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工业相机是机器视觉系统关键部分,其性能决定着图像的采集速度与分辨精度。目前工业相机主要以MCU+CPLD的形式构成,结构复杂,且灵活性较差。因此研制一部简单可靠的新型工业相机具有重要的意义。SOPC是一种基于FPGA硬件的设计技术,设计方式灵活,开发周期短。利用SOPC技术设计出一款新型工业相机,从系统角度分析了工业相机的结构组成与工作原理,研究了工业相机设计中所需的技术条件,提出了基于SOPC技术工业相机的设计方案,设计、制作了工业相机的硬件电路,编写、调试了工业相机的软件程序,进行了工业相机局部和整体功能测试,验证了设计的正确性,探讨了下一步工作方向。主要内容包括:1 SOPC工业相机设计方案的研究。首先介绍了工业相机的研究背景和发展现状,得出了工业相机小型化、多功能化的发展趋势;其次提出了基于SOPC技术工业相机的设计方案,对方案内容进行了详细的阐述;最后研究了工业相机涉及的各种技术内容,分析了利用这些技术设计工业相机的可行性。2工业相机硬件电路的设计。首先分析了工业相机硬件电路的框架结构;其次介绍了SOPC工业相机硬件电路的设计,包括设计需求分析、元器件选型、原理图设计、PCB布局布线和信号完整性分析等;最后给出了设计结果。3工业相机软件程序的设计。首先研究了工业相机软件程序的功能需求;其次设计了相关的软件程序,包括SOPC运行平台、NiosⅡ软件程序和USB固件程序。介绍了程序设计方法,编写、调试过程中遇到的困难及解决办法;最后给出了部分程序代码和实验结果。4工业相机局部和整体的功能测试。使用设计出的工业相机硬件电路和软件程序搭建起测试平台。利用该平台对工业相机局部和整体功能进行了测试。在验证了设计正确性的同时,分析了现有设计的不足之处,为下一步的优化和改进提供了依据。