为机器植入眼睛和大脑是人类的梦想,机器视觉作为人类视觉与大脑的延伸,是衡量现代工业自动化程度的标志之一。随着半导体技术的飞速发展,新兴的技术使梦想逐渐开始变成现实。具备视觉功能的产品已经开始应用在各个行业。其应用也必将推动和促进自动化技术的智能化发展。本文主要对嵌入式机器视觉的实现进行研究。本文首先介绍了片上系统(SOC)技术,包括IP复用技术与软硬件协同设计技术,特别对片上可编程系统(SOPC)的IP软核NiosII与MicroBlaze作了具体分析。其次,介绍了CCD与CMOS图像传感器的结构与曝光方式,比较了两种传感器的不同,分析了Micron公司基于全局快门的CMOS图像传感器MT9V032的性能。本设计首次采用动态效果优于普通CMOS图像传感器的MT9V032作为图像采集芯片。接着,重点叙述了整个系统的的硬件设计原理,包括各个电路模块的功能结构,微处理器芯片、SRAM存储芯片、电源芯片的选择原则,各个芯片的典型应用电路图,特别在防电磁干扰方面介绍了信号完整性与电源完整性。最后,对整个系统的软件设计进行了描述,通过Matlab从理论上验证了该图像处理方案的可行性;根据可行性分析结果设计了图像采集处理IP核,该IP核遵循Avalon总线协议规范,并在ModelSim下对程序进行了仿真,实现了读取坐标的功能;在SOPC Builder下定制了NiosII处理器系统,实现了I。C,UART,PIO,图像处理IP核的互连;根据EPP并口传送协议实现了FPGA与PC机的数据通讯;在Visual Studio 2005环境下编写了上位机程序,并在电脑上显示了采集到的图像,图像质量清晰。