摘要：随着时代的发展，雕刻技术日新月异，应用范围也很广。与手工雕刻相比，机械雕刻在效率和精度方面要优越得多。同时，激光雕刻又作为机械雕刻的一个分支。它不与工件表面接触，自然也没有刻刀碰撞的影响。表面不会变形。它优于传统的雕刻方式，在各种产业链中都有着不错的应用。

本次设计基于Arduino控制板以及Python编程语言设计并且实现了一种带图像处理的激光打印系统。系统包含了：图像处理模块、通信模块、数据处理模块、步进电机驱动模块、激光模块、外框模块等部分，可实现在木材、纸张上打印规定图像的功能。

设计基于Arduino Mega2560型单片机，串口模块用于上位机和下位机之间的通信，使用上位机实现二值化和抖动算法，处理和发送需打印的图像，下位机接收到二值图像后进行解析，最后控制电机的运动、激光器的开关，准确地打印图像。

关键词：激光雕刻  二值化  抖动化  串口通信

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论-1

1.1前言-1

1.2项目背景-1

1.3激光雕刻机发展现状-2

1.4 论文安排及主要内容-2

第二章 系统总体方案设计-4

2.1功能需求-4

2.2激光雕刻机控制结构-4

2.3系统设计-5

2.3.1 系统的硬件设计规划-5

2.3.2系统的软件设计规划-6

2.4 机械结构设计-6

2.4.1传动结构-6

2.4.2外形框架-7

第三章 系统硬件电路的设计开发-8

3.1控制系统硬件电路总体结构设计-8

3.2控制芯片选择-8

3.3电机及驱动系统设计-11

3.3.1步进电机的选择-11

3.3.2驱动器的选择-11

3.4激光模块的选择-13

3.5限位模块的选择-13

3.6系统电源选用-14

第四章 系统软件设计-15

4.1系统软件总体结构设计-15

4.2上位机开发环境及软件系统设计-16

4.2.1上位机开发环境介绍-16

4.2.2上位机软件部分组成-16

4.2.3 OpenCV图像预处理-16

4.2.3二值化处理-18

4.2.4抖动算法-21

4.2.5串口通信发送程序-23

4.3下位机软件系统设计-25

4.3.1下位机软件部分组成-25

4.3.2串口接收数据-25

4.3.3电机驱动程序-27

4.3.4激光驱动程序-28

4.3.5数据处理-29

第五章 系统调试-30

5.1上位机软件调试-30

5.2下位机软件调试-32

5.3改进方向-32

参考文献-34

致谢-35

附录-36