘0’。若ask为‘0’则转到初始状态，接下来进行下一轮循环。

　　5 结论

　　设计的微型打印机的控制器已经系统调试，该控制器具有较强的移植性，打印机的输入数据是系统存储器数据，稍加改动就可实现实时数据的打印功能，能够使用在任意一个由FPGA构成的系统中使用，具有良好的应用前景。