工业CT(ICT)是计算机断层成像技术的工业应用,目前也是一种飞速发展的高技术,其广泛应用于航天、航空、铸造等领域。其中X射线源系统是每个工业CT必不可少的部分,它主要由X射线管、高压发生器、控制器、电源单元、冷却器、高压电缆等部分组成。在X射线机曝光中,X射线管的容量主要决定于管电压、管电流和曝光时间三者的乘积,其均通过控制器对高压发生器的控制来改变,可见控制器的可靠性对X射线机的影响非常大。工业CT使用的X射线源系统是X射线无损检测用的通用设备,市供的X射线源系统一般有配套的硬件控制器,但这些控制器大多功能单一,只能执行简单的操作,如开源、关源、设置参数值等。另一方面,配套的控制器只能对X射线源系统进行单独的控制,工作人员在CT扫描过程中,需对工业CT控制系统及X射线源分开操作,使用非常不方便。本课题即是针对这种现状,研制一台高性能的X射线机控制器,其不仅能够对X射线源系统进行高效的控制,还能够与工业CT控制系统互通状态信号。本文以美国Spellman公司的高压发生器为研究对象,在其软、硬件的基础上进行消化、吸收和国产化。根据控制要求,提出了基于SOPC的系统解决方案,以FPGA为主控芯片,在FPGA中嵌入NiosII软核,将CPU、存储器、I/O接口、锁相环等系统设计所必需的模块集成到一片FPGA上,构成一个可编程的片上系统。同时由于多任务的需要,设计中在NiosII软核中嵌入了实时操作系ucosII,将不同的功能划分成不同的任务进行处理使得设计大大简化。本文首先根据系统需求进行了系统的方案选择,然后详细介绍了系统的硬件设计和软件设计,硬件设计包括FPGA最小系统的设计和外围电路的设计,软件设计包括NiosII软核的定制和ucosII的任务设计,最后进行了系统调试。本文实现的射线机控制器除具备传统射线机控制器基本的开停机、设置参数功能外,还具有重要参数监测、工作模式选择、故障自处理及与上位机和工业CT系统通信的功能。经过系统测试表明,该控制器能够满足设计的要求,实现了系统预期的功能。由于本系统采用了SOPC的设计方案,其具有很强的扩展功能和发展前景。