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异纤检测清除系统的研究

作　者: 陶雪华
导　师: 王东云
学　校: 中原工学院
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 异性纤维自动检测清除系统数字信号处理器(DSP)
分类号: TP274.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

异性纤维自动检测清除系统在轧花工艺中的采用,不仅能提高了产品质量和生产速度,也很大程度地降低了生产成本。但是一直以来,国外检测设备价格很高,而我国中小型棉纺厂较多,由于资金和技术发展程度等原因,购买力不强。国内一些厂家基本上都是采用从国外购买硬件设备,集成系统,自己开发,简单地处理软件的方式来开发异纤检测产品,很难有自己的知识产权,产品竞争力不强。因此,研制具有独立知识产权的异性纤维自动检测清除系统很有意义。本课题主要研究异纤检测系统的数据的输入输出以及芯片之间的接口电路和读写时序问题。根据现有的一些技术条件和环境,并结合当前数字信号处理器(DSP)的飞速发展,设计了基于DSP+FPGA结构的异纤清除系统,以TMS320DM642为主处理器,EP1C6Q240C8为协处理器。异纤清除系统主要有信号采集部分、数据转换和存储部分、以及数据处理部分和异纤清除部分组成。高速线阵CCD摄像机将采集的图像送入信号转换和缓冲模块FIFO,微处理器DM642根据信号触发中断对其进行数据读取和处理,并将结果传达给执行控制机构,除掉异纤。本设计针对系统的具体功能要求,采用了新型线阵CCD摄像机,有着高速的数据传输接口,并针对该接口设计了专门的转换和接收电路,而且采用FPGA与DSP相结合的方式来实现异纤的检测,充分利用了二者在图像处理方面的优势。完成了对DM642的及其外围模块的设计,包括系统电源、系统时钟、存储器电路、视频编码电路等。该系统的软件是在CCS环境下开发的,已经对存储器模块SDRAM和FLASH进行了读写测试,CPU工作正常,硬件设计合理。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1. 绪论  9-14
  1.1 选题背景  9
  1.2 国内外研究现状  9-13
  1.3 主要研究内容  13
  1.4 研究目的和意义  13-14
2. 系统总体方案设计  14-19
  2.1 系统设计流程  14
  2.2 系统功能要求  14-17
    2.2.1 照明光源的选择  15-16
    2.2.2 CCD 摄像机的选择  16-17
    2.2.3 DSP+FPGA 结构  17
  2.3 系统方案设计  17-19
3. 系统的硬件设计  19-44
  3.1 CAMERA LINK 接口设计  20-24
    3.1.1 Channel Link 原理  20-21
    3.1.2 Camera Link 信号  21-22
    3.1.3 Camera Link 硬件结构  22
    3.1.4 信号接收与转换硬件设计  22-24
  3.2 FPGA 的设计  24-30
    3.2.1 FPGA 的配置  24-25
    3.2.2 FIFO 设计原理  25-27
    3.2.3 FIFO 的设计方法  27-30
  3.3 图像处理单元  30-36
    3.3.1 DM642 的外部存储器接口EMIFA  30-31
    3.3.2 SDRAM 存储器的扩展  31-34
    3.3.3 FLASH 存储器扩展  34-36
  3.4 DSP 其他外围电路设计  36-42
    3.4.1 系统电源  36-38
    3.4.2 JTAG 接口  38
    3.4.3 时钟设计  38-40
    3.4.4 I~2C 总线  40-41
    3.4.5 视频编码器  41-42
  3.5 异纤的定位及清除  42-44
4. 系统的软件设计与开发  44-51
  4.1 DSP 系统开发  44-45
  4.2 系统程序设计  45-46
  4.3 程序测试  46-51
    4.3.1 FLASH 存储器测试  47-49
    4.3.2 SDRAM 存储器的测试  49-51
5. 总结与展望  51-52
  5.1 主要研究成果  51
  5.2 课题展望  51-52
参考文献  52-55
附录：硕士研究生学习阶段发表论文  55-56
致谢  56-57

异纤检测清除系统的研究

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