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基于FPGA的巴布剂涂布质量检测系统的研究

作　者: 蔡桂方
导　师: 苏寒松
学　校: 天津大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: FPGA 质量检测视频图像模糊算法 Verilog HDL
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 24次
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内容摘要

伴随着经皮治疗系统(Transdermal Therapeutic Systerms简称TTS)医药市场的不断拓广,为了保证产品质量、提高产品生产效率,制作出一套工业化、自动化和智能化的贴剂成型设备,已经越来越受到众多国内外医药学研究机构和制药企业的重视。随着计算机技术和微电子技术的发展,FPGA以其强大的功能特点和开发优势得到广泛的应用。本文提出一种基于FPGA巴布剂涂布质量检测系统的设计方案。基于FPGA巴布剂涂布质量检测系统采用Altera公司的DE2开发板作为硬件开发平台,在CycloneⅡEP2C35系列FFGA芯片上进行系统功能电路的设计与实现。系统硬件组成分为视频图像采集、视频解码器ADV7181B、外部存储器SDRAM以及基于FPGA设计等部分,论文对各部分的功能和器件特性做了介绍。论文重点是基于FPGA的系统各功能模块的设计与实现,尤其是质量检测模块,除此还包括视频解码器ADV7181B的配置模块、数据转换模块、SDRAM控制器模块等。在质量检测模块运用模糊算法对一帧图像中每个有效像素点进行模式识别,通过记录和统计不合格点的个数和分布情况来判断正在涂布的巴布剂是否出现质量问题,并输出检测结果信号。最后,论文将检测系统的各硬件组成部分连接起来并下载到DE2开发平台上进行在线检测与调试,验证了功能模块的正确性和系统设计方案的可行性。系统设计采用QuartusⅡ9.0作为软件开发环境,运用Verilog HDL硬件描述语言进行模块化设计,使得该设计具有可移植和可扩展的特性。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-10
  1.1 研究背景  7
  1.2 课题研究现状和意义  7-8
  1.3 论文的主要研究内容和章节安排  8-10
第二章系统的软硬件开发环境  10-18
  2.1 DE2硬件开发平台  10-15
    2.1.1 DE2板的设计和组成  11-12
    2.1.2 DE2开发板的应用  12-13
    2.1.3 FPGA芯片  13-15
  2.2 Quartus Ⅱ软件开发  15-17
  2.3 FPGA开发流程  17
  2.4 本章小结  17-18
第三章系统的总体结构设计  18-26
  3.1 视频图像采集  19-20
  3.2 视频数据解码  20-21
  3.3 外部存储器SDRAM  21-25
    3.3.1 SDRAM的功能特征  21-22
    3.3.2 SDRAM的初始化  22-23
    3.3.3 SDRAM读写操作时序  23-25
  3.4 基于FPGA的硬件设计部分  25
  3.5 本章小结  25-26
第四章基于FPGA的系统各功能模块的设计与实现  26-60
  4.1 ADV7181B配置模块  27-31
    4.1.1 I~2C总线介绍  27-29
    4.1.2 ADV7181B配置模块实现  29-31
  4.2 数据转换模块  31-36
    4.2.1 ITU-R BT.656视频标准  31-34
    4.2.2 数据转换模块的实现  34-36
  4.3 带异步FIFO的SDRAM控制器模块  36-48
    4.3.1 异步FIFO  37-40
    4.3.2 接口控制模块  40-42
    4.3.3 命令生成模块  42-44
    4.3.4 数据通道模块  44-45
    4.3.5 时钟锁相环模块  45-46
    4.3.6 SDRAM控制器模块的实现  46-48
  4.4 质量检测模块  48-58
    4.4.1 模糊模式识别原理  49
    4.4.2 模糊模式识别算法的设计  49-52
    4.4.3 质量检测模块的实现  52-58
  4.5 本章小结  58-60
第五章系统连接与在线调试  60-65
  5.1 系统工程编译  60-61
  5.2 系统在线调试  61-65
第六章总结与展望  65-67
参考文献  67-69
发表论文和参加科研情况说明  69-70
致谢  70

基于FPGA的巴布剂涂布质量检测系统的研究

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