基于FPGA的光電分選機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、光電分選機(jī)是一種利用光電技術(shù)分析識(shí)別物料的品質(zhì)優(yōu)劣，并利用壓縮空氣將劣質(zhì)物料剔除的高科技設(shè)備。該設(shè)備由于采用獨(dú)特而有效的篩選方式，被廣泛應(yīng)用在顆粒狀物料品質(zhì)檢測(cè)與分級(jí)領(lǐng)域，可有效提高物料的品質(zhì)等級(jí)，增加其附加值，提高加工技術(shù)的自動(dòng)化程度，具有很好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。因此，對(duì)光電分選機(jī)的研究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本課題主要對(duì)光電分選機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了一種以Xilinx公司的FPGA芯片XC3S200和高速線陣CCD傳感器為

2、核心的光電檢測(cè)系統(tǒng)。它的主要功能是通過CCD傳感器對(duì)高速下落的顆粒狀物料進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，由圖像數(shù)字轉(zhuǎn)換器對(duì)CCD輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換，F(xiàn)PGA對(duì)轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行高速處理，完成剔除信號(hào)的輸出。 檢測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括FPGA核心電路的設(shè)計(jì)：線陣CCD驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)；圖像數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接口電路設(shè)計(jì)；通信電路的設(shè)計(jì)。按照設(shè)計(jì)要求，制作了印制電路板。 檢測(cè)系統(tǒng)的軟件部分包括利用DCM完成CCD驅(qū)動(dòng)時(shí)序的設(shè)計(jì)；圖像數(shù)字

3、轉(zhuǎn)換器的控制接口和相關(guān)雙采樣時(shí)序的設(shè)計(jì)；制定與分選機(jī)主控制器之間的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)報(bào)文的濾波；圖像數(shù)據(jù)的采集和中值濾波處理；對(duì)濾波后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二值化處理和異物位置的判斷；利用FPGA內(nèi)部的BlockRAM對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行可調(diào)延遲時(shí)間的設(shè)計(jì)；氣槍控制系統(tǒng)的時(shí)序設(shè)計(jì)；檢測(cè)指示電路的驅(qū)動(dòng)時(shí)序設(shè)計(jì)；CCD像素位置的校準(zhǔn)；CCD數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。 本文采用Verilog語言進(jìn)行硬件電路描述，程序都是基于自頂向下的模塊化的設(shè)計(jì)方法。利用I