在机器视觉领域，光源控制器是照明系统的核心，是视觉系统获取高质量图像的关键。随着机器视觉在工业自动化领域的迅速发展，对光源控制器的需求也不断增长。目前，国内的光源控制器以模拟调压型为主，存在调光精度不高、功能不齐全、应用不灵活、能源消耗大等突出问题。工业化生产线的工序需要应用视觉时，传统的光源控制器成为了控制系统的重大瓶颈。针对上述问题，本文分析和研究了分布式控制、嵌入式系统设计、通讯方式、软件系统架构、LED驱动等技术，采用STM32为核心设计了基于FreeRTOS嵌入式实时操作系统的LED数字光源控制器。通过分析机器视觉应用需求和嵌入式系统设计原理，规划了系统整体设计方案；以STM32为控制MCU，采用PWM恒流模式驱动LED光源，完成了系统的硬件电路原理及PCB设计；移植嵌入式实时操作系统FreeRTOS到STM32，并基于其模块化多任务软件架构构建了系统固件，具备常亮、频闪、外部触发等工作模式；实现了USB/CAN/RS232/以太网多种通讯方式，并移植了LWIP协议栈，重点测试了以太网的吞吐量、响应时间和丢包率三项传输性能。采用基于CAN总线拓扑结构和以太网星型拓扑结构，实现了光源控制器的分布式控制系统方案；规划及开发了可靠有效的数据通讯协议以及应用于Windows下的控制器SDK，光源控制器具有具有良好的开放性、适用性和易用性。最后，详细测试了分布式光源控制器的功能和性能。并将其应用于干电池封口胶质量检测系统。测试结果和应用效果表明，本文设计的分布式LED数字光源控制器切实可行，功能和性能达到了应用要求。