基于CMOS的VGA接口的工业相机的设计

摘要

工业相机是机器视觉系统中的重要组成部分,本课题从为实验室提供经济化和小型化的图像采集前端的目标出发,设计出一台基于VGA接口的CMOS工业相机。
　　本文简要介绍了系统设计中所涉及的软硬件开发环境和VGA显示原理,重点研究了基于FPGA的图像信号存储与显示系统。系统以FPGA为数字处理的核心,分为图像采集模块、图像存储模块和图像显示模块。图像采集模块通过数据转换软件将图像数据转换为RGB数据,再利用IIC总线将RGB数据发送至SDRAM中;图像存储模块深入的研究了SDRAM的工作原理,设计SDRAM控制器,将采集到的图像信号存储到SDRAM中,并且依据 SDRAM的读写控制程序完成图像信号的输入和输出功能;图像显示模块设计VGA接口控制器,并通过CMOS转换芯片将RGB格式的数字信号转换为模拟信号,以便VGA显示器显示。此方法实现了图像的智能采集与显示,提高了图像采集和显示的可靠性,在完成系统设计的基础上,利用专业的SignalTab软件对系统的各个模块进行了仿真与调试,结合仿真的结果将整个系统模块下载到实验板上验证最后的结果,最终得出可显示无抖动的图像,色彩不失真的工业相机以达到设计要求。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外发展状况

1.3 工业相机的种类和发展

1.4 本人的主要工作

1.5 论文组织结构

第2章 系统总体设计与技术基础

2.1 VGA接口相机设计技术概述

2.2 核心控制

2.3 VGA接口的介绍

2.4 系统总体方案设计

第3章 系统设计概述

3.1 设计目标

3.2 系统总体设计

3.3 系统功能模块划分

3.4 本章小结

第4章 系统硬件实现

4.1 系统总体框图

4.2 电源设计

4.3 MT9M034芯片时序和配置

4.4 FPGA 硬件电路设计

4.5 JTAG 接口电路设计

4.6 SDRAM 缓存电路设计

4.7 VGA接口电路设计

4.8 本章小结

第5章 PCB制图以及实验结果

5.1 VGA接口相机的PCB制图

5.2 VGA接口相机的整体图以及各功能示结果

5.3 演示结果

第6章 结论与展望

参考文献

致谢