自从20世纪80年代开始,大型喷墨打印机被广泛应用于各种平面彩色喷绘作业中。然而,现有喷墨打印设备仅能对平面材质进行打印。为此,在军事沙盘、风景区景点演示、城市规划等诸多需要制作立体地形模型的领域,在模型的制作上目前普遍采用人工着色的方法。该方法存在加工时间长、色彩真实度低、产品一致性差、成本昂贵等缺点,很难满足更高精度应用的需求。为此,本文设计并实现了一套针对立体材质的彩色喷绘系统,该系统提高了对立体材质表面着色的速度、精度、色彩还原度,降低了加工费用。 本文针对立体喷绘系统中的控制部分进行了细致研究,着重介绍了喷墨控制系统的设计,依据系统需求把整个喷墨控制系统细分为中央主控模块、喷头时序控制模块、喷头位置检测模块和喷头运动控制模块四大部分,对各大模块的硬件结构设计和软件功能设计都做了详细介绍。 在硬件设计方面上提出了ARM+DSP+FPGA的多处理器混合硬件构架,发挥了ARM在系统控制及外围接口方面,DSP在处理复杂算法方面,FPGA在并行处理方面各自的优势,满足了比较苛刻的系统性能要求；在软件设计上采用了分层架构,引入BSP(Board Support Package)板级支持包的概念,把与硬件相关的软件开发工作限制在BSP中,并且在中央控制模块中移植了Linux操作系统,提高了软件的可移植性。 为了在短时间内完成喷墨控制系统的研发工作,本文提出了一种全新的嵌入式系统开发模型--d模式,通过d模式开发流程成功构建了喷墨控制系统的原型系统,从而验证了喷墨控制系统软硬件设计的可行性, 同时验证了d模式开发模型的可行性。d模式的成功应用可以缩短嵌入式系统的开发周期,节省开发经费,对企业及研究院所的嵌入式系统开发工作都有一定的借鉴价值。