印花丝巾裁剪机的研制

论文摘要

印花丝巾布匹的裁剪是丝巾生产一个重要的环节,随着图案印制等其它工序逐渐走向自动化,为了进一步提高整体生产效率,研制一款针对印花丝巾的裁剪机是相当必要的。本论文对裁剪机控制系统进行了研究和设计。单片机和DSP构成系统的上下位机,其中,上位单片机完成系统的管理及下位机的协调,两个并行的下位DSP实现数字信号处理,二者将灵活的控制和强大的处理结合在一起,充分发挥了两种处理器的优势。设计的控制系统使操作者可通过控制面板决定裁剪机的工作状态,上位单片机将此状态信息下传给DSP,DSP接收并识别状态信息,以执行相应的操作。下位DSP大部分时间工作在裁剪状态,通过对印花丝巾图像采集和处理,确定丝巾的裁剪位置,最终控制裁刀定位以完成裁剪动作的过程。本论文主要解决三个方面的问题:（1）图像采集存储:由软硬件结合的方式驱动线阵CCD实现图像的采集,扩展大容量SDRAM实现图像数据的存储;（2）图像信息的处理:利用Canny边缘算法处理第一幅图案信息作为模板,结合Canny算法和最大归—互相关法搜索新图案在模板图案中位置,以此信息跟踪印花丝巾布匹上不断变化的裁剪边。（3）工作状态的管理和控制:设计控制面板,实现系统的易操控化;上位机通过串口发送指令对两个下位机进行控制,下位机将图案模板上传,以便上位机统筹管理。本文主要完成了印花丝巾裁剪机的硬件软件设计以及调试,并实现了图像处理算法在PC的Visual C++环境中的模拟测试以及在DSP的CCS环境中的实际调试。论文分章节介绍了系统的整体设计思想、各功能模块的硬件软件设计,从理论的角度提出了针对性较强的控制算法。控制系统通过了实物测试,在工业领域中有着广泛的应用前景。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目次
• 第一章 绪论
• 1.1 纺织机械背景
• 1.2 相关技术背景
• 1.2.1 CCD图像采集
• 1.2.2 图像处理技术
• 1.2.3 DSP技术
• 1.3 论文主要研究内容及结构方案
• 1.4 本章小结
• 第二章 数字图像处理技术
• 2.1 数字图像处理的主要方法
• 2.2 数字图像处理的主要内容
• 2.2.1 图像变换
• 2.2.2 图像增强
• 2.2.3 图像分割
• 2.2.4 图像匹配
• 2.3 本章小结
• 第三章 裁剪机控制系统的硬件实现
• 3.1 控制系统的硬件结构概述
• 3.2 下位机DSP部分的硬件设计
• 3.2.1 CPU的选型
• 3.2.2 外部存储器的扩展
• 3.2.3 CCD驱动及放大电路的设计
• 3.2.4 A/D转换电路的设计
• 3.2.5 其它外围电路设计
• 3.3 上位单片机部分的硬件设计
• 3.3.1 数据存储器的扩展
• 3.3.2 控制面板的设计
• 3.3.3 键盘显示控制电路的设计
• 3.4 DSP与单片机的通信
• 3.4.1 DSP的串口--McBSP
• 3.4.2 单片机的串口
• 3.4.3 DSP与单片机的连接
• 3.5 本章小结
• 第四章 软件设计及调试结果
• 4.1 DSP开发工具
• 4.2 DSP模块的软件设计
• 4.2.1 DSP模块的程序总流程
• 4.2.2 系统自举启动的软件实现
• 4.2.3 系统的初始化设置
• 4.2.4 图像采集和模数转换的软件设计
• 4.2.5 步进电机控制的软件设计
• 4.3 单片机模块的软件设计
• 4.3.1 单片机模块程序的总流程
• 4.3.2 初始化设置
• 4.3.3 MAX6954的控制软件设计
• 4.3.4 单片机与DSP的通信
• 4.4 控制算法的设计
• 4.4.1 总体方案设计
• 4.4.2 具体图像处理算法的函数实现
• 4.5 系统的调试
• 4.5.1 单片机键盘显示以及串口发送功能的调试
• 4.5.2 CCD采集以及A/D转换功能调试
• 4.5.3 DSP发送数据功能的调试
• 4.5.4 步进电机的调试
• 4.5.6 算法在DSP里的调试
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献