基于FPGA的光電分選機檢測系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、光電分選機是一種利用光電技術(shù)分析識別物料的品質(zhì)優(yōu)劣，并利用壓縮空氣將劣質(zhì)物料剔除的高科技設(shè)備。該設(shè)備由于采用獨特而有效的篩選方式，被廣泛應(yīng)用在顆粒狀物料品質(zhì)檢測與分級領(lǐng)域，可有效提高物料的品質(zhì)等級，增加其附加值，提高加工技術(shù)的自動化程度，具有很好的社會與經(jīng)濟效益。因此，對光電分選機的研究有著重要的現(xiàn)實意義。 本課題主要對光電分選機的檢測系統(tǒng)進行研究，設(shè)計了一種以Xilinx公司的FPGA芯片XC3S200和高速線陣CCD傳感器為

2、核心的光電檢測系統(tǒng)。它的主要功能是通過CCD傳感器對高速下落的顆粒狀物料進行動態(tài)掃描，由圖像數(shù)字轉(zhuǎn)換器對CCD輸出信號進行信號調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換，F(xiàn)PGA對轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)進行高速處理，完成剔除信號的輸出。 檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計包括FPGA核心電路的設(shè)計：線陣CCD驅(qū)動電路的設(shè)計；圖像數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接口電路設(shè)計；通信電路的設(shè)計。按照設(shè)計要求，制作了印制電路板。 檢測系統(tǒng)的軟件部分包括利用DCM完成CCD驅(qū)動時序的設(shè)計；圖像數(shù)字

3、轉(zhuǎn)換器的控制接口和相關(guān)雙采樣時序的設(shè)計；制定與分選機主控制器之間的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)報文的濾波；圖像數(shù)據(jù)的采集和中值濾波處理；對濾波后的圖像數(shù)據(jù)進行二值化處理和異物位置的判斷；利用FPGA內(nèi)部的BlockRAM對檢測信號進行可調(diào)延遲時間的設(shè)計；氣槍控制系統(tǒng)的時序設(shè)計；檢測指示電路的驅(qū)動時序設(shè)計；CCD像素位置的校準；CCD數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的存儲。 本文采用Verilog語言進行硬件電路描述，程序都是基于自頂向下的模塊化的設(shè)計方法。利用I