随着工业生产要求的提高,准确的定量颜色成为一种需要,色差仪在现代工业生产中起到了重要的作用。颜色科学、光电子技术和嵌入式技术的不断发展,为色差仪的升级和改造提供了强大工具;特别是近几年来由Altera公司提出的片上可编程系统(SOPC)的解决方案为色差仪的研制提出了一种全新的设计理念。本论文将色度学理论、光电积分型测量方法、无线射频通信技术以及在FPGA内部嵌入NiosⅡ软核的嵌入式系统等技术应用到了色差仪的设计中;研制的新型色差仪具有系统集成化、小型化、稳定性高、硬件电路升级简单和开发周期短等优点,特别是无线射频功能的引入使色差仪在数据存储和数据处理方面的功能得到了明显的提升。本论文首先介绍了颜色科学、SOPC技术和色差仪的发展现状,然后分别深入的介绍了色度学的相关理论知识和SOPC技术的两个重要概念FPGA和NiosⅡ的应用研究;后面的章节分四个部分介绍了色差仪的整体构成:第一部分为硬件电路部分,其中包括了色差仪的FPGA嵌入式系统和PC端的单片机系统硬件电路的方案选择和详细设计;第二部分为FPGA片上系统的定制,包括了NiosⅡ软核的配置和定制过程以及软核外围逻辑模块的详细设计和功能阐述;第三部分为色差仪的软件设计部分,该部分由两个方面构成,其一为NiosⅡ的上层任务调配程序,一共由五个不同的分支程序构成,各部分配有详细的流程图和关键函数的代码;另一部分为单片机系统的底层软件设计部分,该部分按数据接收和发送分为两个不同的分支,各分支程序由详细的软件流程图和部分程序代码进行了深入阐述;第四部分为PC机的应用软件介绍部分,简单介绍了色彩品质管理软件的应用界面的构成;论文在最后给出了该色差仪在调试的过程中出现的问题以及改进的方式和课题研究中积累的一些经验供大家参考。