基于BF561的光纤熔接系统的设计与实现

论文摘要

光纤是有线通信领域重要的传输媒质,具有传输频带宽、损耗低、容量大、无电磁干扰、原料丰富等优点。当光纤电缆发生损坏时要进行光纤的接续。现行主流的光纤接续法是熔接法。光纤熔接时要保证两段光芯的断面精确对齐,保证熔接后内部完全融合、密度一致,否则会在熔接处产生折射和反射,影响通信质量。本论文即讨论了一种基于Blackfin561的光纤熔接系统的设计与实现。本光纤熔接系统通过图像采集与处理,可以根据菜单设置,做到光纤的自动对心和自动熔接,并通过切换显示器输出画面,在垂直和水平两个方向观察光纤的实际对心和熔接情况。本文介绍了光纤熔接领域的发展概况,给出了本系统的硬件整体规划及模块设计方案,将整个熔接系统分为三大部分,分别是电源模块:负责电池和市电模式的切换;DSP处理模块:负责视频图像采集、数据处理以及视频字符叠加等核心算法功能的实现;输入输出接口模块:负责电机、键盘和高温源等控制。具体讨论了各模块的电路设计、多层电路板制作和硬件系统的调试。论述了光纤熔接过程中图像处理的方法和软件编程设计,并从理论上初步分析了系统的熔接精度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 光纤熔接国内外发展概况
• 1.3 本论文所做的主要工作及论文结构
• 2 基于 DSP控制的光纤熔接系统
• 2.1 引言
• 2.2 光纤熔接系统的组成
• 2.3 系统工作原理
• 2.4 本章小结
• 3 光纤熔接系统的硬件设计
• 3.1 引言
• 3.2 电源模块设计
• 3.3 处理器模块设计
• 3.3.1 Blackfin系列处理器
• 3.3.1.1 Blackfin ADSP-BF561系统结构
• 3.3.1.2 B1ackfin 系列DSP存储结构
• 3.3.2 外部存储器设计
• 3.3.3 视频输入输出设计
• 3.3.3.1 视频解码器设计
• 3.3.3.2 视频编码器设计
• 3.3.4 处理器模块整体框架
• 3.4 输入输出接口模块设计
• 3.4.1 Blackfin处理器的双向可编程标志
• 3.4.2 处理器模块与接口模块的信息传递
• 3.4.3 系统的输入输出接口
• 3.5 多层 PCB设计
• 3.6 本章小结
• 4 光纤熔接系统的硬件调试
• 4.1 引言
• 4.2 Visual DSP++开发环境
• 4.3 ADSP-BF561调试
• 4.3.1 ADSP-BF561的DMA
• 4.3.2 ADSP-BF561的中断
• 4.3.3 SDRAM控制
• 4.3.4 DMA读写SDRAM
• 4.3.5 系统引导过程
• 4.4 视频输入输出模块调试
• 4.4.1 PPI接口设置
• 4.4.2 DMA设置及工作
• 4.4.3 I2C总线设置
• 4.4.4 视频编解码器的设置
• 4.5 本章小结
• 5 光纤熔接系统的软件设计
• 5.1 引言
• 5.2 光纤熔接系统的图像处理理论基础
• 5.2.1 彩电的制式
• 5.2.2 图像的数字化和存储
• 5.2.3 ITU 656
• 5.3 菜单显示与图像字符叠加
• 5.4 光纤熔接的图像处理
• 5.4.1 光纤边缘提取及图像旋转
• 5.4.1.1 利用沈俊算子和线段光滑度指标提取目标边缘
• 5.4.1.2 Hough变换
• 5.4.1.3 图像旋转
• 5.4.2 光轴中心定位及误差分析
• 5.4.2.1 光的传输原理
• 5.4.2.2 光纤轴线定位及误差分析
• 5.4.3 驱动步进电机
• 5.5 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献