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《中国科学院研究生院(电工研究所)》 2006年
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基于FPGA技术的扫描电镜图像采集系统设计

束娜  
【摘要】:扫描电子显微镜(SEM)是观察和分析微观物质形貌和特性的重要工具,它广泛应用于物理、化学、地质、电子工业和生物科学。在目前使用的SEM中,有大量SEM由于生产年代较早,未配备图像采集功能,无法与广泛应用的PC机连接,且不能实现电子版图像的存储、后期处理,难于提供高质量的图像进行其他用途的分析、利用。 本文提出了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)技术的图像采集系统设计方案,用于升级老型号SEM图像采集功能。整个硬件设计充分考虑了系统将来的可移植性、便携性以及运行的可靠性。使用可编程芯片FPGA对信号采样进行逻辑控制,只需在线更改嵌入程序即可满足各种图像采集的要求,便于调试和升级应用。控制板以DSP(高性能数字信号处理器)为基础,外部扩展RAM和FLASH,通过USB2.0(通用串行总线)接口直接与PC机通讯。 另外,本文编写了配套的图像采集系统应用软件。通过其友好的客户界面可以完成采集参数设置、采集控制、图像显示、电子图像保存、图片处理及多种个性化设置,如反色显示、彩色显示等。 目前,本系统已实际应用于实验室中,整个系统操作简便、运行稳定且具有很强的可移植性。文中最后给出了本系统实际运行时获得的图像,其线条清晰、图像逼真。而且,经长时间运行可保证本系统性能稳定、可靠。
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