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线阵CCD测量系统的设计与实现

更新时间：2020-03-19 06:27:27 大小：2M 上传用户：zhengdai查看TA发布的资源 标签：ccd 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

随着科学技术不断的进步，特别是电子技术业的迅猛发展，人们对测量自动化程度的要求越来越高，传统的测量方法已经不能满足现代测量要求。而固体图像传感器CCD的诞生却为非接触测量领域的研究带来了新希望。目前非接触测量系统大多是基于 CPLD+单片机+外部 RAM、FPGA+DSP、ARM+单片机或者FPGA+ARM等架构，它们都是多芯片方案，具有成本高、不灵活、系统结构复杂等缺点。本文设计了一种基于单芯片FPGA架构的线阵CCD测量系统很好的弥补这些缺陷，主要工作内容如下：

  （1）首先给出了一维测量系统的总体设计方案，然后在充分分析系统需求的基础之上完成器件的选型，并根据各个器件的工作原理、特性完成了测量系统硬件平台的原理图设计以及PCB板制作。该平台由电源模块、图像采集模块、FPGA核心控制模块、传输模块及外围配置电路组成，它可以完成图像采集、数据缓存、传输等一系列功能。

  （2）在详细分析各个器件正常工作时序之后，使用Verilog硬件描述语言设计了线阵CCD、相关双采样、FIFO的调用及读写时序的控制、RS232串口等器件的驱动程序。在软件设计中有两个创新点：一是基于 FPGA可编程的特性，在不改变外围电路的基础之上，软件实现线阵CCD驱动频率和积分时间可调的功能。二是在FPGA的编程设计中使用了内嵌FIFO核，从而减少了系统所必需的FIFO芯片，大大降低的系统设计的复杂性，节省了硬件资源。

  （3）本设计在Quartus II软件平台下开发，采用了Modelsim6.5、SignalTap II逻辑分析仪等工具完成了系统的软硬件仿真，最后利用单缝衍射测量光强分布的实验验证了系统功能，结果表明本系统能够实现预期一维测量功能，具有良好的实时性和稳定性。

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