基于FPGA的彩色線陣CCD圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)也逐漸由人力向機(jī)器自動(dòng)化轉(zhuǎn)變。機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)作為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的重要分支之一，其結(jié)構(gòu)可分為圖像采集系統(tǒng)以及機(jī)械系統(tǒng)。其中圖像采集系統(tǒng)所采集到的圖像質(zhì)量會(huì)直接影響著檢測(cè)的效率與質(zhì)量，目前國(guó)外在這個(gè)方面的研究較多，國(guó)內(nèi)在這些方面的研究和國(guó)外相比還有一定的差距。
　　為了提升圖像采集系統(tǒng)的應(yīng)用范圍以及精確度，本課題設(shè)計(jì)了以FPGA為控制核心的圖像采集系統(tǒng)。本實(shí)驗(yàn)室原有的圖像采集系統(tǒng)多針對(duì)非接觸式測(cè)量設(shè)計(jì)

2、，且采用的都是黑白線陣CCD，因而在掃描方面的使用范圍上就有諸多的限制。故本文的目的是設(shè)計(jì)一種以彩色線陣CCD作為圖像傳感器的圖像采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能應(yīng)用于非接觸式測(cè)量，還能用于諸多的掃描檢測(cè)場(chǎng)景中。
　　在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的整體方案，并將整個(gè)系統(tǒng)劃分為圖像采集模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、主控模塊、電源模塊以及數(shù)據(jù)輸出模塊。在分析每個(gè)模塊的具體需求的基礎(chǔ)上，對(duì)主要芯片進(jìn)行了選型，如采用TCD2252D作為圖像傳感器，AD9

3、822作為AD轉(zhuǎn)換芯片，EP4CE6E22C8N作為主控芯片。此后，根據(jù)元器件的特性以及電路原理對(duì)各個(gè)模塊的具體電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并根據(jù)PCB的設(shè)計(jì)原則以及元器件的封裝信息設(shè)計(jì)并制作了系統(tǒng)的電路板。
　　軟件方面，在Quartus II環(huán)境下，使用Verilog HDL語(yǔ)言編寫(xiě)了CCD驅(qū)動(dòng)、AD驅(qū)動(dòng)、AD配置，并對(duì)FIFO進(jìn)行了配置，使用modelsim對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行了仿真調(diào)試。
　　通過(guò)硬件及軟件的設(shè)計(jì)，基本完成了圖像采集系