【正文】 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于FPGA的圖像數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院（系）： XX 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： XX 學(xué)生姓名： XX 指導(dǎo)教師： XX 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于保密囗，在 年解密后適用本授權(quán)書(shū)不保密囗 。（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”）作者簽名： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 年 月 日本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名：XX 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：XX 指導(dǎo)教師：XX 工作單位：XX設(shè)計(jì)(論文)題目: 基于FPGA的圖像數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：在掌握學(xué)習(xí)FPGA的基本原理、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，完成基于FPGA的圖像數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。要求完成的主要任務(wù):查閱不少于15篇的相關(guān)資料，其中英文文獻(xiàn)不少于3篇，完成開(kāi)題報(bào)告。FPGA基本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。FPGA外圍系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。完成不少于5000漢字的英文文獻(xiàn)翻譯。完成不少于12000字的論文。必讀參考資料：1． 王慶友．光電技術(shù)．北京：電子工業(yè)出版社，2005．2．．Development of Image Processing System Based on DSP and Measurement and Instruments， 2007July 18 2007．3．Bob Zeidman著, 趙宏圖譯．基于FPGAamp。CPLD的數(shù)字IC設(shè)計(jì)方法．北京：北京航空航天大學(xué)出版社．指導(dǎo)教師簽名： 系主任簽名： 院長(zhǎng)簽名（章）武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為《基于FPGA的圖像數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》，是通過(guò)搭建硬件平臺(tái)以及用硬件描述語(yǔ)言來(lái)控制圖像處理和數(shù)據(jù)的采集及傳輸?shù)?。作為大學(xué)本科最重要的一次實(shí)踐性課程，我選擇這個(gè)課題主要是基于以下原因。圖像數(shù)據(jù)的傳輸在當(dāng)今信息化時(shí)代已成為最普遍最重要的技術(shù)，在通信、衛(wèi)星、遙感、導(dǎo)航、監(jiān)控等各項(xiàng)技術(shù)中，圖像數(shù)據(jù)采集前端都是必須的。與我們生活聯(lián)系較為緊密的就很多，如攝像機(jī)、照相機(jī)、視頻系統(tǒng)等等。數(shù)據(jù)的傳輸和控制的精確度和準(zhǔn)確性都會(huì)影響人或機(jī)器的下一步操作。因此，作為一種基本技術(shù)，在各領(lǐng)域內(nèi)，對(duì)其研究都是十分深入的，已經(jīng)有各種方法對(duì)其進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。 目前國(guó)內(nèi)外的圖像數(shù)據(jù)采集手段多種多樣，在主控制模塊上有基于ARM的，有基于DSP的，還有基于專(zhuān)用單片機(jī)的；，有基于RS232串行通信的，或是EPP并行方式的；圖像傳感器上既有采用CCD的，也有采用CMOS的。但目前市場(chǎng)上和技術(shù)實(shí)現(xiàn)上是以FPGA現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列為主控的最為普遍。南京林大的洪冠和南京鐵職的趙茂成等人在“基于PLC的肉碎骨圖像采集控制系統(tǒng)中”采用可編程邏輯器件PLC為控制核心，控制激光CCD和X射線相機(jī)實(shí)現(xiàn)碎骨圖像采集，獲得較高的圖像分辨率。北京航空航天大學(xué)的任貴偉和張海在“基于ARM緊湊型圖像采集系統(tǒng)”中利用ARM7（LPC2210）與CMOS（OV7620）實(shí)現(xiàn)了一個(gè)緊湊型圖像采集、處理系統(tǒng)；利用LPC2210數(shù)據(jù)總線的工作方式，有效地消除了OV7620對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的干擾。SCCB控制，圖像數(shù)據(jù)的采集、處理以及傳輸都由一片LPC22lO完成，特別適合于對(duì)功耗、體積要求較嚴(yán)格的嵌入式應(yīng)用。此次我的畢業(yè)設(shè)計(jì)要求以FPGA為平臺(tái)，設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)來(lái)控制圖像和數(shù)據(jù)的傳輸，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有類(lèi)似的研究設(shè)計(jì)并取得了相關(guān)成果，我此次則是期望通過(guò)個(gè)人的能力能設(shè)計(jì)出基于FPGA的圖像數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)更簡(jiǎn)化、精確、有效，并能應(yīng)用于某一領(lǐng)域。此外，就我個(gè)人來(lái)說(shuō)，由于本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是利用FPGA，這是一門(mén)既成熟又非常具有實(shí)用性的學(xué)問(wèn)，在本科期間只接觸了皮毛，現(xiàn)欲利用這一機(jī)會(huì)，對(duì)該課程進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，使自己額外掌握一項(xiàng)技能，爭(zhēng)取通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)掌握FPGA的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與實(shí)用基本知識(shí)，為今后的學(xué)習(xí)工作奠定基礎(chǔ)，作為一名電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的理科生，掌握了數(shù)模電、單片機(jī)、編程語(yǔ)言的同時(shí)，邏輯可編程器件相關(guān)的知識(shí)也很重要。本次研究希望設(shè)計(jì)出一種能夠在某一專(zhuān)用場(chǎng)所使用的圖像數(shù)據(jù)傳輸器控制系統(tǒng)?；緝?nèi)容和技術(shù)方案數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)其實(shí)是利用FPGA芯片控制數(shù)據(jù)采集前端采集到的原始信號(hào)依次進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)處理等操作后儲(chǔ)存到存儲(chǔ)器里，可供CPU讀取進(jìn)行運(yùn)算和處理后，再傳輸?shù)酵獠拷K端，系統(tǒng)的各項(xiàng)動(dòng)作和反應(yīng)都由FPGA控制。而本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容則為圖像數(shù)據(jù)的傳輸控制，即是要利用FPGA芯片控制圖像傳感器（本次利用的是CMOS傳感器）獲取圖像信號(hào)，再將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)FPGA控制,對(duì)此圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的處理后，將圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到儲(chǔ)存器（或是顯示到監(jiān)視設(shè)備）。技術(shù)方案上，本次設(shè)計(jì)將通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行原理方案的設(shè)計(jì)，然后選取合理FPGA芯片及CMOS傳感器和其它外圍的硬件器件，搭建成具可行性的電路，編寫(xiě)出相應(yīng)的控制程序。這一系列工作都先將借助于Quartus II這個(gè)FPGA設(shè)計(jì)仿真專(zhuān)用平臺(tái)，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證及仿真工作，在電路上還可能會(huì)用到其他相關(guān)的電子電路設(shè)計(jì)平臺(tái)。此外，本次設(shè)計(jì)將采用仿真與實(shí)際相結(jié)合的研究方法。在計(jì)算機(jī)上的軟件上建立一個(gè)仿真系統(tǒng)，對(duì)各原始數(shù)據(jù)的處理和運(yùn)算設(shè)計(jì)一套流程和算法，在仿真獲得成功的情況下，將會(huì)利用FPGA開(kāi)發(fā)板和外圍電路做出實(shí)物。進(jìn)度安排第1－3周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，明確研究?jī)?nèi)容，確定方案，完成開(kāi)題報(bào)告。第4－7周：了解研究所需要掌握的基本知識(shí)和能力，通過(guò)自學(xué)和向他人學(xué)習(xí)來(lái)掌握這些知識(shí)能力。第8－10周：學(xué)習(xí)開(kāi)始動(dòng)手進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行調(diào)試使?jié)M足基本要求，開(kāi)始進(jìn)行論文的撰寫(xiě)。第12－14周：完成并修改畢業(yè)論文。第15周：準(zhǔn)備論文答辯。指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目 錄摘 要 IAbstract II1 緒論 1 論文的目的意義 1 國(guó)內(nèi)外研究背景 1 論文的主要內(nèi)容 22 基于FPGA的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 FPGA簡(jiǎn)介 3 Cyclone II系列芯片 7 Quartus II簡(jiǎn)介 8 HDL描述語(yǔ)言簡(jiǎn)介 103 圖像傳輸系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 13 系統(tǒng)總體方案 13 各模塊器件的選擇 134 系統(tǒng)各模塊的設(shè)計(jì) 16 16 195結(jié)論 21參考文獻(xiàn) 22附 錄 23致 謝 26武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要在當(dāng)今信息科技日益發(fā)達(dá)的時(shí)代，隨著數(shù)字多媒體技術(shù)的發(fā)展，圖像數(shù)據(jù)的采集和傳輸作為視頻圖像類(lèi)信息交換的第一項(xiàng)工作，已經(jīng)越來(lái)越普及。在軍事上、工業(yè)上以及人們的日常生活中，圖像采集傳輸工作隨處可見(jiàn)，目前人們接觸較多的視頻和圖片等多媒體文件幾乎全部源自圖像數(shù)據(jù)采設(shè)備的獲取。通過(guò)圖像采集系統(tǒng)采集圖像（視頻或圖片），然后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后可以傳輸?shù)狡渌O(shè)備予以存儲(chǔ)或顯示。圖像采集是圖像處理的前提。本論文主要研究的內(nèi)容便是圖像的獲取和傳輸問(wèn)題，設(shè)計(jì)一個(gè)圖像傳輸控制系統(tǒng)，以FPGA為主控模塊，控制圖象傳感器（CMOS圖像傳感器）將圖像傳輸?shù)酱鎯?chǔ)設(shè)備中。論文重點(diǎn)研究的是系統(tǒng)的硬件原理設(shè)計(jì)和其中各個(gè)時(shí)刻各模塊的邏輯時(shí)序的控制。關(guān)鍵詞： FPGA；Quartus II；CMOS圖像傳感器；圖像采集；數(shù)據(jù)傳輸AbstractIn this era when information technology highly developed, with the development of digital multimedia technology, image acquisition, as the first step of image information exchange , has been mor and more popular. In the military,industry, and people’s daily life,image acquisiton and transmission were seen in now days, most of the multimedia files we use, such as videos and photos, are from image acquisition device. Images(video or photo) must be collected by an image acquisition fist, then it could be transferred to other devicws or displayed after being data processed.Image acquisition is a prerequisite for image processing. The content of this thesis is about the problem of