FPC生产设备视觉系统的SOPC实现

论文摘要

FPC(Flexible Printed Circuit),即柔性线路板,广泛地应用于手机、笔记本电脑、PDA、数码相机、LCM(LCD显示模组)等产品中。随着人工成本的逐年增加,电子设备逐渐集成化和小型化,生产工艺要求越来越高,手工制作无论是在精度、速度,还是在成本上都已经无法满足生产需求。而高度自动化的FPC生产设备,离不开一个高精度,实时性强的视觉处理系统。本文的主要工作就是采用SOPC技术搭建一个FPC生产设备的视觉处理系统,通过图像传感器实时采集并存储FPC的图像,经过图像处理后,准确地得出其位置信息,并实时传输给运动控制平台实现精确定位。该系统主要包括四个部分,分别是硬件电路的设计、SOPC系统的硬件平台搭建和软件程序的设计,以及图像处理。硬件电路主要包括电源,FPGA及其配置电路,图像采集、存储以及VGA显示电路。SOPC系统的硬件平台以microblaze处理器为核心,通过PLB总线连接与访问其他IP核。IP核包括spi,iic,uart和intc等免费的IP核控制器,以及自己设计的自定义IP核,用于完成图像采集、存储和显示的驱动时序设计。软件系统包括bootloader引导程序,底层的驱动程序以及用户图形界面的设计。图像处理部分,使用FPGA硬件逻辑资源实现图像处理算法,包括预处理的均值滤波和色彩过滤,以及模板匹配算法,实时找出FPC的位置信息。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景
• 1.2 视觉系统的国内外研究现状
• 1.3 研究内容及章节安排
• 第二章 FPC生产设备视觉系统概述
• 2.1 视觉处理系统概述
• 2.2 FPGA介绍和选型
• 2.3 系统的硬件电路设计
• 2.3.1 采集电路
• 2.3.2 存储电路
• 2.3.3 显示电路
• 2.3.4 配置电路
• 2.4 本章小结
• 第三章 SOPC系统的硬件设计
• 3.1 硬件平台实现
• 3.1.1 开发工具简介
• 3.1.2 microblaze处理器简介
• 3.1.3 硬件平台的搭建
• 3.2 图像采集模块
• 3.3 图像存储模块
• 3.3.1 多端口内存控制器（MPMC）简介
• 3.3.2 数据的存储接口设计
• 3.3.3 数据的读取接口设计
• 3.4 图像显示模块
• 3.5 本章小结
• 第四章 SOPC系统的软件设计
• 4.1 软件系统任务表述及功能划分
• 4.2 Bootloader引导程序
• 4.3 底层驱动程序
• 4.3.1 外设A/D和D/A的设置
• 4.3.2 串口 RS232 的通讯
• 4.3.3 uC/OS Ⅱ操作系统的移植
• 4.4 应用程序
• 4.4.1 任务创建、调度和通信
• 4.4.2 用户图形界面的设计
• 4.5 本章小结
• 第五章 图像处理算法设计
• 5.1 图像处理算法简介
• 5.2 窗口模板的实现
• 5.3 预处理
• 5.3.1 均值滤波
• 5.3.2 色彩过滤
• 5.4 模板匹配实现FPC定位
• 5.5 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件