摘 要

本文将采用传统CIJ式喷码机使用的硬件控制液压系统，变为基于嵌入式芯片的液压控制系统。首先，绪论交代了本次课题研究背景以及意义，介绍了CIJ式喷码机的压力系统，为后续设计打下了基础。接着，明确了本次课题的主要任务与目标。随后，从系统压力获取、泵控电压输出、系统数据存储、数据通信四个方面对设计方案进行了说明。并在明确了设计方案后，开始对系统硬件进行设计。系统硬件设计为了三个部分，分别为数据采样前置电路、直流输出电路和数据通信电路，分别对各个部分进行了设计和说明，并进行了硬件性能的测试。得出了硬件电路后，开始对系统软件进行设计。软件设计分为了四个方面，分别为系统压力处理程序、泵控输出控制程序、系统数据存储程序和数据通信程序。在硬件软件分别完成设计和调试后，对系统进行了测试，得出了测试结果。最后，对测试结果进行了分析。从结果表明，这次设计是成功的，且本设计具有较强的现实意义。

关键词：CIJ喷码机；液压控制；系统压力；泵控电压；数据存储；数据通信

Abstract

This article will use the traditional CIJ inkjet printer to use the hardware control hydraulic system, into the embedded chip based on the hydraulic control system. First of all, the introduction explains the background and significance of this subject, and introduces the pressure system of CIJ ink jet printer, which lays the foundation for the following design. Then, clear the main tasks and objectives of this topic. Then, the design scheme is described from four aspects: system pressure acquisition, pump voltage output, system data storage and data communication. And in the clear design of the program, began to design the system hardware. The system hardware is designed and illustrated in three parts, namely, data sampling front, DC output circuit and data communication circuit, respectively, and the hardware performance is tested. After the hardware circuit is obtained, the system software is designed. The software design is divided into four aspects, namely, system pressure processing program, pump control output control program, system data storage program and data communication program. After the hardware and software were designed and debugged, the system was tested and the test results were obtained. Finally, the test results were analyzed. The results show that the design is successful, and the design has a strong practical significance.

Key Words：CIJ ink jet printer；Hydraulic control；system pressure；pump control voltage；data storage；data communication

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景及意义 1

1.2 CIJ喷码机压力系统概述 2

1.3 课题主要任务与目标 4

第2章 系统方案设计 5

2.1 系统压力获取 5

2.1.1 10位ADC采样 5

2.1.2 压力转换系数 6

2.1.3 可行性分析 7

2.2 泵控电压输出 8

2.2.1 产生可调直流 8

2.2.2 泵控电压测试 10

2.2.3 可行性分析 11

2.3 系统数据存储 12

2.3.1 EEPROM应用 12

2.3.2 可行性分析 13

2.4 数据通信 13

2.4.1 RS485通信 13

2.4.2 可行性分析 14

第3章 系统硬件设计 15

3.1 数据采样前置电路 15

3.1.1 电路设计与分析 15

3.1.2 电路性能测试 16

3.2直流输出电路 17

3.2.1 电路设计与分析 17

3.2.2 电路性能测试 18

3.3数据通信电路 19

3.3.1 电路设计与分析 19

3.3.2 通信电路测试 19

第4章 系统软件设计 20

4.1 系统压力处理程序设计 20

4.1.1 压力信号软件滤波 20

4.1.2 系统状态判断 22

4.2 泵控输出控制程序设计 24

4.2.1 初始泵控输出 24

4.2.2 泵控输出调整 25

4.2.3 泵控输出稳定 27

4.3 系统数据存储程序设计 28

4.4 数据通信程序设计 29

4.4.1 主机通信 30

4.4.2 液压控制系统通信 31

第5章 系统测试与分析 33

5.1 系统测试结果 33

5.2 测试结果分析 34

第6章 总结 35

参考文献 36

致谢 37

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

连续喷射式喷码机，也称为CIJ式喷码机，其工作原理为：把墨水通过系统内部压力从混合缸送入喷腔中，经过喷腔里晶振器的振动作用，使墨水从极小口径（通常是60μm）的喷嘴喷出，变成固定间隔的墨点。然后经过CPU墨点充电大小的计算和进行相位跟踪，使从充电极经过的墨点被充上大小各异的电荷量。最后在几千伏电压的电场作用下发生不同程度的偏移。墨点在经过偏移后从喷头喷出，附在平移的物品表面上，形成了由墨点组成的点阵，从而打印出汉字、数字或图形的一种工业机器。机器运行中，整个墨路系统处于封闭状态，由于系统运行过程中要求压力稳定，压力调整时要求快速响应，所以压力不稳定会导致喷印效果失真，充电时机出错严重时，还可能会导致系统崩溃。可见，压力系统的稳定性在CIJ式喷码机工作时起着非常重要的作用。

传统的CIJ式喷码机，液压控制都是直接由专门硬件系统完成，而CPU仅参与设定值的提供。原液压控制系统的硬件电路如图1.1所示。其中，pressure为压力传感器将压力信号转换成的电压信号，sp-pwm则是CPU根据用户设定的系统压力设定值查表所得的电压值，pump-ctrl则是最后所得的泵的控制电压。