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数码复印机原稿信息采集与处理系统研究

2020-12-15阅读(214)

数码复印机原稿信息采集与处理系统研究

论文摘要

在办公自动化飞速发展的背景下,数码复印机已经成为了当前不可或缺的办公设备。然而,数码复印机的数字部分为决定其竞争力的关键因素,鉴于此,本课题将重点研究复印机的数字模块,即原稿信号采集与处理模块,此系统包括硬件部分和软件部分。硬件系统中,采用彩色线阵CCD完成对原稿的图像扫描,CCD输出的模拟信号先经过模拟信号电路处理,然后进入ADC进行模数转换,再由FPGA采集AD转换之后的数字信号。CCD与ADC的正常工作需要严谨的驱动信号来维持,这些驱动信号均由FPGA提供。接着,由主处理器DSP与协处理器FPGA构成的数字信号处理电路对采集到的数字信号进行处理。为了实现数据的快速采集及在FPGA与DSP之间快速传输,使用SDRAM与专用FIFO芯片作为数据暂存与传输芯片。软件系统中,在QuartusⅡ软件中使用VHDL硬件描述语言进行CCD与ADC驱动程序的开发,在仿真通过之后,将编译综合之后的可执行文件烧录到FPGA的配置芯片中。使用C语言编写DSP中的数字信号处理程序,并根据DSP硬件使用情况编写相应配置文件。在完成原稿信息采集与处理系统的硬件原理设计与软件设计之后,制作PCB板,搭建实验平台,进行系统的调试工作。经过多次修改与完善,实现了硬件与软件的完美配合。在不同光照强度下,用示波器采集到一组CCD输出信号波形图,完成了系统的功能性验证。本系统在硬件与软件相互配合的情况下实现数码复印机原稿信息采集与处理,调试结果达到预期要求。

论文目录

  • 致谢
  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题的选题依据
  • 1.1.1 数码复印机背景介绍
  • 1.1.2 国内外复印机技术发展与现状
  • 1.2 数码复印机各组成部分的工作过程
  • 1.3 课题的研究意义与研究内容
  • 1.3.1 课题的研究意义
  • 1.3.2 课题研究的主要内容
  • 1.4 本章小结
  • 第二章 数码复印机数字部分关键参数与原理介绍
  • 2.1 数码复印机数字部分关键参数
  • 2.1.1 原稿信息扫描系统的分辨率
  • 2.1.2 模/数转换器（ADC）的分辨率
  • 2.2 数码复印机数字部分工作原理介绍
  • 2.2.1 图像扫描
  • 2.2.2 图像扫描输出
  • 2.2.3 模拟信号处理
  • 2.2.4 模数转换
  • 2.2.5 数字信号处理
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 数码复印机信号采集与处理系统分析与解决方案
  • 3.1 数码复印机信号采集与处理系统分析与模型建立
  • 3.1.1 系统分析
  • 3.1.2 模型建立
  • 3.2 信号采集部分方案论证
  • 3.2.1 图像传感器方案
  • 3.2.2 模拟信号处理与AD转换方案
  • 3.3 数字信号处理方案论证
  • 3.4 CCD图像传感器与ADC驱动方案论证
  • 3.5 数据暂存与传输方案论证
  • 3.5.1 数据暂存方案
  • 3.5.2 数据传输方案
  • 3.6 其他芯片选型
  • 3.6.1 DSP配置芯片选型
  • 3.6.2 FPGA配置芯片选型
  • 3.7 本章小结
  • 第四章 原稿信息采集与处理系统硬件电路设计
  • 4.1 数码复印机原稿信息采集与处理系统的采集模块
  • 4.1.1 线阵CCD传感器外围电路
  • 4.1.2 模拟信号处理电路
  • 4.1.3 模数转换外围电路
  • 4.2 数码复印机原稿信息采集与处理系统的驱动与协处理器模块
  • 4.2.1 芯片EP3C25Q240C8N的PLL时钟与配置电路
  • 4.2.2 芯片EP3C25Q240C8N的引脚分配
  • 4.3 数码复印机原稿信息采集与处理系统的数字信号传输与处理模块
  • 4.3.1 芯片TMS320C6713的PLL时钟与配置电路
  • 4.3.2 数字信号处理器DSP的引脚分配
  • 4.3.3 数字信号处理器DSP与协处理器FPGA之间的数据传输电路
  • 4.3.4 数据暂存电路
  • 4.4 数码复印机原稿信息采集与处理系统的电源模块
  • 4.4.1 系统电源电路
  • 4.4.2 系统电源监控与复位电路
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 原稿信息采集与处理系统软件设计
  • 5.1 开发软件简介
  • 5.1.1 FPGA开发软件Quartus Ⅱ简介
  • 5.1.2 DSP开发软件CCS 3.1简介
  • 5.2 时钟选择与PLL配置
  • 5.2.1 FPGA的PLL时钟配置
  • 5.2.2 DSP的PLL时钟配置
  • 5.3 FPGA的VHDL语言设计
  • 5.3.1 CCD驱动信号生成
  • 5.3.2 AD9822的寄存器填写与驱动信号生成
  • 5.4 DSP配置与内部信号处理程序
  • 5.4.1 初步图像增强
  • 5.4.2 原稿图像滤波
  • 5.4.3 RGB图像与CMYK图像的转换
  • 5.4.4 DSP配置文件编写
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 原稿信息采集与处理系统硬件与软件调试
  • 6.1 原稿信息采集与处理系统PCB板制作与调试
  • 6.2 原稿信息采集与处理系统软件调试
  • 6.3 原稿信息采集与处理系统实验台搭建与整机调试
  • 6.4 本章小结
  • 第七章 总结与展望
  • 7.1 总结
  • 7.2 展望
  • 参考文献
  • 附录1:FPGA与DSP的内部PLL模块电路图
  • 附录2:硬件原理图文件贴图
  • 附录3:DSP配置文件
  • 附录4:FPGA内程序仿真原理图
  • 详细摘要
  • Abstract

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