基于DSP表面缺陷实时检测系统研究与开发

论文摘要

在我国的经济建设中,钢铁设备、桥梁和拉索、光纤或电子产品、水果及农产物等关乎国计民生,涉及人们生活的各个方面,对其健康检测是非常重要而且是必要的。物体表面缺陷检测作为物体健康检测的重要组成部分,能最直接的反应物体的缺陷情况。对物体的表面健康状况进行监控,有利于保障人们的生活安全,保证人们的经济利益,同时对物体表面缺陷的实时检测,可以用于产品的自动化检测方面,有利于提高产品的生产效率,降低成本,因此对于物体表面缺陷实时检测系统的研究具有十分重要的意义。本课题是以物体表面缺陷为目标,在分析和研究了国内外现有方法的基础上,提出了基于DSP的物体表面缺陷实时检测方案。在该方案中,利用CCD图像传感器采集物体表面缺陷,完成表面缺陷图像的完整正确采集,并经视频解码电路处理后进入系统处理器处理。在系统设计中,采用TI公司TMS320DM642作为系统核心处理器,结合Flash上电自举、存储电路(包括SDRAM和CF卡)、CPLD控制电路、系统电源电路和时钟电路,完成系统对物体表面缺陷图像的处理、传输和存储。本文从分析系统设计原理入手,完成了系统原理图设计、PCB设计以及系统的电磁兼容设计(EMC),并对系统进行调试,完成了图像数据的实时采集、传输和存储,为缺陷图像数据的进一步处理提供了可靠的硬件平台。系统设计具有非接触、通用性强、速度快、尺寸小、成本低等特点,具有很好的实用价值和应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 课题研究的国内外现状
• 1.3 课题研究的内容
• 1.4 本课题论文内容安排
• 2 系统方案设计
• 2.1 系统设计要求
• 2.2 系统方案设计
• 2.3 本章小结
• 3 基于DSP 的表面缺陷实时检测系统设计
• 3.1 数据处理模块设计
• 3.1.1 处理器的选取
• 3.1.2 通用DSP 的特点
• 3.1.3 TM5320DM642 的特点
• 3.1.4 TM5320DM642 配置电路设计
• 3.2 图像采集传感器
• 3.2.1 CCD 与CMOS 图像传感器
• 3.2.2 图像传感器的选择
• 3.3 实时图像转换电路设计
• 3.3.1 视频解码芯片的选取
• 3.3.2 TVP5150 视频解码芯片的特点
• 3.3.3 视频解码芯片的电路接口
• 3.4 图像数据存储模块设计
• 3.4.1 EMIFA 外部扩展存储器的选择
• 3.4.2 SDRAM 的选型及其特点
• 3.4.3 Flash 的选型及其特点
• 3.4.4 CF 卡的选型及其特点
• 3.4.5 SDRAM 电路设计
• 3.4.6 Flash 电路设计
• 3.4.7 CF 卡电路设计
• 3.5 CPLD 控制电路设计
• 3.5.1 CPLD 芯片的选择及特点
• 3.5.2 CPLD 实现功能介绍
• 3.5.3 CPLD 控制电路设计
• 3.6 系统电源管理设计
• 3.6.1 TM5320DM642 电源芯片的选择及电路设计
• 3.6.2 视频解码电路的电源选择及其电路设计
• 3.7 复位电路设计
• 3.7.1 复位芯片的选择及其特点
• 3.7.2 MAX68255 复位电路设计
• 3.8 时钟电路设计
• 3.9 总结
• 4 系统电磁兼容设计
• 4.1 引言
• 4.2 EMC 概述
• 4.3 高速系统及系统信号完整性
• 4.4 系统EMI 分析
• 4.5 系统EMI 设计
• 4.5.1 系统电源和地EMI 设计
• 4.5.2 时钟线EMI 设计
• 4.5.3 高速信号线EMI 设计
• 4.6 系统PCB 板EMI 仿真
• 4.6.1 PCB 板仿真及其意义
• 4.6.2 SPECCTRAQUEST 软件介绍
• 4.6.3 系统PCB 仿真及其结果分析
• 4.7 总结
• 5 系统硬件调试及结果分析
• 5.1 引言
• 5.2 系统电源调试
• 5.3 DSP 输入时钟调试
• 5.4 DSP 测试
• 5.5 SDRAM 测试
• 5.6 CPLD 控制电路调试
• 5.7 CF 数据存储和传输调试
• 5.8 系统总体调试
• 5.9 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 课题主要工作总结
• 6.2 对未来工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录