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3D电子打印控制系统的设计与开发
资料介绍
3D电子打印技术也称3D全印制电子技术，作为一种新兴的信息电子技术，正受到愈来愈广泛的关注。一套专门的打印控制系统是印制电子技术得以实现的基础。自从FPGA诞生以来，FPGA技术得到了飞速发展，在各行各业的应用也越来越广泛。FPGA具有高速的并行处理能力，能精准的控制多路脉冲，以产生多个喷头的控制信号。因此，设计与开发以FPGA为核心的打印控制系统，具有一定的理论和实际应用意义。
本文针对3D电子打印设备的工作特点及目前打印控制系统中存在的诸多问题，采用运动控制与打印喷头控制分离的控制策略，分别设计了以FPGA芯片作为核心处理器的主控制系统和以FPGA芯片和单片机作为核心处理器的喷头控制系统。
主控制系统主要负责驱动X、Y、Z三轴的伺服电机运动，以实现精确的闭环运动控制;同时负责与上位机之间的USB通信和与喷头控制系统之间的LVDS通信，以实现打印数据和打印命令的传输;此外通过控制SDRAM芯片以实现打印数据的大量存储。喷头控制系统通过LVDS通信接受打印命令和数据，主要负责喷头驱动脉冲的产生，喷头温度的控制和喷头驱动电压的控制。
论文首先基于3D电子打印设备的结构和功能，给出了控制系统的总体设计方案。接着设计了基于FPGA的主控制系统硬件并开发了系统软件功能模块。然后，结合控制对象Konica KM512喷头的工作原理和控制时序要求，设计了基于FPGA加单片机的喷头控制系统硬件并开发了系统软件功能模块。最后进行了温度控制算法的研究。
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