基于FPGA的A4雙面掃描儀的設計與研究.pdf

1、本文介紹的是基于FPGA和接觸式圖像傳感器(CIS)來實現的雙面掃描系統(tǒng),通過兩根CIS同時進行正反兩面掃描的方式,對紙張圖像的正背面都進行了實時的掃描,同時也實現了在FPGA芯片內部圖像數據的實時處理和由FPGA芯片來對外圍其他芯片進行驅動控制,而且還實現了在同一塊PCB硬件電路板上完成算法、參數等的修改和對整個系統(tǒng)進行升級的功能。本文是以圖像數據的采集和數據模數轉換處理系統(tǒng)的PCB硬件平臺的搭建和FPGA內部各個驅動和數據處理模塊的

2、verilog代碼編寫,以及verilog代碼在仿真軟件modelsim下的前仿真和PCB板的后仿真與實際電路系統(tǒng)的掃描調試為主,詳細講述了各個外圍PCB電路模塊的設計、FPGA內部的verilog驅動模塊設計、代碼的仿真以及調試中遇到的問題的生成原因和解決辦法。其中各模塊的設計中包括CIS接觸式圖像采集傳感器外圍PCB電路模塊、CIS接觸式圖像采集傳感器FPGA內部時序驅動模塊、A/D模數轉換芯片WM8214外圍PCB電路模塊、A/D

3、模數轉換芯片WM8214的FPGA內部時序驅動和參數配置模塊、LED曝光芯片TLC5917外圍PCB電路模塊、LED曝光芯片TLC5917在FPGA內部的時序驅動模塊、FPGA內部的全局時鐘管理控制模塊PLL、FPGA內部利用“乒乓操作”完成一系列圖像數據處理模塊等。在整個PCB電路系統(tǒng)的工作流程中,首先是由FPGA來完成CIS圖像傳感器的時序驅動和曝光驅動,使其能夠正常工作采集圖像數據,并將采集到的三個通道輸出的模擬圖像數據并行傳送給

4、A/D轉換芯片進行模數轉換;其次是通過高速A/D模數轉換芯片將接收到的來自接觸式圖像傳感器CIS采集圖像所輸出的三個通道的并行模擬圖像數據轉換為精度為8bit的串行數字信號,然后將數字數據傳輸給FPGA芯片;再次,FPGA芯片接收到A/D芯片傳輸來的數字數據后,通過“乒乓操作”利用內部的 FIFO對圖像數據作緩存和數據的“掐頭去尾”處理以及排序處理;然后,再利用相關接口模塊連接外部存儲器 SDRAM,從而增加芯片的外部存儲空間,將處理之