基于FPGA+STM32高速多路光源控制器制造技术

本实用新型专利技术属于电子信息技术行业，主要涉及基于FPGA+STM32高速多路光源控制器，它包括通信模块、PWM产生模块和核心控制模块，通信模块通过USART串口总线与上位机进行通信，核心控制模块的主板上具有STM32内核模块和FPGA模块；通信模块读取上位机设置的每个LED阵列光源的亮度和光源的PWM频率，然后将相关命令并打包发送给STM32内核模块，STM32内核模块将接受到相关命令处理后发送给FPGA模块，FPGA模块接收并解析命令，并将解析得到的编程代码输出到PWM产生模块中；PWM产生模块产生固定频率的PWM方波信号，PWM方波信号实现对LED阵列的控制和调节。USART串口总线上可以串联多个光源控制器的通信模块，多路光源由一台上位机进行控制，实现了多路光源的集中控制和集中调节。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电子信息技术行业，主要涉及面向机器视觉的LED光源产品，具体来说是涉及LED光源控制器。
技术介绍
机器视觉是涉及电子工程、数字图像处理、模式识别等众多
的交叉学科，经过40多年的发展与研究，已经成为人工智能领域中最瞩目的学科之一。机器视觉系统主要由照明系统、镜头、摄像机、图像采集卡和图像处理系统组成，通过光源、镜头及CCD等成像器件匹配图像采集及处理系统来进行产品的检查、识别等，此技术可大大减轻人工目检产品质量的负担，有效地提高检测效率，并有利于生产管理。照明系统是机器视觉系统的重要组成部分，是保证采集图像质量和应用效果的关键，而光源控制器是照明系统的核心，其主要作用就是针对具体应用场合提供不同的照明亮度和照明方式，从而提高照明光源的品质，获得高质量的图像。当前国内多数厂商生产的光源控制器是手动调节或通过RS232与上位机通信进行调节，使用较为不方便，效率低，而且还不能实现多路光源的集中控制和集中调节。
技术实现思路
本技术为解决现有技术中存在的技术问题，其目的是提供一种基于FPGA+STM32高速多路光源控制器。为达到上述目的，本技术的技术方案如下：基于FPGA+STM32高速多路光源控制器，它包括通信模块、PWM产生模块和核心控制模块；所述通信模块通过USART串口总线与上位机进行通信，所述USART串口总线上还可以串联多个所述通信模块；所述通信模块的信号输出端与所述核心控制模块的信号输入端连接，所述核心控制模块的主板上具有STM32内核模块和FPGA模块，所述STM32内核模块与FPGA模块之间采用USART串口总线进行通讯；所述STM32内核模块和FPGA模块中具有晶振模块；所述核心控制模块的信号输出端与PWM产生模块的信号输入端连接。进一步的是，它还包括LED阵列显示模块；所述LED阵列显示模块的显示数据输入端与LED阵列光源的LED驱动模块连接，LED阵列显示模块的显示数据输出端与核心控制模块的显示数据输入端相连。更进一步的是，它还包括存储模块；所述存储模块将FPGA模块中的编程的代码数据进行存储。光源控制器通电后，通信模块读取上位机设置的每个LED阵列光源的亮度和光源的PWM频率，然后将相关命令并打包发送给STM32内核模块，STM32内核模块将接受到相关命令处理后发送给FPGA模块，FPGA模块接收并解析命令，并将解析得到的编程代码输出到PWM产生模块中；PWM产生模块产生固定频率的PWM方波信号，LED驱动模块接受PWM方波信号实现对LED阵列的控制和调节。每次上位机有触发信号输出时，PWM产生模块会产生设置的频率的PWM方波信号，使得LED阵列光源为检测设备提供稳定的LED光源，提高图像的质量。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1.多个光源控制器通过USART串口总线进行串联，多路光源由一台上位机进行控制，实现了多路光源的集中控制和集中调节；2、光源控制器利用STM32内核模块和FPGA模块中晶振模块实现实现PWM数字调光，以及脉冲频率、占空比的大范围调节，并通过STM32内核模块和FPGA模块中晶振模块之间的协同工作保证精确定时，以防止LED阵列光源出现频闪现象；3.PWM产生模块通过开启和关闭LED阵列光源来改变正向电流导通时间以达到亮度调整效果，由于LED阵列光源都是以恒定的电流导通，因此不会出现模拟调光技术的色偏移问题。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本技术实施例一所公开的光源控制器的模块化示意图；图2为本技术实施例一所公开的光源控制器与上位机的连接示意图图3为本技术实施例二所公开的光源控制器的模块化示意图；图4为本技术实施例三所公开的光源控制器的模块化示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例一结合图1来说明本实施例中基于FPGA+STM32高速多路光源控制器的结构，它包括通信模块1、PWM产生模块2和核心控制模块3；通信模块通过USART串口总线与上位机进行通信，USART串口总线上还可以串联多个通信模块；通信模块的信号输出端与核心控制模块的信号输入端连接，核心控制模块的主板上具有STM32内核模块4和FPGA模块5，STM32内核模块与FPGA模块之间采用USART串口总线B进行通讯；STM32内核模块和FPGA模块中具有晶振模块；核心控制模块的信号输出端与PWM产生模块的信号输入端连接。上述光源控制器的工作流程是：光源控制器通电后，通信模块读取上位机设置的每个LED阵列光源的亮度和光源的PWM频率，然后将相关命令并打包发送给STM32内核模块；STM32内核模块将接受到相关命令处理后发送给FPGA模块，FPGA模块接收并解析命令，并将解析得到的编程代码输出到PWM产生模块中；PWM产生模块产生固定频率的PWM方波信号，LED驱动模块接受PWM方波信号实现对LED阵列的控制和调节。光源控制器利用STM32内核模块和FPGA模块中晶振模块实现实现PWM数字调光，以及脉冲频率、占空比的大范围调节，并通过STM32内核模块和FPGA模块中晶振模块之间的协同工作保证精确定时，以防止LED阵列光源出现频闪现象。每次上位机有触发信号输出时，PWM产生模块会产生设置的频率的PWM方波信号，使得LED阵列光源为检测设备提供稳定的LED光源，提高图像的质量。PWM产生模块通过开启和关闭LED阵列光源来改变正向电流导通时间以达到亮度调整效果，由于LED阵列光源都是以恒定的电流导通，因此不会出现模拟调光技术的色偏移问题。以上介绍了本实施例中光源控制器的结构和主要组成模块，现结合图2来介绍光源控制器与上位机之间的连接方式。光源控制器A1、光源控制器A2、光源控制器A3......光源控制器A256通过USART串口总线串联C连接，USART串口总线的数据接收端与上位机连接。多个光源控制器通过USART串口总线进行串联，多路光源由一台上位机进行控制，实现了多路光源的集中控制和集中调节。实施例二由图3可以得出本实施例与实施例一不同的是：它还包括存储模块6，存储模块将FPGA模块中的编程的代码数据进行存储。实施例三由图4可以得出本实施例与实施例二不同的是：它还包括LED阵列显示模块7，LED阵列显示模块的显示数据输入端与LED阵列光源的LED驱动模块连接，LED阵列显示模块的显示数据输出端与核心控制模块的显示数据输入端相连，核心控制模块的显示数据输出端将LED阵列光源的显示信号交换给上位机。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于FPGA+STM32高速多路光源控制器，其特征在于，它包括通信模块、PWM产生模块和核心控制模块；所述通信模块通过USART串口总线与上位机进行通信，所述USART串口总线上还可以串联多个所述通信模块；所述通信模块的信号输出端与所述核心控制模块的信号输入端连接，所述核心控制模块的主板上具有STM32内核模块和FPGA模块，所述STM32内核模块与FPGA模块之间采用USART串口总线进行通讯；所述STM32内核模块和FPGA模块中具有晶振模块；所述核心控制模块的信号输出端与PWM产生模块的信号输入端连接。

【技术特征摘要】
1.基于FPGA+STM32高速多路光源控制器，其特征在于，它包括通信模块、PWM产生模块和核心控制模块；所述通信模块通过USART串口总线与上位机进行通信，所述USART串口总线上还可以串联多个所述通信模块；所述通信模块的信号输出端与所述核心控制模块的信号输入端连接，所述核心控制模块的主板上具有STM32内核模块和FPGA模块，所述STM32内核模块与FPGA模块之间采用USART串口总线进行通讯；所述STM32内核模块和FPGA模块中具有晶振模块；所述核心...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪成龙，徐汉超，吴剑锋，
申请(专利权)人：苏州浩克系统检测科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32