用PCI-7300A驅動高速PCB光模打印設備

目的
完成一個高速PCB(印制電路板)光模打印系統的驅動

解決方案
當我們制作一塊PCB板時，我們一般會利用電路設計軟件(如Protel、ORCad等)繪制出PCB圖形文件，交給PCB板廠。而PCB板廠會利用計算機，按照PCB圖形文件打出一張光模，用這張光膜進行照排，把圖形信息感光到PCB母板上，感光后的PCB母板進行腐蝕，未被感光部份的銅箔被腐蝕掉，感光部份的銅箔留下來，就形成了我們要的PCB板。

目前越來越多的光模打印機采用計算機控制。外部打印機用電路驅動，與計算機利用數字接口，最初采用ISA總線，通過外部時鐘用4路DO信號每次傳4個bit信號給外設。

隨著工藝的進展，印制板的密度越來越大，要傳輸的數據越來越多。傳統的ISA卡已不能適應高速傳輸的需要，國外先進設備大多采用高速PCI接口卡。

在此背景下，國內的一家光模打印設備廠商利用我們的PCI-7300A卡，開發了一款高速PCB光模打印設備。



詳細介紹
PCI-7300A是一款高速DIO卡，最高采樣頻率為20MHz，同時有相當靈活的外部時鐘及握手方式，適用于高速數字信號的傳輸。

光模打印設備的功能類似于激光打印機，區區別在于激光打印機通過打印機口輸出，介質是紙張；光模打印設備的分辨率率在1000-8000DPI之間，數據量非常大，需要高速傳輸，所以需專用卡控制輸出，介質是膠片(FILM)。

打印設備本身有一塊控制電路，可以接收并行數據，同時驅動機械部分。控制電路與計算機之間傳輸的是差分信號，接口信號有(在打印設備一邊看)：

1 Ready (O): 高有效, 表示設備準備好
2 Bit- (O):
3 Bit+ (O): 差分脈沖信號,位同步
4 Line+ (O):
5 Line- (O): 差分脈沖信號,線/行同步
7 Feed (I): 低有效,導進信號,控制設備啟動
10-… (I): 低有效.n位數據輸入信號,表示n行數據.

工作過程如下:
1 設備自檢正常后發出Ready
2 程序偵測到Ready后準備好輸出數據, 向設備發出Feed信號。
3 設備發出Line同步信號, 表示新的4行開始。
4 設備發出Bit同步信號, 表示行的某一位開始, 程序此時輸出4位(4行 X 1位)數據
b1 b2 ...... bn
Line 1 ................
................
................
................

Line 2 ................
................
................
................
… …
Line n ................
................
................
................

步驟4重復執行,直到有新的Line信號,再輸出下4行的數據。
5 當輸出數據結束以后,程序向設備輸出Feed高電平,設備停止導進。

實際應用中用bit信號作DO握手信號，用來進行同步DO，一次可以進行32路并行數據輸出，更新速率高達20MHz。受限于外部機械設備，實際應用速率要低一些


結論
該客戶已完成了樣機的初步聯調，經試用效果良好，打印速度比老式設備快了近20倍。目前該客戶正在進一步改善機械部分，以期獲得更好的效果。

與這個應用同樣的原理，也可以做成各種噴繪設備，比如廣告業用的PS板，可以省掉制作絲網的工續而改為直接打印，既節省了成本，又可以大幅度提高圖像質量。