CN101722729B - 喷墨打印机主控制板与喷头控制板间数据的传输方法和装置 - Google Patents

喷墨打印机主控制板与喷头控制板间数据的传输方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种喷墨打印机主控制板与喷头控制板之间数据的传输方法，具体步骤为：在发送数据时，喷墨打印机主控制板收到PC发来的数据信息，将其存储到喷墨打印机主控制板上FPGA的缓冲存储器内，再将数据信息传送给LVDS发送模块，经过并/串转换后，形成LVDS差分信号，通过LVDS传输线传送给喷头控制板的LVDS接收模块形成单端信号后，经过串/并转换，将数据信息存储到喷头控制板的FPGA缓冲存储器；在接收数据时，信号经喷头控制板上FPGA存储到FPGA的缓冲存储器内，余下步骤与发送数据的相应步骤相同。本发明喷墨打印机主控制板与喷头控制板之间数据的传输装置，包括LVDS差分传输控制单元和LVDS传输线。本发明数据传输方法传输速度快、传输线少、误码率低。

Description

喷墨打印机主控制板与喷头控制板间数据的传输方法和装置
技术领域
本发明涉及一种喷墨打印机主控制板与喷头控制板之间数据的传输方法及装置，尤指一种宽幅喷墨打印机中主控制板与喷头控制板之间数据的低压差分信号(LVDS)传输方法及装置。
背景技术
一般宽幅喷墨打印机幅宽为1.5m-5m，其喷头控制板通常是安装在喷头小车上的，主控制板由于其体积大、连线多无法安装在小车上，通常是固定安装在机架上，主控制板和喷头控制板的数据传输线一般在5m-11m；喷墨打印机为了提高打印速度一般采用多个喷头并行工作，多个喷头一起工作时需要大量的打印数据；喷墨打印机工作时喷头小车运行到对应的位置时喷头就必须在此相应位置喷出相应的数据。这样喷墨打印机主控制板和喷头控制板之间数据的传送有如下特点：传输距离远、传输速度高、传输实时性强。主控制板与喷头控制板之间数据传输的速度和准确度将直接影响喷绘质量。采用单端数据传输无法满足上述要求，现有技术中喷墨打印机中主控制板与喷头控制板之间数据的传输方法主要有差分信号传输和光纤传输两种，韩党群等在《现代电子技术》2007年第20期总第259期上发表的一篇名为基于LVDS技术与FPGA的高速通讯应用研究的文章中提出一个在工业绘图机上采用并行低压差分传送技术传输喷墨绘图机主控制器到喷墨头之间数据的设计方案，该方案中采用DSP作为数据处理器，在主控制器上采用可编程逻辑器件EP1C6Q240，在喷墨头一侧同样采用EP1C6Q240实现数据的差分接收，该方案测试时采用间距1mm的FFC柔性导电带，长度为4m，测试得到在数据传送速率为4MB/s时，传输信号波形质量稳定；当传输速率为20MB/s时，信号波形质量下降。现有技术的差分信号传输采用扁线直接并行传输，其传输线很多，在50-70根之间、传输速度较慢、误码率较高、电磁兼容性不好，传输距离较短。光纤传输的优势在于长距离传输，在传输过程中无损耗，但光纤传输线易折断，且需要光纤收发模块成组使用，成本高。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种传输速度快、传输线少、误码率低的喷墨打印机中主控制板与喷头控制板之间数据的传输方法和装置。
为实现上述目的，本发明喷墨打印机主控制板与喷头控制板之间数据的传输方法，具体步骤为：在发送数据时，喷墨打印机主控制板收到PC发来的数据信息，将其存储到喷墨打印机主控制板上FPGA的缓冲存储器内，再将数据信息传送给LVDS发送模块，经过并/串转换后，形成LVDS差分信号，通过LVDS传输线传送给喷头控制板LVDS接收模块形成单端信号后，经过串/并转换，将数据信息存储到喷头控制板的FPGA内的缓冲存储器；在接收数据时，信号经喷头控制板上FPGA存储到FPGA的缓冲存储器内，再将信号传送给LVDS接收模块，经过并/串转换后，形成LVDS差分信号，通过LVDS传输线传送给主控制板LVDS接收模块形成单端信号后，经过串/并转换，将信号存储到主控制板的FPGA内的缓冲存储器存储。
进一步，所述LVDS发送模块一体集成并/串转换和单端信号转LVDS差分信号功能模块或者由并/串转换模块和驱动器构成，其中，该驱动器用于单端信号到LVDS差分信号的转变。
进一步，所述LVDS接收模块一体集成串/并转换和LVDS差分信号转单端信号功能模块或者由串/并转换模块和接收器构成，其中，该接收器用于LVDS差分信号到单端信号的转变。
本发明喷墨打印机主控制板与喷头控制板之间数据的传输装置，在主控制板和喷头控制板上分别设有一LVDS差分传输控制单元，该LVDS差分传输控制单元包括FPGA控制单元和LVDS差分传输驱动单元，FPGA控制单元用于存储数据信息并将数据信息传送至LVDS差分传输驱动单元，LVDS差分传输驱动单元用于单端信号和LVDS低压差分信号之间的信号转换，与FPGA控制单元和LVDS差分传输驱动单元之间的并/串和串/并转换，主控制板和喷头控制板之间通过LVDS传输线连接。
进一步，所述FPGA控制单元为常规的FPGA并配以接口电路构成或者采用常规的CPLD并配以接口电路构成。
进一步，所述LVDS差分传输驱动单元包括LVDS发送模块和LVDS接收模块，所述LVDS发送模块一体集成并/串转换和单端信号转LVDS差分信号功能模块或者由并/串转换模块和LVDS驱动器构成，其中，该驱动器用于单端信号到LVDS差分信号的转变。
进一步，所述LVDS接收模块一体集成串/并转换和LVDS差分信号转单端信号功能模块或者由串/并转换模块和LVDS接收器构成，其中，该接收器用于LVDS差分信号到单端信号的转变。
进一步，所述LVDS传输线为差分PCB走线或者平衡电缆。
进一步，所述LVDS传输线两端各接有一个26芯的接头。
本发明的LVDS传输方法具有功耗小、传输速度快、传输距离远(能达到15m)、误码率低、兼容性好、传输线少(20根左右)等优点，且现有技术中有许多成熟的LVDS集成芯片，成本低。
附图说明
附图为本发明的LVDS数据传输模型基本组成框图。
具体实施方式
实施例1：
本发明喷墨打印机主控制板与喷头控制板之间数据的传输装置，包括LVDS差分传输控制单元和LVDS传输线，该LVDS差分传输控制单元包括FPGA控制单元和LVDS差分传输驱动单元，FPGA控制单元为常规的FPGA或CPLD并配以接口电路分别设置在喷墨打印机主控制板和喷头控制板上；LVDS差分传输驱动单元主要由LVDS差分传输驱动芯片构成，也分别设置在打印机主控制板和喷头控制板上；LVDS传输线用于主控制板和喷头控制板之间的数据传输。LVDS差分传输驱动芯片和FPGA控制单元构成的LVDS差分传输控制单元可实现双向数据传输。本实施例中选用的FPGA器件为常规的FPGA，型号为EP1C3T144、LVDS差分传输驱动单元包括LVDS发送模块SN65LVDS93和LVDS接收模块SN65LVDS94、LVDS传输线为一根20芯的屏蔽双绞线电缆，主控制板和喷头控制板上分别设置有一个26芯的孔式插头，20芯的屏蔽双绞线电缆的两端各连接有一个26芯的针式插头，26芯的针式插头插入26芯的孔式插头中令喷墨打印机主控制板与喷头控制板连接，LVDS差分传输驱动单元采用3.3V供电电压。
实施例2：
如图所示，本发明喷墨打印机主控制板与喷头控制板之间数据的传输方法，具体步骤为：在发送数据时，PC通过USB接口把数据传送到主控制板的FPGA的缓冲存储器中，FPGA将处理后的数据传给打印机主控制板的LVDS发送模块SN65LVDS93，该LVDS发送模块SN65LVDS93包括并/串转换模块和驱动器，将打印数据等TTL信号经过该并/串转换模块实现并行转串行的过程，然后经过该驱动器形成LVDS差分信号，通过20芯的屏蔽双绞线电缆传送给喷头控制板上的LVDS接收模块SN65LVDS94，该LVDS接收模块SN65LVDS94包括接收器和串/并转换模块，该接收器将LVDS差分信号转换成TTL信号，经过该串/并转换模块实现串行转并行的过程，经喷头控制板的FPGA传给喷头，控制各喷头工作；在接收数据时，传感器、光栅、纸宽等TTL信号经喷头控制板的FPGA传给喷头控制板的LVDS发送模块SN65LVDS93，该LVDS发送模块SN65LVDS93包括并/串转换模块和驱动器，该并/串转换模块将TTL信号实现并行转串行的过程，然后经过该驱动器形成LVDS差分信号，通过20芯的屏蔽双绞线电缆传给打印机主控制板的LVDS接收模块SN65LVDS94，该LVDS接收模块SN65LVDS94包括接收器和串/并转换模块，该接收器将信号转换成TTL信号，并经过该串/并转换模块实现串行转并行后传给喷墨打印机主控制板的FPGA，主控制板根据传回信号控制加墨，确定坐标和纸宽等。
在本实施例中，LVDS发送模块SN65LVDS93芯片同时具有并行转串行和将TTL信号转换成LVDS差分信号的功能，LVDS接收模块SN65LVDS94芯片同时具有串行转并行和将LVDS差分信号转换成TTL信号的功能。在实际应用中，也可以用两个芯片来实现上述的两个功能，即在发送端，一个芯片用来将并行信号转换成串行信号，一个芯片用来将串行TTL信号转换成LVDS差分信号；在接收端，一个芯片用来将串行信号转换成并行信号，一个芯片用来将LVDS差分信号转换成TTL信号。
本发明的LVDS传输方法是一种低摆幅的差分信号技术，在喷墨打印机主控制板和喷头控制板之间的数据传输过程将原来的并行传输改变为串行传输并将TTL信号转换为LVDS信号，减少了传输线用量的同时提高了数据的传输速度，另外由于传输线的数量减少，传输线之间的电磁干扰降低，如此降低了误码率，并且目前有许多成熟的LVDS集成芯片，降低了成本。

Claims (9)

1.喷墨打印机主控制板与喷头控制板之间数据的传输方法，具体步骤为：在发送数据时，喷墨打印机主控制板收到PC发来的数据信息，将其存储到喷墨打印机主控制板上FPGA的缓冲存储器内，再将数据信息传送给LVDS发送模块，经过并/串转换后，形成LVDS差分信号，通过LVDS传输线传送给喷头控制板LVDS接收模块形成单端信号后，经过串/并转换，将数据信息存储到喷头控制板的FPGA内的缓冲存储器；在接收数据时，信号经喷头控制板上FPGA存储到FPGA的缓冲存储器内，再将数据信息传送给LVDS发送模块，经过并/串转换后，形成LVDS差分信号，通过LVDS传输线传送给主控制板LVDS接收模块形成单端信号后，经过串/并转换，将数据传给主控制板的FPGA缓冲存储器存储。
2.如权利要求1所述的喷墨打印机主控制板与喷头控制板之间数据的传输方法，其特征在于，所述LVDS发送模块一体集成并/串转换和单端信号转LVDS差分信号功能模块或者由并/串转换模块和LVDS驱动器构成，其中，该驱动器用于单端信号到LVDS差分信号的转变。
3.如权利要求1所述的喷墨打印机主控制板与喷头控制板之间数据的传输方法，其特征在于，所述LVDS接收模块一体集成串/并转换和LVDS差分信号转单端信号功能模块或者由串/并转换模块和LVDS接收器构成，其中，该接收器用于LVDS差分信号到单端信号的转变。
4.一种喷墨打印机主控制板和喷头控制板之间数据的传输装置，其特征在于，在主控制板和喷头控制板上分别设有一LVDS差分传输控制单元，该LVDS差分传输控制单元包括FPGA控制单元和LVDS差分传输驱动单元，FPGA控制单元用于存储数据信息并将数据信息传送至LVDS差分传输驱动单元，LVDS差分传输驱动单元用于单端信号和LVDS低压差分信号之间的信号转换，与FPGA控制单元和LVDS差分传输驱动单元之间的并/串和串/并转换，主控制板和喷头控制板之间通过LVDS传输线连接。
5.如权利要求4所述的喷墨打印机主控制板和喷头控制板之间数据的传输装置，其特征在于，所述FPGA控制单元为常规的FPGA并配以接口电路构成或者采用常规的CPLD并配以接口电路构成。
6.如权利要求4所述的喷墨打印机主控制板和喷头控制板之间数据的传输装置，其特征在于，所述LVDS差分传输驱动单元包括LVDS发送模块和LVDS接收模块，所述LVDS发送模块一体集成并/串转换和单端信号转LVDS差分信号功能模块或者由并/串转换模块和LVDS驱动器构成，其中，该驱动器用于单端信号到LVDS差分信号的转变。
7.如权利要求6所述的喷墨打印机主控制板和喷头控制板之间数据的传输装置，其特征在于，所述LVDS接收模块一体集成串/并转换和LVDS差分信号转单端信号功能模块或者由串/并转换模块和LVDS接收器构成，其中，该接收器用于LVDS差分信号到单端信号的转变。
8.如权利要求4所述的喷墨打印机主控制板和喷头控制板之间数据的传输装置，其特征在于，所述LVDS传输线为差分PCB走线或者平衡电缆。
9.如权利要求4所述的喷墨打印机主控制板和喷头控制板之间数据的传输装置，其特征在于，所述LVDS传输线两端各接有一个26芯的接头。
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