复印机扫描控制器的设计与实现

摘要

复印机是将扫描、复印和打印有机结合在一起的办公设备，近年来伴随着计算机技术的快速发展，使得复印机的应用越来越广泛。但因为复印机技术壁垒非常高，多年来我国并未真正掌握复印机核心技术，我们所使用的复印机绝大多数来自外商。使用外国品牌的复印机存在极大的安全隐患，对政府、商业均无秘密可言。论文针对本次激光复印机项目国产化和安全化的需求，对复印机扫描控制器的相关技术进行研究及实现。
　　论文在对已有复印机扫描控制器工作原理进行分析的基础上，结合可编程逻辑技术，提出了基于SOPC的复印机扫描控制器的实现方案。基于复印机缩放复印的功能要求，本文在对双线性插值算法进行分析研究的基础上，针对双线性插值特点，采用硬件逻辑设计并实现了图像无极缩放模块，较好的解决了使用软件方式实现图像缩放时速度慢的问题；基于复印机旋转复印的功能要求，设计中以DDR2 SDRAM作为图像数据的缓存，针对本次复印机处理的图像尺寸大，图像数据在DDR2中的常规存储方式在进行90°旋转时达不到快速复印的要求，论文采用了一种图像分块存储的方法，基于这种方法设计并实现的图像旋转模块极大的提高了图像旋转时的速度。在完成对图像缩放模块和图像旋转模块的设计与实现后，对这两个模块进行IP核的封装，然后将它们和AFE模拟前端的SPI接口模块、扫描电机运动控制模块、AM335x通信接口模块进行集成并搭建SOPC系统。最后分别对图像缩放模块和图像旋转模块进行了验证，经时序仿真和系统功能测试，研究结果达到了设计要求。
　　基于SOPC的复印机扫描控制器的设计与实现，不仅降低了设计的复杂性和成本，而且提高了扫描控制器的性能。采用硬件实现的图像缩放和图像旋转模块极大的提高了复印机在进行缩放和旋转时的速度。本文中的研究与设计所取得的成果对于高速复印机的设计具有一定的参考价值。

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第一章 绪论

1.1课题背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容和论文组织

第二章 复印机扫描控制器功能需求分析与总体方案设计

2.1复印机控制系统总体架构

2.2扫描控制器的功能需求分析

2.3扫描控制器的总体设计方案

2.4硬件平台选择

2.5本章小结

第三章 图像缩放模块的设计与实现

3.1图像缩放算法的选择

3.2双线性插值算法

3.3图像缩放模块整体结构设计

3.4图像缩放模块的逻辑设计

3.5图像缩放模块的实现

3.6本章小结

第四章 图像旋转模块的设计与实现

4.1 DDR2带宽利用率分析

4.2图像的分块存储及效率

4.3图像旋转模块整体结构设计

4.4图像旋转模块的逻辑设计

4.5图像旋转模块的实现

4.6本章小结

第五章 基于SOPC的复印机扫描控制器的集成与实现

5.1复印机扫描控制器的SOPC架构

5.2自定义逻辑的封装

5.3基于Nios II的SOPC系统的搭建

5.4Nios II编程实现对整个扫描过程的控制

5.5系统功能验证

5.6本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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